老香黄（也称老香橼、佛手香黄）是岭南特有的保健和药用制品，是用芸香科植物佛手（Citrus medica L. var. Sarcodactylis （Noot） Swingle） 的果实炮制而成^[1]。佛手果经过盐腌、晒干、炊熟、浸中药粉液、九蒸九晒后成了色黑如漆、绵软的老香黄^[2]。佛手果加工后成老香黄后，不但改善了佛手果的口感，并且药效更好^[3]。制好的老香黄具有去积祛风、开胃理气、化痰生津等功效，同时老香黄久藏不坏，并且陈化时间越长药效越佳^[4]。目前市场上的老香黄质量参差不齐，鱼目混珠，无产品品质的好坏评定标准，严重影响了老香黄在市场上的推广。如何对不同陈化年份的老香黄进行鉴别，只能根据经验进行判断，普通消费者很难进行判断，市场混乱。

佛手果在加工过程中，经过了盐腌、干燥、蒸煮、浸泡中药液等一系列的工艺，果实的内部组织及成分发生了变化^[5]，同时，微生物也在加工的过程中发生变化。佛手果加工成老香黄后，优势菌群发生了明显的变化，由unidentified Cyanobateria、泛菌属、肠杆菌属变为老香黄的Igatzschineria、漫游球菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属，其中益生菌双歧杆菌属、乳杆菌属的丰度增加，并未从老香黄中分离出有害细菌^[6]。由此可见，老香黄在陈化过程中，微生物以老香黄为培养基，进行生长代谢，老香黄的成分以及风味物质也随之发生变化。郭舒臣等^[1]发现，5,7-二甲氧基香豆素是不同陈化年份中差异性最大的标志物，不同年份含量不同，但是该物质采用超高效液相联合质谱仪进行测定，操作方法复杂，仪器设备贵，很难作为常规的方法使用。另外所采用的标志物为5,7-二甲基香豆素，其在老香黄陈化过程中含量变化无规律性，很难作为唯一指标来判断老香黄的陈化年份。因此，寻找一种能够鉴别不同陈化年份老香黄的方法是老香黄产业的迫切需求。

陈小爱等^[7]在老香黄发酵过程中发现，发酵6个月后，老香黄的挥发性物质开始发生较大的变化，反式-橙花叔醇、庚醛、糠醛、己醛、异戊醛、3-羟基-2-丁酮、2-乙基呋喃、呋喃甲醇、2-乙酰基呋喃等挥发性成分是发酵过程中产生的。那么，发酵后的老香黄在阴凉的条件下继续陈化，微生物继续进行生长代谢，风味物质同样发生变化。由此可见，在微生物和酶的作用下，老香黄随着陈化年份的延长而出现颜色、口感、风味等品质的改变，这些改变与陈化时间密切相关。TOPSIS（Technique for order preference by similarity to an ideal solution）法是多属性决策方法中的一种^[8]，采用欧氏距离计算各指标与最大值和最小值的距离，根据距离的长短对各指标进行排序，选择可对多指标的决策方法，并通过指标的权重来确定指标的重要性，能有效地排除人为因素的影响，使结果更加客观^[9-10]。目前TOPSIS法经常被用于中药材的质量评价^[10-13]，近几年逐渐在农产品、食品等领域的品质评价方面的应用增多，如草莓^[14]、玫瑰品质^[15]、樱桃^[16]、桑叶^[17]等，可以更加有效、科学全面对综合品质进行评价。

因此，本文以不同陈化年份的老香黄为研究对象，建立数学模型，对老香黄理化品质的改变与年份之间的关系进行主成分分析、加权处理，建立不同陈化年份老香黄的综合评价方法，是解决目前老香黄品质评价标准的途径，对促进老香黄产业的健康发展有重要的意义。

1.   材料与方法

1.1   材料与仪器

不同年份（6个年份）老香黄　贮藏3年、5年、8年、10年、15年和20年老香黄，广东济公保健食品有限公司；不同批次老香黄　由广东省潮州市5家老香黄生产企业提供；所有有机溶剂和无机溶剂　均为分析纯。

7890A-5977A气质联用仪　美国Agilent科技公司；固相微萃取手柄、萃取头65 μm PDMS/DVB　美国Supelco公司；JZ-350型色彩色差计　深圳市金准仪器设备有限公司；pHS-25型pH计　上海仪电科学仪器股份有限公司；TU-1901型双束光紫外可见分光光度计　北京普析通用仪器有限责任公司；SB-5200DTD型超声波清洗机　宁波新芝生物科技股份有限公司；JJ-2型组织捣碎机　江苏金坛亿通电子有限公司。

1.2   实验方法

1.2.1   挥发性物质的测定

采用气相色谱-质谱联用仪（Gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）进行测定。

1.2.1.1   顶空固相微萃取（solid-phase microextraction，SPME）

将装有老香黄的棕色样品顶空瓶置于SPME操作平台上，50 ℃平衡15 min，插入手动进样器，进样器中装有萃取纤维头，纤维头在瓶顶空部分，不可接触样品，50 ℃顶空萃取30 min后快速移出萃取头，立即插入气相色谱质谱联用（SPME-GC-MS）仪进样口（温度200 ℃）中，进行热解析5 min，供GC-MS分析。

1.2.1.2   色谱条件

色谱柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升温程序：起始柱温50 ℃，保持2 min，以10 ℃/min升到85 ℃，保持10 min，再以15 ℃/min升到120 ℃，保持2 min，然后以2 ℃/min升到145 ℃，保持5 min；进样口温度200 ℃；载气为高纯氦气（99.999%），柱流量1.0 mL/min，无分流进样。

