Evaluation and Analysis of Juice Quality of Orah mandarin with Different Harvest Maturity
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摘要: 以不同采收成熟度的沃柑为原料，研究沃柑汁的理化品质、营养成分和挥发性物质变化。结果表明：随着采收期的延长，沃柑汁L*值呈下降趋势，a*值、b*值变化范围分别为−0.22~1.87、13.57~15.30，采收期Ⅴ、Ⅵ的沃柑果汁色泽较佳；沃柑汁可滴定酸含量变化不稳定，可溶性固形物、固酸比呈先上升后下降的趋势，Ⅴ、Ⅵ采收期的沃柑固酸比适宜；沃柑汁氨基酸含量均呈先上升后下降的趋势，维生素C、类胡萝卜素含量均呈逐渐升高趋势，总酚、柠檬苦素含量均呈下降趋势，根据聚类分析，Ⅳ、Ⅴ采收期的沃柑营养成分含量均较高；电子鼻可以准确识别出不同成熟度沃柑汁的特征气味，传感器W1W的主成分贡献率最大，其次是传感器W2W，不同采收成熟度的沃柑汁主要香气物质共分离出38种，烯烃是最主要的香气物质，其中D-柠檬烯相对含量最高，不同采收成熟度沃柑汁的D-柠檬烯相对含量分别为83.71%、60.31%、75.87%、83.25%、81.85%、80.1%、91.52%，醇类、酯类、醛类和酮类在果实不同采收期均呈现先升高后降低再升高而后又降低的动态变化规律，烃类整体变化与其相反，这五类物质在Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ采收期的沃柑汁中相对含量均较高。综合考量，采收期Ⅴ的沃柑制汁品质较优。Abstract: Changes in physicochemical quality, nutrient composition and volatile substances of juice from Orah mandarin harvested at different maturity levels were investigated. The results showed that with the extension of the harvest period, the L* value of Orah mandarin juice decreased, and the range of a* value and b* value was −0.22~1.87 and 13.57~15.30, respectively. The color of Orah mandarin juice at harvest period Ⅴ and Ⅵ was better. The content of soluble solids, solid-acid ratio of Orah mandarin juice increased first and then decreased, while the change of titratable acid content was unstable, and the solid-acid ratio of Orah mandarin in Ⅴ and Ⅵ harvest periods was suitable. The amino acid content of Orah mandarin juice increased first and then decreased, and the content of vitamin C and carotenoid increased gradually, while the content of total phenols and limonin showed a downward trend. According to the cluster analysis, the content of nutritious components of Orah mandarin in the harvest period of IV and V were higher. In addition, it was found that the electronic nose could accurately identify the characteristic odors of Orah mandarin juice with different maturity levels. The results showed that sensor W1W had the largest contribution rate of principal components, followed by sensor W2W. A total of 38 main aroma compounds were identified in Orah mandarin juice with different harvest maturity. Olefins were the most important aroma substances, among which D-limonene had the highest relative content, and its relative contents in Orah mandarin juice with different harvest maturity were 83.71%, 60.31%, 75.87%, 83.25%, 81.85%, 80.1%, 91.52%, respectively. Alcohols, esters, aldehydes, and ketones showed a dynamic change rule of first increasing and then decreasing at different fruit harvesting periods, while the overall changes of hydrocarbons were the opposite. The relative contents of these five substances in Orah mandarin juice at harvest periods Ⅳ, V and Ⅵ were all higher. Based on the above, the juice quality of Orah mandarin at harvest period V was relatively best.
