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  • 上海保圣電子鼻cNose:枳殼品質(zhì)風味研究的關(guān)鍵助力
  • 發(fā)布日期:2025-03-20 瀏覽次數(shù):33
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    一、研究背景

    枳殼(Fructus Aurantii,FA)作為藥食兩用的功能性食品,在促進消化方面功效顯著。然而,生枳殼(RFA)對部分患者存在副作用,因此臨床多使用炮制后的枳殼(PFA)。目前,FA的生產(chǎn)和質(zhì)量評價主要依賴傳統(tǒng)方法,這種方式主觀性強,導致產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差。建立客觀、全面的PFA質(zhì)量評價體系迫在眉睫。

     

    FA的風味是其品質(zhì)的關(guān)鍵指標之一,直接影響產(chǎn)品的應用和消費者接受度。其風味變化與揮發(fā)性成分密切相關(guān),而電子鼻作為一種模擬人類嗅覺系統(tǒng)的智能檢測設(shè)備,能夠快速、低成本地獲取氣味信息,在食品和醫(yī)藥生產(chǎn)的過程監(jiān)控與質(zhì)量控制領(lǐng)域應用廣泛。在FA的研究中,電子鼻可用于分析其揮發(fā)性成分變化,為品質(zhì)評價提供重要依據(jù)。同時,結(jié)合相對氣味活性值(ROAV)等分析方法,能更全面、客觀地反映FA加工后揮發(fā)性風味化合物的變化特征,對快速質(zhì)量評價意義重大。

     

     二、實驗方法

     (一)樣品準備

    實驗所用的RFAPFA均采購自廣州子孫醫(yī)藥健康有限公司,并經(jīng)廣州中醫(yī)藥大學張丹燕教授鑒定。RFA7月采摘,經(jīng)干燥、切片等處理;PFA則是在RFA基礎(chǔ)上,經(jīng)過發(fā)酵、清洗、蒸制等一系列加工工序制成。

     

     (二)上海保圣電子鼻cNose檢測

    采用上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)的電子鼻對RFAPFA進行檢測。該電子鼻配備18種不同的金屬氧化物半導體(MOS)傳感器,可檢測多種揮發(fā)性物質(zhì)。實驗時,精確稱取4.0g樣品,放入20mL頂空玻璃富集瓶中,密封后在26℃環(huán)境下靜置30min。設(shè)置電子鼻的清潔時間為120s,載氣流量為400mL/min,在60s內(nèi)記錄18個傳感器的響應值,以生成響應曲線。選取各成分的最大響應值進行數(shù)據(jù)分析,從整體上評估樣品的揮發(fā)性特征。

     

     (三)數(shù)據(jù)處理

    運用GraphPad Prism 8軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,通過單因素方差分析(ANOVA)比較不同組數(shù)據(jù)的差異,確定實驗結(jié)果的顯著性。利用Origin 2021軟件對電子鼻數(shù)據(jù)進行主成分分析(PCA),直觀呈現(xiàn)不同樣品間的差異和相似性,以探索數(shù)據(jù)的潛在結(jié)構(gòu)。借助SIMCA 14.1軟件進行正交偏最小二乘法判別分析(OPLS - DA),進一步挖掘數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵信息,尋找區(qū)分RFAPFA的關(guān)鍵標記物,并評估模型的擬合優(yōu)度和預測能力。

     

     三、實驗結(jié)果

    (一)電子鼻區(qū)分效果

    通過層次聚類分析(HCA)對電子鼻的最大響應值進行分析,結(jié)果顯示所有樣品可分為兩大類,表明RFAPFA在氣味特征上存在明顯差異。主成分分析(PCA)的得分圖中,PC1PC2分別解釋了64.4%26.1%的方差,盡管樣品點存在部分重疊,但仍能觀察到不同品種間的分離趨勢。

     

    進一步的正交偏最小二乘法判別分析(OPLS - DA)得分圖清晰地展示了兩組樣品的差異,獨立變量擬合指數(shù)(\(R^{2}X\))為0.947,因變量擬合指數(shù)(\(R^{2}Y\))為0.965,預測效率(\(Q^{2}\))達到0.944,驗證參數(shù)\(R^{2}\)\(Q^{2}\)均超過0.5,表明模型擬合良好。RFAPFA分別均勻分布在水平軸的負半軸和正半軸,說明不同樣品的重復性良好,且二者在香氣上存在顯著差異。

     

     (二)關(guān)鍵傳感器確定

    結(jié)合雷達圖分析發(fā)現(xiàn),電子鼻可通過sensor4sensor5、sensor14、sensor17sensor18區(qū)分PFA樣品;sensor3、sensor6sensor14sensor16對樣品的香氣化合物響應較強。這意味著PFA中可能含有更高豐度的硫化物、含氮物質(zhì)、醛酮類、醇類和甲烷等揮發(fā)性化合物,充分展示了電子鼻在檢測FA加工過程中揮發(fā)性化合物變化方面的敏感性和有效性。

     (三)與其他分析方法的關(guān)聯(lián)

    通過對電子鼻數(shù)據(jù)與GC - MS分析結(jié)果進行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)萜品烯 - 4 - 醇、6 - - 松油醇、芳樟醇、檜烯、α - 甲基和α - 松油醇與上述傳感器的響應值呈負相關(guān);而D - 檸檬烯、α - 蒎烯、γ - 萜品烯和環(huán)己烷甲醇的豐度與sensor3sensor4、sensor5sensor6、sensor14、sensor16sensor17sensor18的信號強度呈強正相關(guān)。這表明電子鼻能夠?qū)?/font>FA中特定的揮發(fā)性化合物做出響應,與GC - MS分析結(jié)果相互印證,進一步驗證了電子鼻數(shù)據(jù)的可靠性,也體現(xiàn)了其在判斷FA產(chǎn)品風味方面的重要作用。

     

    在枳殼品質(zhì)評價研究中,電子鼻發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。它能夠有效區(qū)分RFAPFA的香氣特征,確定關(guān)鍵傳感器,并且與其他分析方法相互關(guān)聯(lián),為全面了解枳殼在加工過程中的風味變化提供了有力支持,對建立科學的枳殼質(zhì)量評價體系具有重要意義。 

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