1.2.1.3   质谱条件

离子源为EI源，离子源温度为230 ℃，四级杆温度为150 ℃，电子轰击能量为70 eV，接口温度为280 ℃，质量扫描范围m/z 45~450，溶剂延迟3.0 min。

1.2.2   化学指标的测定

水分含量的测定根据GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》^[18]中的第一法-直接干燥法进行；pH的测定根据GB 5009.237-2016 《食品安全国家标准 食品中pH的测定》^[19]的方法进行；总糖和NaCl的测定根据GB/T 10782-2006《蜜饯通则》^[20]中的方法进行。

1.2.3   物理指标的测定

1.2.3.1   色差的测定

用小刀切出色泽均匀、颜色无局部差异厚度均匀的老香黄作为待测样品。色差的测定根据周彤等^[21]的方法进行。方法如下：先进行白板校准跟零位校准，然后把待测样品放在白纸上进行色差的测定，记录色差计上显示的L、a、b，每个样品平行测定四次。用下面公式计算色差值△E：

式中：△E为总色差，L为亮度值，a为红绿值，b为黄蓝值。

1.2.3.2   密度的测定

密度的测定根据GB 5009.2-2016《食品安全国家标准 食品相对密度的测定》^[22]中的比重计法进行。

1.2.4   功能成分的测定

1.2.4.1   总黄酮

老香黄中总黄酮含量的测定参考了章斌等^[23]的方法并进行修改。具体方法如下：

a. 标准溶液的制备和标准曲线的建立：准确称取0.0125 g（精确到0.0001 g）的芦丁标准品，加入无水乙醇溶解并定容至100 mL。此标准溶液的质量浓度为50 µg/mL。分别准确的吸取芦丁标准溶液0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL于容量瓶中，加入5 %的NaNO₂ 0.30 mL，5 min后加入10%的硝酸铝溶液0.30 mL，5 min后加入4% NaOH溶液4.00 mL，用水定容。得到浓度分别为0、5、10、15、20、25 µg/mL的标准系列溶液，在波长为510 nm处测定样品溶液吸光度。

b. 老香黄中总黄酮的测定：老香黄用组织捣碎机捣碎后，准确称取1.500 g（精确到0.001 g）老香黄样品，用无水乙醇溶液定容至刻度，然后在42 ℃，167 W的条件下进行超声提取40 min，最后在转速为3500 r/min的条件下离心10 min。吸取1.00 mL上清液于容量瓶中，按照标准曲线处理方法后作为样品溶液，然后在510 nm处测定其吸光度，用标准曲线进行定量。

1.2.4.2   总酚含量的测定

老香黄中的总酚含量测定根据Chen等^[24]和林倩等^[25]的方法进行修改，简单阐述如下：

a. 标准溶液的制备和标准曲线的建立：准确称取0.0100 g（精确到0.0001 g）的没食子酸标准品，用水溶解定容至100 mL。此标准溶液的质量浓度为100 µg/mL。分别准确的吸取没食子酸标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00于容量瓶中，加入10.00 mL水，加入1 mL的福林酚试剂，摇匀，避光反应10 min，随后加入4.00 mL 10%的Na₂CO₃溶液，摇匀，用水定容。得到浓度分别为0、2、4、6、8 µg/mL的标准系列溶液，随后放入50 ℃水浴加热反应0.5 h，冷却，在波长为765 nm的条件下测定其吸光度。

b.老香黄中总酚的测定：老香黄用组织捣碎机捣碎后，准确称取1 g（精确到0.001 g），用50 %乙醇溶液定容，然后在40 ℃，240 W的条件下超声40 min，最后在3500 r/min的条件下离心10 min。吸1.00 mL上清液于25 mL的容量瓶中，加入10.00 mL水，摇匀，再加入1000 µL的福林酚试剂，摇匀后立即进行避光反应，反应10 min。反应结束后立即加入4.00 mL 10 %的Na₂CO₃溶液，摇匀后用水定容至刻度。最后在50 ℃的条件下反应30 min，反应结束后的样品为测定样品。测定条件与标准曲线一致。

1.2.4.3   总花色苷含量的测定

花色苷的测定参考了焦彩凤等^[26]的方法，方法具体如下。老香黄用组织捣碎机捣碎后，取一定样品，用80%酸性乙醇溶液定容至刻度，然后在40 ℃、300 W的条件下进行超声提取40 min，超声两次，最后在6000 r/min条件下离心10 min，合并两次上清液，上清液为花色苷提取液。分别量取两份待测上清液1.00 mL于25 mL容量瓶中，然后分别用pH1.0的KCl溶液和pH4.5的NaAc醋酸钠溶液定容，摇匀后静置1 h，随后分别以缓冲溶液为参比液测定在520、700 nm处的吸光度，按照pH1.0溶液的吸光度A₁=A₅₂₀−A₇₀₀、pH4.5溶液的吸光度A₂=A₅₂₀−A₇₀₀计算出稀释过后样品的吸光度为A=A₁−A₂。老香黄中的花色苷的浓度由下公式进行计算：

式中，M_W为分子量；DF为稀释因子；ξ为摩尔吸光度；r为比色皿直径（cm）。

1.2.5   TOPSIS评价方法的建立

1.2.5.1   核心指标的筛选

分析不同年份老香黄中各指标的离散程度，计算出变异系数，并对指标进行相关性分析，再通过主成分分析法得到各因子的特征值和方差贡献率。综合指标的变异系数、指标之间的相关性、指标代表其他指标的能力和指标的口感和营养价值等因素综合选择核心指标，确保核心指标可以提供原始数组足够的信息。其中变异系数需大于10%，主成分特征值应大于1、累计方差应贡献率超过80%并结合指标的重要性，筛选出核心指标。