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Keywords:
- Orah mandarin /
- harvest period /
- physicochemical properties /
- nutrient components /
- color /
- volatile substance
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沃柑是“坦普尔”橘橙与“丹西”红橘的杂交品种，属晚熟杂交柑桔品种，具有外观漂亮、晚熟高糖多汁、早结丰产、树势强旺、后期基本不落果、耐贮运等特点[1-2]。目前，国内沃柑的主产地区在广西，全区种植面积已超过10万hm2[3]，沃柑已成为柑橘中的“明星”品种。成熟的沃柑糖度达到16度以上，比目前市场上广受消费者欢迎的砂糖橘甜度（12~14度）高，同时富含维生素、胡萝卜素、氨基酸等多种营养成分，并含柑橘黄酮、香豆素、柠檬苦素等特殊物质，沃柑可食率高达75%，出汁率高达60%~70%，由沃柑的加工特性可见，其非常适合开发为果汁产品。
沃柑的成熟期主要集中在1至3月份，但有个别果园有可能会留到4月初抢后市。不同采收期的沃柑果实品质不同，果实品质是一种由多因素构成的复合体，它包括外观品质、风味品质、营养品质、加工品质和贮藏品质等[4]，它是评价合适采摘期的重要依据。莫健生等[5]研究了广西桂林沃柑成熟前后的果实品质变化规律，综合比较不同采摘期的单果重量、果实纵径、横径、果皮厚度与颜色、口感风味等指标，认为桂林沃柑在2月下旬至4月上旬采收较适宜。一般来说，鲜食用柑桔果实达到该品种固有的色泽、风味、香气和口感，果实内含物达到一定指标，肉质变软时即为采收适期[6]，然而除鲜食外，果汁生产是沃柑加工的主要方向之一，采摘时间是影响果实和果汁品质的一个重要因素，适宜采收不仅能够保证果实的食用品质最佳，贮藏期较长，同时制汁出汁率高[7-8]。沃柑作为近年来大力发展的热门杂柑品种，国内外目前尚缺少关于不同采收成熟度对沃柑制汁品质的研究和报道。因此，本文以不同采收成熟度的沃柑为原料，对沃柑汁的可溶性固形物、可滴定酸、固酸比、维生素C、总酚、氨基酸、类胡萝卜素、柠檬苦素、挥发性物质进行测定分析，以期为沃柑制汁加工的适时采摘提供理论依据。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
沃柑 均采自广西武鸣双桥镇沃柑种植基地，每间隔20 d采摘一次，采收期与采收时间见表1；氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、酚酞、碳酸钠、甲醇、福林酚等 均为国产分析纯；柠檬苦素标准品、没食子酸标准品、半胱氨酸标准品等 均为色谱纯，北京索莱宝科技有限公司。
表 1 沃柑采收时间表Table 1. Harvesting schedule of Orah mandarin采收次数 采收期 采收时间 1 Ⅰ 2021-12-06 2 Ⅱ 2021-12-26 3 Ⅲ 2022-01-15 4 Ⅳ 2022-02-04 5 Ⅴ 2022-02-24 6 Ⅵ 2022-03-16 7 Ⅶ 2022-04-05 色彩色差计CR-400 日本KONICA MINOLTA，INC；LC-2040C超高效液相色谱仪 日本岛津公司；L550台式低速大容量离心机 湘仪离心机仪器有限公司；DW/BD-55W152EU1低温冷冻转换柜 青岛海尔特种电冰柜有限公司；XM-1000UVF智能静音超声波清洗器 小美超声仪器（昆山）有限公司；Pegasus BT气相色谱高通量飞行时间质谱联用仪 美国LECO公司；PEN3型电子鼻 德国AIRSENSE公司。
1.2 实验方法
1.2.1 沃柑汁制备
沃柑经清洗、风干后，切分成两半，采用锥式手动压榨机对切半沃柑进行带皮压榨，压榨程度为重力压杆压至最低处且压榨一次，榨汁后存于−80 ℃超低温冰箱保存备用。
1.2.2 色泽的检测
使用色差计分别测定沃柑汁不同位置的L*、a*、b*值，每组样品平行测定5次。L*值表示样品的亮度，L*=0为黑色，L*=100为白色；a*值表示样品的红绿度，−a*=绿色，+a*=红色；b*值表示样品的黄蓝度，−b*=蓝色，+b*=黄色。
1.2.3 可溶性固形物、可滴定酸、固酸比的测定