1.2.5.2   层次分析法确定权重系数

采用层次分析法来确定各个核心指标的权重系数。首先分析系统中各因素之间的关系，如图1所示，以确定不同核心指标的权重为目标层，各个核心指标为准则层，3年、5年、8年、10年、15年、20年六个年份的老乡黄品质为方案层，建立系统递阶层次结构。邀请食品科学专业的科研人员对老香黄的核心指标进行核心指标俩俩之间的重要性比较，从1~9分为九个标度来比较核心指标之间的重要程度，建立判断矩阵。依据式（3）和式（4）对判断矩阵进行一致性校验。若CR<0.1则认为判断矩阵通过一致性检验，再使用算术平均法、几何平均法和特征值法三个方法求权重后计算平均值，避免了采用单一方法所产生的偏差，保证结果的稳健性。

图  1  系统递阶层次结构

Figure  1.  Hierarchical structure of the system

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式中，CI、RI、CR分别表示一致性指标、平均随机一致性指标、一致性比例；λ_max、n分别表示最大特征值、指标个数。

1.2.5.3   TOPSIS综合评价方法的建立

将老香黄核心指标的原始数据矩阵进行正向化，所有指标类型统一转化为极大型指标，完成指标的正向化，然后将正向化后的矩阵进行标注化处理。

为了消除不同指标量纲的影响，需要将正向化后的矩阵进行标准化处理，标准化的公式如下：

假设有n个要评价的对象，m个已正向化的评价指标构成的正向化矩阵如下：

那么，对其标准化的矩阵计为Z，Z中的每一个元素：${\mathrm{z}}_{\mathrm{i}\mathrm{j}}={\rm{x}}_{{\rm{ij}}}\Big/\sqrt{{ \displaystyle\sum }_{\mathrm{i}=1}^{\mathrm{n}}{\mathrm{x}}_{\mathrm{i}\mathrm{j}}^{2}}$

假设有n个要评价的对象，m个评价指标的标准化矩阵：

算出各指标的值与最大值的距离和最小值的距离，最后进行计算得分并且归一化，归一化可以让最终的得分更加清晰直观。

定义最大值：

定义最小值：

定义第$\mathrm{i}（\mathrm{i}=\mathrm{1,2},\cdots ,\mathrm{n}）$个评价对象与最大值的距离：

定义第$i（i=\mathrm{1,2},\cdots ,n）$个评价对象与最小值的距离：

式中，${\mathrm{D}}_{\mathrm{i}}^{+}$和${\mathrm{D}}_{\mathrm{i}}^{-}$分别表示第i个评价对象与最大值和最小值的距离；${\mathrm{z}}_{\mathrm{i}\mathrm{j}}$表示第i个评价对象在第j个评价指标的标准化值；${\mathrm{\omega }}_{\mathrm{j}}$表示第j个评价指标的权重；

由此，可以计算得出第$\mathrm{i}（\mathrm{i}=\mathrm{1,2},\cdots ,\mathrm{n}）$个评价对象未归一化的得分：

显然$0\le {\mathrm{S}}_{\mathrm{i}}\le 1$，且${\mathrm{S}}_{\mathrm{i}}$越大${\mathrm{D}}_{\mathrm{i}}^{+}$越小，即越接近最大值；最后再对式（7）进行归一化处理，得到归一化后的综合评价指数。

1.3   数据处理

所有指标的数据的相关性、主成分分析采用SPSS22.0分析软件进行；系统递阶层次结构图采用Gitmind网页版制作；层次分析及TOPSIS建模采用MATLAB2016进行。

2.   结果与分析

2.1   不同陈化年份老香黄挥发性物质的变化

传统上认为，老香黄的陈化年份越久，品质越好，药效功能越佳。佛手果经过盐腌、晒干、炊熟、浸中药粉液、九蒸九晒后等加工工艺后，其外部形态颜色和果实内部组织成分发生了显著变化^[5]，挥发性成分在炮制过程中发生明显的变化^[7]。从图2可以看出，不同陈化年份的老香黄共有相同化合物种类为39种，其中陈化3年和5年的老香黄种类分别为42和44，明显少于8年、10年、15年和20年的52、53、53和52种，与此同时，色谱图中峰数也呈相同趋势，陈化20年的挥发性物质峰数较多，而共有成分的个数随着陈化年份的增加而显著减少。由此可见随着陈化年份增加，老香黄挥发性物质种类增多。因此以挥发性物质作为不同陈化年份老香黄的评价指标。

图  2  不同陈化年份老香黄挥发性物质数量变化

Figure  2.  Numbers of common components of volatile compounds of Laoxianghuang during aging years

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表1可以看出，萜烯类物质是老香黄主要挥发性物质，其相对含量在76.24%~95.10%，随陈化年份增加，其种类和含量增多，陈化5年的老香黄烯烃类物质相对含量比陈化3年增加10.19%，陈化10年比陈化8年的增加了5.01%。在这些萜烯类物质中，柠檬烯、伞花烃、γ-松油烯、萜品油烯和β-红没药烯的含量较高，相对含量均大于1%，是老香黄陈化过程中变化显著并且相对稳定存在的挥发性物质（表2），同时也是组成老香黄柑橘香、清香的主要挥发性物质，并且也是赋予老香黄功效的主要萜烯类物质。如柠檬烯呈柠檬味芳香，具有抑菌、抗炎、抗肿瘤及抗氧化等作用^[27]，是佛手鲜果主要的特征挥发性物质^[28]。老香黄经多年陈化，柠檬烯含量最高，并且随着陈化年份的延长而增多，特别是陈化5年后，柠檬烯相对含量明显升高。与陈化3年相比，陈化20年的老香黄中的柠檬烯相对含量高37.19%。