可溶性固形物按照GB/T 8210-2011《柑橘鲜果检验方法》中阿贝折射仪法进行测定；可滴定酸按照GB/T 8210-2011《柑橘鲜果检验方法》中的指示剂法进行测定；固酸比按照GB/T 12947-2008《鲜柑橘鲜果检验方法》中的方法计算。
1.2.4 维生素C的测定
按照GB 5009.8-2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》中荧光法进行测定。抗坏血酸标准曲线为：y=0.0479x+0.0957（R2=0.9923）。
1.2.5 类胡萝卜素的测定
参照迟淼[9]的石油醚-丙酮萃取法测定。取5 mL果汁加入10 mL石油醚-丙酮（1:1，v/v）混合液于25 mL具塞试管中，振荡、过滤，反复提取至无色，滤液合并至梨形分液漏斗中，用水洗涤有机层，加饱和NaCl 5 mL，振荡、分层弃水层，将石油醚层转移至50 mL容量瓶中，用无水硫酸钠过滤，石油醚定容，摇匀，以石油醚做空白，测451 nm波长处吸光度。按下式公式计算：
X=E×V1E1×V2×1000 式中：E和E1分别为样品和1% β-胡萝卜素石油醚溶液在451 nm吸光值；V1为样品总类胡萝卜素提取液体积，mL；V2为取用样液总体积，mL。
1.2.6 柠檬苦素的测定
样品前处理：取液体样品2 mL置于5 mL离心管中，加甲醇2 mL，密封，15 ℃恒温水浴1000 W功率超声提取30 min，5000 r/min，4 ℃低温离心10 min，0.45 μm滤膜过滤，得到待测样品。
色谱分析条件：色谱柱：C18柱（50 mm×4.6 mm，5 μm）；检测器：PDA二极管阵列检测器；流速：1.0 mL/min；柱温：30 ℃；自动进样，进样量10 μL；检测波长：210 nm；流动相：乙腈（A），水（B），梯度洗脱条件：梯度时间分别为0、30、35、55、65和80 min，相应流动相A占比分别为40%、40%、90%、90%、40%、40%。
1.2.7 氨基酸含量的测定
参照Lee等[10]的比色法测定。在酸性条件下，氨基酸与印三酮共热产生蓝紫色化合物二酮印胺，经光谱扫描570 nm有特征吸收峰，通过测定570 nm处吸光度，以半胱氨酸为当量表示氨基酸含量。半胱氨酸标准曲线为：y=0.0539x−0.0171（R2=0.9938）。
1.2.8 总酚含量的测定
采用福林酚法测总酚，参考马倩[11]的方法。取样品1 mL沃柑汁于试管中，分别加入5 mL蒸馏水、1 mL福林酚试剂进行旋涡震荡，置于暗处反应5 min，加入2 mL 20%的NaCO3溶液，加蒸馏水至10 mL，混匀后静置2 h，以蒸馏水做空白，测755 nm波长处吸光度，以没食子酸为当量表示总酚含量。没食子酸标准曲线为：y=3.6681x−0.0092（R2=0.9942）。
1.2.9 采用电子鼻的挥发性物质检测
1.2.9.1 样品前处理
分别称量10.00 g沃柑汁于20 mL富集瓶中，密封置于室温环境中富集时间为20 min，进行检测。
1.2.9.2 电子鼻检测条件
检测条件：进样间隔时间1 s，清洗时间60.0 s，零点配平时间1.0 s，预进样时间5.0 s，测试时间60 s，进样流速400 mL/min。电子鼻各个传感器的名称及性能描述见表2。
表 2 电子鼻传感器性能描述Table 2. Performance description of electronic nose sensors阵列信号 传感器名称 性能描述 1 W1C 芳香成分苯类 2 W5S 灵敏度大，对氮氧化合物很灵敏 3 W3C 氨类，对芳香成分灵敏 4 W6S 主要对氢化物有选择性 5 W5C 短链烷烃芳香成分 6 W1S 对甲基类灵敏 7 W1W 对无机硫化物灵敏 8 W2S 对醇类、醛酮类灵敏 9 W2W 芳香成分，对有机硫化物灵敏 10 W3S 对长链烷烃灵敏 1.2.10 采用气相色谱质谱联用仪的挥发性风味物质检测
1.2.10.1 顶空固相微萃取
分别称取5.00 g沃柑汁置于20.00 mL顶空瓶中，将老化后的50/30 um CAR/PDMS/DVB萃取头插入样品瓶顶空部分，于60.00 ℃吸附30.00 min，吸附后的萃取头取出后插入气相色谱进样口，250.00 ℃解吸3.00 min，同时启动仪器采集数据。
1.2.10.2 气相色谱质谱联用仪（GC-MS）检测条件
色谱条件：色谱柱（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm）；升温程序：温度40.00 ℃保持3.00 min，以10.00 deg/min升温至230.00 ℃，保持5.00 min；进样口温度为250.00 ℃；载气：氦气，流速为1.00 mL/min。