表  1  不同陈化年份老香黄挥发性化合物种类和相对含量

Table  1.  Types and relative contents of volatile components of Laoxianghuang in different aging years

化合物		3	5	8	10	15	20
萜烯	种类（个）	6	7	7	7	7	7
	相对含量（%）	76.24	84.01	85.21	89.48	91.46	95.10
醇类	种类（个）	8	8	9	9	9	9
	相对含量（%）	19.40	13.44	11.85	7.99	7	2.82
醛类	种类（个）	3	3	2	2	2	2
	相对含量（%）	1.21	0.53	0.10	0.10	0.07	0.02
酚类	种类（个）	3	2	3	3	3	3
	相对含量（%）	0.21	0.09	1.04	0.68	0.21	0.26
酮类	种类（个）	2	2	4	4	4	3
	相对含量（%）	0.26	0.34	0.20	0.33	0.23	0.08
醚类	种类（个）	1	1	1	1	1	1
	相对含量（%）	0.55	0.08	0.1	0.01	0.01	0.01
酯类	种类（个）	0	1	3	3	3	3
	相对含量（%）	0	0.01	0.27	0.26	0.10	0.07

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表  2  不同陈化年份老香黄主要挥发性成分的变化

Table  2.  Changes of main volatile components of Laoxianghuang in different aging years

指标	陈化时间（年）
	3	5	8	10	15	20
柠檬烯	33.64±2.56a	38.56±3.12b	39.00±2.78c	39.85±1.59c	43.49±3.22d	46.15±2.87e
γ-松油烯	17.11±1.25a	18.73±2.23b	21.06±2.12c	21.64±2.56c	26.87±2.48d	15.21±1.55e
伞花烃	13.23±0.26a	11.2±0.41b	5.9±0.22c	5.59±0.34c	5.21±0.28c	2.74±0.12d
萜品油烯	5.58±0.12a	4.14±0.08b	3.17±0.09c	2.37±0.08d	3.13±0.11e	5.48±0.13f
β-红没药烯	1.65±0.22a	4.14±0.15b	4.25±0.28b	5.28±0.33c	3.68±0.36d	14.46±0.56e
罗勒烯	0.09±0.01a	0.1±0.02	0.51±0.01b	0.63±0.03b	0.77±0.03b	1.24±0.08c
侧柏烯	0a	0a	0a	0.01b	0.01b	0.01b
α-水芹烯	0a	0a	0.04b	0.05b	0.05b	0.10c
α-松油醇	13.15±1.65a	10.22±2.13b	7.75±1.52c	5.14±1.1 2d	4.54±0.59d	3.71±0.85e
注：同行不同字母表示不同年份间差异显著（P<0.05）；表3同。

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伞花烃，即对异丙基甲苯，呈胡萝卜样气味，具有祛痰、止咳和平喘的功能^[29]；β-红没药烯，呈木香、柑橘香、花香、果香等气味，具有抗氧消炎作用；γ-松油烯具有木香、柠檬香气，在短期腌制中无规律性变化^[7]，但在多年陈化过程中发生了显著规律性变化。由表2可知，在陈化过程中，γ-松油烯的相对含量随着陈化时间的延长而逐渐增多。陈化8年和陈化15年是γ-松油烯变化较大的年份，陈化8年比陈化5年增加了12.44%，而陈化15年比陈化10年增加了24.17%，由此可见，γ-松油烯是老香黄陈化过程中相对含量和变化均为显著的成分。

萜品油烯，呈松木香气味，具有抗菌、抗炎、止痛、提高免疫力等功能，是另一种重要的挥发性物质。从表2中可以看出，在陈化过程中，萜品油烯的相对含量呈现先下降再上升的变化趋势，陈化10年时降到最低，与陈化三年的老香黄相比，下降了57.5%，而在陈化20年时，萜品油烯的相对含量显著增加至陈化10年的2.31倍（P<0.05）。β-红没药烯，呈木香、柑橘香、花香、果香等气味，具有抗氧消炎作用。β-红没药烯相对含量经5年陈化后显著增多（P<0.05），是3年陈化的2.5倍；陈化10年的是陈化3年的3.2倍，但陈化15年后有开始下降，并在陈化20年后下降到了2.01%。老香黄具有的去积祛风、开胃理气、化痰生津等功效与这些萜烯类物质有关，并且随着陈化时间的延长，功效越好^[4]，因此，可将柠檬烯、伞花烃、γ-松油烯、萜品油烯和β-红没药烯作为代表性挥发性物质。

α-水芹烯是一种具有黑胡椒和薄荷似香气的物质，在陈化8年后的样品中出现，而侧柏烯在陈化10年后的样品中出现，因此，可以将这两种物质作为陈化年份较长的老香黄的特征品质物质。醇类挥发性物质具有木青气息、花香、薄荷香气、柑橘香柚香等气味，赋予口腔清凉感^[7,30]，是佛手鲜果的主要挥发性物质^[31]。在老香黄中，醇类挥发性物质总含量排名第二，为2.82%~19.40%，随着陈化年份的增加而逐渐减少（表1）。α-松油醇，呈薄荷、茴芹气味，在陈化过程中，其相对含量随着陈化年份增加逐渐减少，陈化3年的老香黄中α-松油醇相对含量为13.15%，经过5年、15年和20年陈化后，α-松油醇相对含量下降了41.06%、65.47%和85.63%，变化非常明显。为了使所选的指标更加有代表性，选择α-水芹烯、侧柏烯和α-松油醇作为不同陈华年份老香黄挥发性物质的主要品质指标。综合以上分析，筛选柠檬烯、伞花烃、γ-松油烯、萜品油烯、β-红没药烯、罗勒烯、α-水芹烯、侧柏烯和α-松油醇为不同陈化年份老香黄的挥发性物质品质指标。

2.2   不同陈化年份老香黄理化及功能成分的变化

水分、总糖、NaCl和pH可通过口腔的感觉进行判断，特别是总糖、NaCl和pH起着甜度感、咸度感和酸度感的作用，可以直接反映老香黄的感官变化。为了进一步考察不同陈化年份老香黄中水分、总糖、NaCl和pH的变化规律，验证能否作为主要感官指标。从表3中可以看出，水分在陈化过程中呈现下降又上升的变化趋势，在陈化8年后降到最低，然后又开始上升。陈化8年的老香黄的水分含量比陈化3年的老香黄减少了33.01%，而陈化20年的老香黄比陈化8年增加了41.9%。总糖和NaCl在老香黄的陈化过程中一直呈下降的趋势，陈化20年的总糖和NaCl比陈化3年的分别下降了16.31%和48.89%。由表3可见，老香黄呈酸性，在陈化过程中pH逐渐下降，越来越酸，可以作为老香黄在不同陈化过程中感官的变化指标。从化学指标的结果来看，水分、总糖、NaCl和pH在陈化过程中变化明显，可作为感官分析的主要指标。

表  3  不同陈化年份老香黄理化及功能成分的变化

Table  3.  Changes of physicochemical and functional components of Laoxianghuang in different aging years

指标	陈化时间（年）
	3	5	8	10	15	20
水分（%）	37.77±2.56a	29.80±3.27b	25.30±2.24b	27.73±3.54b	33.63±3.21c	35.90±2.98c
总糖（mg·g−1）	45.13±2.54a	42.70±2.48b	41.23±2.89b	40.3±2.45b	37.73±2.79c	37.77±3.56c
NaCl（%）	4.93±0.23a	4.98±0.28a	4.22±0.36b	3.59±0.32c	2.67±0.22d	2.52±0.25d
pH	3.05±0.15a	3.03±0.23a	2.97±0.18a	2.85±0.32a	2.83±0.22a	2.75±0.35a
白度	19.36±2.56a	17.33±2.89b	16.64±3.21b	16.34±2.55b	15.50±3.31c	14.35±2.11c
密度（g/cm3）	1.226±0.02a	1.188±0.08b	1.142±0.03b	1.091±0.05b	0.959±0.06c	0.881±0.07c
总黄酮（mg·g−1）	38.88±3.26a	44.87±3.18b	46.33±2.56b	55.24±2.89c	55.68±3.12c	55.96±2.56c
总酚（mg·g−1）	131.39±5.68a	170.17±5.12b	282.78±4.18c	269.2±4.56d	242.19±5.12d	216.46±3.78e
花色苷（mg·g−1）	2.49±0.23a	2.11±0.28b	1.66±0.31c	1.83±0.29c	2.22±0.31d	2.38±0.29d

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根据传统观点，老香黄随着陈化时间的延长而逐渐变黑，变黑在物理上的变化直接体现在颜色和密度的变化，因此可以选用这两个指标作为老香黄品质的主要物理指标。从表3可知，老香黄在陈化过程中白度和密度逐渐下降，发生明显的变化，陈化20年的老香黄的白度和密度比陈化3年分别下降了25.88%和28.14%，可见两者在老香黄的陈化过程中同样发生明显的变化。因此，选用密度作为老香黄物理品质的主要指标之一 。

黄酮类物质^[32]、多酚^[33]及花色苷是佛手果主要的功能性成分之一。从表3可知，总黄酮的含量在陈化过程中发生明显的变化，随着陈化年份的延长而明显增大，陈化8年后老香黄的总黄酮比陈化3年增长了20.57%，随后老香黄的总黄酮无显著性差异。多酚类物质的含量在陈化前8年逐渐升高，陈化8年达到最高，是陈化3年的2.15倍，而8年后逐渐下降，但总多酚含量均比陈化3年的高。花色苷含量在前8年逐渐下降，下降了33.33%，随后又逐渐上升，陈化20年的比陈化8年升高了43.37%。在老香黄的腌制过程中，定期翻缸是老香黄加工过程中的必需工艺，由此可以推测在定期翻缸的过程中氧气进入缸中，微生物有可能进行有氧代谢；加工结束后，老香黄密封进行陈化，随着陈化年份增长，缸中的氧气可能会逐渐减少，微生物则进行无氧代谢。由此可以推测，老香黄在陈化过程中，由于微生物对底物的利用不同，产物也不同，从而使老香黄的功能成分在不同陈化年份中发生变化。因此，可选用黄酮类物质、多酚及花色苷作为老香黄功能成分的主要指标。

2.3   不同陈化年份老香黄品质的综合评价

TOPSIS法具有多准则、多决策地解决排序问题的特点，相比其他评价方法，更加有效和科学。根据前面所筛选的不同陈化年份老香黄的挥发性指标、理化指标及功能成分指标，对不同陈化年份的老香黄品质进行综合评价。根据各核心指标的权重系数，建立判断矩阵；采用层次分析法确定算术平均法、几何平均法和特征值法三个方法求权重后计算平均值保证结果的稳健性。将老香黄核心指标的原始数据矩阵进行正向化，算出各指标的值与最大值的距离和最小值的距离，最后进行计算得分并且归一化，得到归一化后的综合评价指数。