质谱条件：电离方式为EI源，发射电流1.00 mA，电子能量70.00 eV，界面温度250.00 ℃，离子源温度200.00 ℃，探测器电压2000.00 V。
1.2.10.3 定性定量分析
对采集到的挥发性成分总离子流色谱图结合NIST谱库搜索，结合保留时间、分子量和化学式进一步分析确定其挥发性成分的化学组成，挥发性成分定量采用峰面积归一法定量，得到各组分的相对含量（组分峰面积占所有已知定性色谱峰总峰面积的百分比）。
1.3 数据处理
数据使用OriginPro 2016绘图及SPSS 22.0进行单因素方差分析（Duncan Test，P<0.05）。电子鼻数据分析利用其自带的Winmuster软件进行PCA分析和载荷分析（Loading analysis，LOA）。
2. 结果与分析
2.1 不同采收成熟度沃柑汁理化品质变化
2.1.1 不同采收成熟度沃柑色泽变化分析
色泽是评价果蔬及其制品品质的一个重要指标，果汁中含有的天然色素类物质如类胡萝卜素、花青素和叶绿素等，为其提供了优良的色泽[12]。图1为不同采收期沃柑果皮、果肉的色泽外观，不同采收期沃柑果皮及果汁的色泽变化见表3。随着果实不断成熟，沃柑果皮的L*（亮度值）和b*值（黄蓝值）逐渐降低，a*值（红绿值）不断升高，分析原因可能与类胡萝卜素随着沃柑成熟度增加而逐渐增加有关，且果皮中类胡萝卜素的含量是果肉中的5~70倍[13-15]。采收期Ⅶ的沃柑果皮L*和b*值最低，分别为58.00、58.33，a*值最高为40.15，该结果与图1的沃柑果皮色泽外观图一致。沃柑果汁L*变化为34.27~36.71，整体呈下降趋势，a*值变化为−0.22~1.87，采收期Ⅵ的沃柑a*值最高为1.87，其次为Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ采收期的a*值，分别为1.16、1.34、1.26，它们之间无显著差异（P>0.05）；b*值变化范围为13.57~15.30，采收期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ沃柑果汁b*值较大，三者之间无显著差异（P>0.05），分别为15.12、15.30、14.84，其次为Ⅴ、Ⅵ采收期的沃柑汁b*值14.44、14.45，两者之间也无显著性差异（P>0.05）。可见，采收期Ⅴ、Ⅵ的沃柑果汁颜色a*值和b*值均较高，不偏红也不偏黄，色泽柔和，具有较大的产品视觉吸引力，商品价值较高。
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图 1 不同采收成熟度沃柑整果、果肉外观Figure 1. Whole fruit and pulp appearance of Orah mandarin with different harvest maturity表 3 不同采收成熟度沃柑果皮及果汁的色泽变化Table 3. Color changes of Orah mandarin peel and juice at different harvest maturity样品 指标 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 果皮 L* 66.83±0.75a 64.92±0.16b 62.53±0.71c 61.92±0.26c 61.33±0.79c 59.53±0.55d 58.00±0.60e a* 20.43±1.17f 27.99±1.15e 32.77±1.25d 34.58±0.64c 36.06±0.64c 38.32±0.87b 40.15±0.37a b* 72.25±0.71a 73.27±0.79a 67.53±0.79b 67.15±0.61b 67.00±0.65b 63.18±0.78c 58.33±0.85d 果汁 L* 36.71±0.09a 36.43±0.07a 35.34±0.09b 35.16±0.29c 35.83±0.24c 34.84±0.03d 34.27±0.11e a* −0.22±0.09e 0.90±0.02d 1.14±0.07c 1.16±0.22bc 1.34±0.07b 1.87±0.09a 1.24±0.02bc b* 15.12±0.14a 15.30±0.22a 14.84±0.11ab 13.57±0.74c 14.44±0.15b 14.45±0.22b 13.64±0.39c 注：同行不同小写字母表示差异显著（P<0.05），同行相同小写字母表示差异不显著（P>0.05）；表4同。 2.1.2 不同采收成熟度沃柑汁理化特性分析