2.3.1   不同陈化年份老香黄品质指标的分析

2.3.1.1   不同年份老香黄的各指标的离散程度的分析

对表2和表3中的18个指标进行品质分析，分析各个指标离散程度的大小，计算出变异系数，结果见表4。从表4可以看出，18个品质指标在不同陈化年份的老香黄中存在不同程度的差异，其中总糖和pH的变异系数分别为7%和4%，离散程度较小，不能体现不同陈化年份之间的差异性，因此，总糖和pH不能作为核心指标。其余16个指标的变异系数较大，其中侧柏烯（110%）和α-水芹烯变（94%）的异系数最大，其次是β-红没药烯（81%），其余的变异系数均大于10%，由此可以初步看出老香黄在不同陈化年份之间存在差异。

表  4  不同成化年份老香黄品质指标分析结果

Table  4.  Analysis results of quality indexes of Laoxianghuang in different aging years

指标	平均值	标准偏差	最大值	最小值	变异系数（%）
萜品油烯	3.9783	1.32712	5.58	2.37	33
伞花烃	7.3117	4.01048	13.23	2.74	55
柠檬烯	40.115	4.32363	46.15	33.64	11
罗勒烯	0.5567	0.43505	1.24	0.09	78
γ-松油烯	20.1033	4.09524	26.87	15.21	20
β-红没药烯	5.5767	4.51313	14.46	1.65	81
α-松油醇	9.085	3.92951	13.71	4.54	43
侧柏烯	0.005	0.00548	0.01	0	110
α-水芹烯	0.04	0.03742	0.1	0	94
总黄酮	42.3267	15.75971	55.68	12.96	37
总酚	218.6983	58.637	282.78	131.39	27
花色苷	2.115	0.31942	2.49	1.66	15
水分	31.6883	4.86908	37.77	25.3	15
密度	1.08117	0.13504	1.226	0.881	12
白度	16.5867	1.70242	19.36	14.35	10
总糖	40.81	2.87746	45.13	37.73	7
pH	2.9133	0.12094	3.05	2.75	4
NaCl	3.8183	1.07732	4.98	2.52	28

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2.3.1.2   不同陈化年份老香黄品质指标相关性的分析

综合考虑老香黄的挥发性物质指标、功能性成分指标、理化指标三个方面，本次试验总选取了18种品质指标数据进行分析，但由于指标种类较多，存在共线性问题的可能性较大，本研究采用相关性分析对指标间的关系进行分析，结果见表5。结果表明，指标与指标两两之间的171个相关系数中，有31个在α=0.01水平上有相关性，有25个在α=0.05水平上有相关性。由此可见，不同陈化年份的老香黄品质指标之间存在较强的相关性，也就是部分指标之间存在着一定程度上的信息重叠，因此需要进一步的分析，对具体的相关性指标进行分类和挑选，以建立一个准确的老香黄品质检测模型。

表  5  不同陈化年份老香黄品质指标的相关性分析

Table  5.  Correlation analysis of quality indexes of Laoxianghuang in different aging years

指标	萜品油烯	伞花烃	柠檬烯	罗勒烯	γ-松油烯	β-红没药烯	α-松油醇	侧柏烯	α-水芹烯	总黄酮	总酚	花色苷	水分	密度	白度	总糖	pH	NaCl
萜品油烯	1
伞花烃	0.336	1
柠檬烯	−0.108	−0.888*	1
罗勒烯	−0.02	−0.937**	0.915*	1
γ-松油烯	−0.786	−0.23	0.151	0.022	1
β-红没药烯	0.333	−.697	0.783	0.835*	−0.479	1
α-松油醇	0.405	0.964**	−0.920**	−0.908*	−0.338	−0.646	1
侧柏烯	−0.263	−0.764	0.772	0.814*	0.304	0.541	−0.878**	1
α-水芹烯	−0.02	−0.939**	0.883*	0.993**	−0.047	0.859*	−0.892*	0.781	1
总黄酮	−0.808	0.215	−0.357	−0.467	0.820*	−0.803	−0.852*	−0.102	−0.496	1
总酚	−0.781	−0.784	0.49	0.526	0.53	0.188	−0.73	0.447	0.551	0.317	1
花色苷	0.818*	0.297	0.017	0.045	−0.394	0.191	0.229	0.097	−0.012	−0.524	−0.792	1
水分	0.794	0.217	0.035	0.125	−0.354	0.202	0.17	0.165	0.071	−0.522	−0.709	0.983**	1
密度	−0.014	0.865*	−0.957**	−0.958**	−0.128	−0.772	0.892*	−0.845*	−0.918**	0.413	−0.401	−0.197	−0.252	1
白度	0.219	0.942**	−0.986**	−0.922**	−0.174	−0.775	0.955**	−0.766	−0.905*	0.302	−0.617	0.138	0.11	0.924**	1
总糖	0.301	0.928**	−0.964**	−0.906*	−0.371	−0.635	0.970**	−0.841*	−0.867*	0.146	−0.632	0.095	0.046	0.943**	0.967**	1
pH	0.149	0.913*	−0.910*	−0.964**	−0.152	−0.752	0.950**	−0.936**	−0.946**	0.306	−0.529	−0.047	−0.119	0.955**	0.913*	0.931**	1
NaCl	0.145	0.892*	−0.906*	−.946**	−0.286	−0.652	0.926**	−0.907*	−0.906*	0.242	−0.517	−0.1	−0.183	0.973**	0.892*	0.953**	0.971**	1
注：*表示在0.05水平相关性显著（P<0.05）；**表示在0.01水平相关性显著（P<0.01）。

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2.3.1.3   老香黄品质指标主成分分析

利用SPSS22.0软件对测出的老香黄品质指标进行主成分分析，其结果如表6所示，前三个主成分的累计方差贡献率已经达到96.6%，并且其特征值均大于1，表明前三个主要成分已经可以代表绝大部分的原始信息。

表  6  主成分分析

Table  6.  Principal component analysis

成分	主成分分析
	特征值	方差贡献率（%）	累积方差贡献率（%）
1	11.471	60.372	60.372
2	4.903	25.805	86.177
3	1.984	10.441	96.619

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第一主成分的特征值为11.471，方差贡献率达到了60.372%，是起决定性作用的主成分；第二主成分的特征值是4.903，涵盖了全部指标的25.805%的信息；第三主成分的特征值为1.984%，贡献了全部指标10.441%的信息。利用Kaiser标准化最大方差法进一步对主成分进行旋转处理，得到表7。

表  7  主成分旋转成分矩阵

Table  7.  Principal component rotation component matrix

品质指标	1	2	3
萜品油烯	0.14	0.674	−0.712
伞花烃	0.918	0.367	0.033
柠檬烯	−0.951	−0.078	−0.099
罗勒烯	−0.965	−0.066	−0.21
γ-松油烯	−0.218	−0.14	0.954
β-红没药烯	−0.73	−0.052	−0.674
α-松油醇	0.952	0.28	−0.103
侧柏烯	−0.9	0.065	0.185
α-水芹烯	−0.933	−0.143	−0.279
总黄酮	0.297	−0.28	0.904
总酚	−0.527	−0.752	0.314
花色苷	−0.063	0.954	−0.277
水分	−0.129	0.951	−0.246
密度	0.985	−0.121	0.087
白度	0.942	0.236	0.091
总糖	0.97	0.124	−0.128
pH	0.985	0.038	0.045
NaCl含量	0.989	−0.07	−0.084

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第一主成分就综合了伞花烃、柠檬烯、罗勒烯、β-红没药烯、α-松油醇、侧柏烯、α-水芹烯、密度、白度、总糖含量、pH和NaCl含量十二个指标的信息。根据表4，上述十二个指标的变异系数分别为：55%、11%、78%、81%、50%、110%、94%、12%、10%、7%、4%、28%。由表5可知，十二个指标中大部分俩俩之间都有显著或极显著的相关性。因为NaCl是人在品尝老香黄时最敏感的指标之一，即为老香黄的重要指标，因此，综合变异系数、相关性和指标重要性，选择β-红没药烯和NaCl含量代表第一主成分，上述两个代表指标变异系数大于10%，且两个代表指标之间没有显著的相关性，而与其他指标有较好的相关性。

第二主成分主要综合了萜品油烯、总酚含量、花色苷、水分含量和亮度，5个指标的变异系数依次为：33%、27%、15%、10%、8%。其中萜品油烯变异系数最高，说明不同年份老香黄之间的萜品油烯含量差异越大，选用萜品油烯作为第二主成分的代表指标更有意义。

第三主成分主要综合了γ-松油烯和和总黄酮的信息。γ-松油烯的变异系数为20%，总黄酮的变异系数为37%，两者具有显著的相关性。而由于黄酮类物质是大部分植物里面含有的功效成分，对人体具有很好的功能作用；在老香黄中，总黄酮含量随着陈化年份的延长而增加，可说明老香黄陈化年份越长功能效果越好，并且总黄酮的变异系数比γ-松油烯大，说明不同年份之间的总黄酮含量差异较大，具有很好的离散性，因此，综合考虑后第三主成分的代表指标为总黄酮含量。根据以上分析结果，本研究最终选定了4项老香黄品质评价核心指标，即β-红没药烯、NaCl含量、萜品油烯和总黄酮含量。

2.3.2   不同陈化年份老香黄核心指标权重系数的确定

采用多层次分析法对老香黄的不同核心指标进行分析，以老香黄综合评分为目标层，以β-红没药烯、NaCl含量、萜品油烯和总黄酮含量为准则层，3年、5年、8年、10年、15年、20年六个年份的老香黄品质为方案层，建立系统递阶层次结构。从1~9分为九个标度来比较核心指标之间的重要程度，核心指标的重要性比例由具有老香黄研究及食用经验的专家进行填写，最终得到结果如表8的判断矩阵所示。

表  8  判断矩阵

Table  8.  Judgment matrix of Laoxianghuang core indicators

核心指标	NaCl	β-红没药烯	萜品油烯	总黄酮
NaCl	1	2	3	5
β-红没药烯	1/2	1	3	7
萜品油烯	1/3	1/3	1	5
总黄酮	1/5	1/7	1/5	1

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根据式（1）计算得到一致性指标CI= 0.0707，依据式（2）计算得到一致性比例CR=0.0794。因为CR<0.10，所以上述判断矩阵一致性校验通过。

为了保证结果的稳健性，分别采用算术平均法、几何平均法和特征值法求出了权重，然后计算权重系数的平均值（见表9），这样避免了单一方法产生的偏差，得出的结论更全面、更有效。从表9中可知，核心指标的权重系数从大到小依次为NaCl含量、β-红没药烯、萜品油烯、总黄酮。