不同采收成熟度沃柑汁的理化特性分析如表4所示。随着采收期的延长，可溶性固形物呈现先上升后下降的趋势，在采收期Ⅳ达到最高值为13.53%，显著高于其他采收期（P<0.05）；可滴定酸含量变化不稳定，变化范围为0.39%~0.60%，在采收期Ⅵ可滴定酸含量最低为0.39，显著低于其他采收期（P<0.05）；固酸比整体呈现先上升后下降的趋势，在采收期Ⅵ达到最高值为34.15，采收期Ⅶ沃柑固酸比又显著降低（P<0.05）。沃柑在12月上旬到翌年4月上旬采收，果实可溶性固形物呈现先升高后降低，这与荆佳伊等[16]的研究结果一致，可溶性固形物是糖、酸、果胶等可溶解于水的物质的总称，12月上旬至2月上旬果实可溶性固形物升高，是由于随着成熟度的提高淀粉逐渐转化为可溶性糖，而后逐渐减低与果实呼吸作用消耗体内有机物有关[17]，可滴定酸的变化不稳定可能是由于酸积累不稳定以及气候变化的影响，可滴定酸上升的采收期，采摘地常处于阴雨天气[11]。固酸比是评价果实成熟进而合理采摘的重要指标，Ⅴ、Ⅵ采收期的固酸比适宜，果实汁多味美、酸甜可口。
表 4 不同采收成熟度沃柑汁理化特性分析Table 4. Analysis of physical and chemical properties of Orah mandarin juice with different harvesting maturity指标 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 可溶性固形物（%） 11.10±0.00f 12.47±0.06e 13.33±0.06b 13.53±0.06a 13.17±0.12c 13.00±0.00d 13.00±0.00d 可滴定酸（g/100 mL） 0.59±0.01a 0.57±0.00b 0.54±0.01c 0.60±0.01a 0.46±0.01d 0.39±0.00e 0.60±0.00a 固酸比 18.70±0.31f 21.82±0.10de 24.55±0.33c 22.59±0.33d 28.34±0.85b 34.15±0.88a 21.49±0.00e 2.2 不同采收成熟度沃柑汁营养成分分析
图2~图6分别为不同采收成熟度沃柑汁的维生素C、总酚、氨基酸、类胡萝卜素、柠檬苦素含量变化情况。
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图 2 不同采收成熟度沃柑汁维生素C含量变化Figure 2. Change of vitamin C content in Orah mandarin juice with different harvest maturity![]()
图 3 不同采收成熟度沃柑汁总酚含量变化Figure 3. Change of total phenol content in Orah mandarin juice with different harvest maturity![]()
图 4 不同采收成熟度沃柑汁氨基酸含量变化Figure 4. Change of amino acid content in Orah mandarin juice with different harvest maturity![]()
图 5 不同采收成熟度沃柑汁类胡萝卜素含量变化Figure 5. Change of carotenoids content in Orah mandarin juice with different harvest maturity![]()