表  9  老香黄核心指标的权重系数

Table  9.  Weighted coefficient of core indicators of Laoxianghuang

核心指标	算术平均法	几何平均法	特征值法	平均值
NaCl	0.4404	0.4434	0.4456	0.4431
β-红没药烯	0.3348	0.341	0.3377	0.3378
萜品油烯	0.1691	0.1636	0.1637	0.1655
总黄酮	0.0557	0.0521	0.053	0.0536

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2.3.3   带权重的综合评价法的建立

根据具有老香黄研究及食用经验专家的意见，把β-红没药烯、NaCl含量、萜品油烯和总黄酮含量四大核心分为极大型、区间型、极小型和极大型。其中NaCl含量的区间上限为4%区间下限为0.2%。同时对核心指标进行正向化，结果见表10。在表10的基础上对正向化的评价指标进行标准化处理，消除不同指标量纲对结果的影响，建立核心指标的正向标准化矩阵，结果见表11。

表  10  核心指标正向化矩阵

Table  10.  Positive matrix of core indicators

陈化时间（年）	NaCl	β-红没药烯	萜品油烯	总黄酮
3	0.0561	1.92	0	43.75
5	0	4.59	1.44	50.12
8	0.7009	4.68	2.34	52.79
10	1.0000	5.65	3.16	60.25
15	1.0000	4.52	2.39	60.78
20	1.0000	14.98	0.03	20.18

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表  11  核心指标正向标准化矩阵

Table  11.  Positive standardized matrix of core indicators

陈化时间（年）	NaCl	β-红没药烯	萜品油烯	总黄酮
3	0.0300	0.1068	0	0.3579
5	0	0.2552	0.2987	0.4100
8	0.3750	0.2602	0.4853	0.4318
10	0.5349	0.3142	0.6554	0.4929
15	0.5349	0.2513	0.4957	0.4972
20	0.5349	0.8330	0.0062	0.1651

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然后根据式（5）、（6）算出各指标的值分别与最大值和最小值的距离，根据式（7）算出未归一化的得分，最后再对得分进行归一化处理，得出归一化的综合评价指数，最终的评分结果见表12。从表12中可以看到，老香黄的陈化年份越长，综合得分越高，由此可见，该评价方法可以有效地对不同陈化年份的老香黄进行区分。

表  12  不同陈化年份老香黄的综合得分及排名

Table  12.  Comprehensive score and ranking of Laoxianghuang in different aging years

陈化时间（年）	综合得分	排名
3	0.015	6
5	0.0789	5
8	0.1887	4
10	0.2156	3
15	0.2319	2
20	0.2696	1

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2.4   模型的验证

为了进一步验证本综合评价模型的适用性及正确性，从不同的老香黄生产厂家分别取不同批次不同年份的老香黄，通过测定老香黄的β-红没药烯、NaCl含量、萜品油烯和总黄酮含量，然后根据以上步骤进行评分，结果见表13。从表13可以看出，四个批次的不同老香黄的综合得分均出现随着陈化年份增加而增加的趋势，说明该方法可以很好地对不同陈化年份的老香黄进行评价，可对老香黄的不同年份进行判断。

表  13  不同来源及不同批次老香黄的综合评分

Table  13.  Comprehensive score of Laoxianghuang from different sources and batches

陈化时间（年）	不同来源老香黄
	批次一			批次二			批次三			批次四
	综合得分	排名		综合得分	排名		综合得分	排名		综合得分	排名
3	0.0338	6		0.0328	6		0.0281	6		0.0285	6
5	0.0893	5		0.0902	5		0.0925	5		0.0902	5
8	0.1918	4		0.1887	4		0.1876	4		0.1848	4
10	0.2005	3		0.2023	3		0.2039	3		0.2104	3
15	0.2282	2		0.2282	2		0.2286	2		0.2314	2
20	0.2563	1		0.2578	1		0.2593	1		0.2547	1

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3.   结论

老香黄在不同年份的陈化过程中挥发性物质、理化特性、功能成分发生明显的变化。随着陈化年份的延长，老香黄的挥发性物质种类增多，萜烯类物质含量增长明显，其中柠檬烯、伞花烃、γ-松油烯、萜品油烯和β-红没药烯的含量较高，相对含量均大于1%，是老香黄陈化过程中变化显著并且相对稳定存在的挥发性物质。水分含量随着年份延长减少后又增多；总糖、NaCl和pH在老香黄的陈化过程中持续下降；白度和密度逐渐下降，发生明显的变化，陈化20年的老香黄的白度和密度比陈化3年的分别下降了25.88%和28.14%，可以作为老香黄在不同陈化过程中感官的变化指标及物理品质指标。总黄酮和总酚的含量逐渐增多，在陈化8年后不明显，而花色苷的含量在前8年的陈化过程中逐渐下降（陈化8年比陈化3年下降33.33%），随后又逐渐上升。因此，可选用黄酮类物质、多酚及花色苷作为老香黄功能成分的主要指标。

根据指标的重要性，以柠檬烯、伞花烃、γ-松油烯、萜品油烯、β-红没药烯、罗勒烯、α-水芹烯、侧柏烯、α-松油醇、总糖、NaCl、pH、白度、密度、黄酮类物质、多酚及花色苷为品质指标。通过指标之间的相关性、差异性进行品质分析，去掉存在信息重叠的指标，然后进行主成分分析，筛选出品质评价的核心指标，通过层次分析法确定核心指标的权重，采用TOPSIS法建立老香黄品质综合评价得分。TOPSIS综合评价法显示，老香黄的陈化年份越长，综合得分越高。该评价方法可为老香黄陈化年份的判断提供了依据和标准，但是无法揭示老香黄陈化越久功效越好的机理。陈化过程中老香黄的品质变化和机理有待进一步的研究。