图 6 不同采收成熟度沃柑汁柠檬苦素含量变化Figure 6. Change of limonin content in Orah mandarin juice with different harvest maturity由图2可知，不同采收期沃柑汁维生素C含量呈现逐渐升高趋势，与杨阳等[17]研究的5个品种的晚熟柑橘果实成熟过程中维生素C含量变化趋势一致，维生素C含量变化范围为34.52~40.56 mg/100 mL，采收期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ沃柑汁维生素C含量明显增加，之后采收期Ⅳ~Ⅶ沃柑汁维生素C含量变化缓慢。图3可以看出，不同采收期沃柑汁总酚含量变化整体呈下降趋势，与朱晓艳[18]研究不同发育时期瓯柑果实中的总酚含量变化情况较一致，总酚含量变化范围为38.47~83.94 μg/ mL，采收期Ⅶ的沃柑汁总酚含量最低为38.47 μg/mL，分析原因可能是随着水果成熟度提高，果实中缺乏酚类化合物生物合成所必需的底物，进而导致成熟水果初级代谢减少[19]。氨基酸是评价果实综合品质和营养价值的重要指标，同时也具有一定的呈味特性，对果实口感和风味有一定影响[20-21]。图4显示氨基酸含量呈现先上升后下降的变化趋势，氨基酸含量变化范围为292.21~572.73 μmol/mL，采收期Ⅲ氨基酸含量达到最大值，采收期Ⅳ与Ⅴ、Ⅵ与Ⅶ之间氨基酸含量变化差异较小。柑橘中含有丰富的类胡萝卜素，果皮中类胡萝卜素的含量是果肉中的5~70倍[13-15]。不同组分和含量的类胡萝卜素不仅可以使柑橘呈现黄色、橙色和红色等不同色泽[22-24]，同时也赋予柑橘具有一定的保健功能。图5可以看出，随着果实的成熟，类胡萝卜素逐渐增加，采收期Ⅱ果汁的类胡萝卜显著增加为8.68 μg/mL，相比于采收期Ⅰ，类胡萝卜素含量增加了31.91%，之后Ⅱ~Ⅶ果实的类胡萝卜素含量变化不大，为8.68~9.69 μg/mL，研究结果与汤雨晴等[25]研究朱红橘果实成熟过程中类胡萝卜素含量变化情况相似。由图6看出，柠檬苦素随着果实成熟度增加呈逐渐降低的变化趋势，含量为0.57~2.28 μg/mL，Ⅱ~Ⅴ采收期的沃柑汁柠檬苦素含量变化不大，从采收期Ⅵ沃柑汁柠檬苦素开始骤降，采收期Ⅶ 降至最低为0.57 μg/mL，资料表明柠檬苦素在水溶液中苦味阈值为1.0 mg/L，果汁中苦味阈值3.4 mg/L[26]，人感受的柠檬苦素阈值为6 mg/L[27]，7个采收期内沃柑果汁柠檬苦素含量均低于果汁及人感受的柠檬苦素阈值，可以有效减少沃柑果汁加工过程的“后苦味”现象产生，同时不同采收成熟度沃柑柠檬苦素的变化趋势与李一兵[27]研究2015、2016年不同成熟期柑橘鲜汁中柠檬苦素含量变化情况一致。
采用系统聚类分析方法对不同采收成熟度沃柑汁的营养成分进行R型聚类，聚类方法为组间联接法，聚类区间为平方欧式距离，由图7结果可知，采收期Ⅰ、Ⅱ沃柑汁归为一类，采收期Ⅲ的沃柑汁归为一类，采收期Ⅳ、Ⅴ沃柑汁归为一类，采收期Ⅵ、Ⅶ沃柑汁归为一类。综合维生素C、总酚、氨基酸、类胡萝卜素、柠檬苦素含量变化考虑，Ⅳ、Ⅴ采收期的沃柑营养成分含量均较高。
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图 7 不同采收成熟度沃柑汁营养成分的聚类分析Figure 7. Cluster analysis of nutrient components of Orah mandarin juice at different harvesting maturity2.3 不同采收成熟度沃柑汁挥发性物质比较
2.3.1 基于电子鼻技术分析不同采收成熟度沃柑汁的挥发性物质变化
水果成熟过程会发生许多复杂的生理生化反应，包括生理指标的变化、香气成分的形成等。随着果实成熟度的变化，不同采收期沃柑汁的电子鼻PCA分析结果如图8所示。由图可以看出，PCA分析图横坐标代表第一主成分（PC1），其贡献率为87.56%，纵坐标代表第二主成分（PC2），其贡献率为11.07%，前两主成分的贡献率累计为98.63%，贡献率大于85%能够反映样品的主要特征信息[28]，同时PC1对区分不同采收期的沃柑汁起主要作用，基于电子鼻的分析结果发现：不同采收期的沃柑汁可以很好区分，完全没有重叠，说明随着成熟度的变化，沃柑风味不同，另外采收期Ⅰ与Ⅱ、采收期Ⅲ与Ⅳ的距离较近，说明Ⅰ与Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ采收期的沃柑果汁风味较接近。由此可见，不同采收成熟度的沃柑汁挥发性物质不同，电子鼻可以准确识别出不同成熟度沃柑汁的特征气味，并进行准确区分。
Loading分析法即载荷分析，是电子鼻传感器对于主成分分析贡献率大小的分析[29]。利用Loading分析可以区分当前模式下传感器的相对重要性，若传感器的响应值越偏离零，则该传感器在识别中作用较强，即为识别传感器，反之，如果响应值接近零，则该传感器识别力可以忽略[30]。由图9电子鼻的Loading分析可以看出，PC1和PC2传感器的贡献率分别为87.56%、11.07%，总贡献率为98.63%，在主成分1（PC1）贡献率方面，传感器W1S的贡献率最大，其次是传感器W1W；而在主成分2（PC2）贡献率方面，传感器W1W的贡献率最大，其次是传感器W2W。说明第一主成分主要反映的是对甲基类，其次是无机硫化物，第二主成分主要反映的是无机硫化合物，其次是芳香成分、有机硫化合物。
2.3.2 基于GC-MS分析不同采收成熟度沃柑汁的挥发性香气成分变化
水果香气物质是由脂肪酸、氨基酸、碳水化合物等作为前体物质在果实生长发育过程中经过一系列酶促反应而形成，香气物质属于果实的次级代谢产物，由各种芳香成分共同作用形成，各种芳香物质占果实鲜重的0.001%~0.01%[31]，可以反映果实的成熟程度和风味特点[32]，是评价果实风味品质的重要指标[33]。电子鼻验证了不同成熟度沃柑可以准确区分，GC-MS进一步研究了不同成熟度沃柑挥发性香气成分的区别及变化，结果见表5，可以看出不同采收成熟度的沃柑汁主要香气物质共分离出38种，其中烃类13种、醇类12种、酯类5种、醛类6种、酮类2种。不同采收成熟度沃柑汁的香气成分相对含量最高为烃类，烃类又分为烯烃、烷烃及芳香烃类化合物，其中烯烃是最主要的香气物质，7种采收期沃柑汁烯烃的相对含量分别为95.10%、67.81%、84.50%、86.06%、83.77%、92.13%、96.04%，这是由于未成熟和成熟的柑橘果实以萜烯类为主，萜烯类是柑橘最为主要的香气成分[34]，烯烃主要包含D-柠檬烯、β-蒎烯、罗勒烯、α-蒎烯、萜品油烯、γ-萜品烯等11种烯烃，D-柠檬烯、β-蒎烯、罗勒烯为不同采收成熟度沃柑汁共有的挥发性香气成分，柠檬烯具有令人愉快的新鲜薄荷和柑橘香味，是柑橘果实最主要的特征香气[35]。其中D-柠檬烯相对含量最高，分别为83.71%、60.31%、75.87%、83.25%、81.85%、80.1%、91.52%，与孙莹等[35]研究3个不同成熟度赣南“纽荷尔”脐橙香气成分结果一致，D-柠檬烯相对含量最高，且其相对含量最高可达91.66。
表 5 不同采收成熟度沃柑汁的主要挥发性香气成分Table 5. Main volatile aroma compounds of Orah mandarin juice at different harvest maturity序号 化合物 保留时间（min） 相对含量（%） Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 烃类化合物 1 α-蒎烯 8.06 0.53 0.14 0.20 − − 0.62 0.25 2 β-蒎烯 10.00 7.88 5.11 6.52 2.29 1.71 9.87 3.95 3 萜品油烯 13.47 1.20 0.41 0.65 − − 0.25 − 4 罗勒烯 12.14 1.28 1.09 0.96 0.26 0.21 0.95 0.20 5 γ-萜品烯 12.51 0.26 0.13 0.21 − − − − 6 D-柠檬烯 11.45 83.71 60.31 75.87 83.25 81.85 80.1 91.52 7 （-）-α-蒎烯 23.51 0.17 − 0.09 0.07 − − 0.12 8 （E）- β-金合欢烯 25.96 0.07 0.10 − − − 0.12 − 9 （3E, 5E）-2, 6-二甲基-1, 3, 5, 7-辛四烯 10.56 − 0.52 − − − − − 10 1, 5, 5-三甲基-6-亚甲基-环己烯 13.49 − − − 0.19 − − − 11 桧烯 9.41 − − − − − 0.22 − 12 戊基环丙烷 12.98 0.26 3.61 3.57 − − 0.46 0.15 13 1-异丙基-4, 7-二甲基-1, 2, 3, 5, 6, 8a-六氢萘 27.97 0.37 0.64 0.24 0.18 0.08 0.52 0.16 总相对含量 95.73 72.06 88.31 86.24 83.85 93.11 96.35 醇类化合物 14 芳樟醇 14.01 0.89 4.78 3.40 − 0.22 0.29 0.12 15 （-）-萜品-4-醇 16.89 0.39 − − 0.08 0.27 − − 16 α-松油醇 17.42 0.23 − 0.40 − − − − 17 （+）-β-香茅醇 18.54 0.35 − − − − 0.51 − 18 1-壬醇 16.61 − 0.09 − − − − − 19 4-萜烯醇 16.91 − 3.20 1.34 − − 0.15 − 20 （E）-异香芹醇 17.17 − 0.05 − − − − − 21 （+）-α-松油醇 17.43 − 1.42 − 8.26 6.05 22 5-甲基-2-（1-甲乙烯基）-4-己烯-1-醇 18.19 − 0.26 − − − − − 23 香茅醇 18.59 − 3.26 1.18 − − − − 24 正癸醇 20.15 − 1.64 0.48 − − 0.41 − 25 3, 7-二甲基-6-辛烯-1-醇 18.57 − − − − 0.10 − 0.13 总相对含量 1.86 14.70 6.80 8.34 6.64 1.36 0.25 酯类化合物 26 硅烷二醇二甲酯 3.70 1.15 1.08 0.70 1.06 2.29 0.72 1.11 27 乙酸香茅酯 22.66 0.18 0.52 0.19 − − 0.88 0.16 28 乙酸辛酯 17.94 − 0.12 0.05 − − 0.08 − 29 乙酸香叶酯 23.60 − 0.49 0.10 − − 0.52 − 30 仲丁基亚硝酸酯 2.59 − − − 0.19 − − − 总相对含量 1.33 2.21 1.04 1.25 2.29 2.20 1.27 醛类化合物 31 紫苏醛 20.23 0.30 2.45 0.87 − − 0.35 − 32 癸醛 17.81 − 0.86 0.54 − − 0.12 − 33 β-甜橙醛 33.00 − 0.18 − − − − − 34 甜橙醛 34.50 − 0.13 − − − 0.12 − 35 5-羟甲基糠醛 18.83 − − − 2.54 3.84 0.26 − 36 L-（-）-甘油醛 2.41 − − − − 0.54 − − 总相对含量 0.30 3.62 1.41 2.54 4.38 0.85 0.00 酮类化合物 37 左旋香芹酮 19.14 0.30 2.31 1.01 − 0.17 0.24 0.07 38 2, 3-二氢-3, 5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮 15.71 − − − 0.68 0.83 0.47 0.44 总相对含量 0.30 2.31 1.01 0.68 1.00 0.71 0.51 注：“−”表示未检出。 不同采收成熟度沃柑汁挥发性香气成分的动态变化见表5，结果显示，醇类、酯类、醛类和酮类在果实生长发育过程均呈现先升高后降低再升高而后又降低的动态变化规律，但醇类和酮类均在采收期Ⅱ达到最高值，相对含量分别为14.70%、2.31%，酯类和醛类在采收期Ⅴ达到最大值，相对含量分别为2.29%、4.38%。烃类整体变化趋势与醇类、酯类、醛类和酮类相反，在采收前期，烃类相对含量下降，采收期Ⅱ相对含量最低为72.06%、随着成熟度的不断提高，后期烃类相对含量上升，采收期Ⅵ达到最大值，为96.35%。这与周娟[36]研究赣南早脐橙果实发育过程中挥发性成分比较结果一致。综合比较，认为醇类、酯类、醛类、酮类和烃类在Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ采收期沃柑汁中的相对含量均较高，果实香气浓郁，风味怡人，可为沃柑果汁加工最佳采摘期做参考。
3. 结论
本文对不同采收成熟度沃柑汁的基本品质、光学特性和挥发性物质分别进行了评价与分析，研究表明：基本品质方面，色泽变化角度，随着沃柑采收成熟度的提高，沃柑果皮的L*、b*值逐渐降低，a*值不断升高，与沃柑果皮色泽外观图一致，沃柑果汁的L*值呈下降趋势， a*值最高为采收期Ⅵ的沃柑，其次为采收期Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ，采收期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ沃柑果汁b*值较大，其次为Ⅴ、Ⅵ采收期的沃柑汁，认为采收期Ⅴ、Ⅵ的沃柑果汁颜色最佳，不偏红也不偏黄，色泽柔和；理化特性角度，随着采收期的延长，沃柑汁可滴定酸含量变化不稳定，采收期Ⅵ可滴定酸含量最低为0.39，可溶性固形物、固酸比均呈先上升后下降的趋势，Ⅴ、Ⅵ采收期的固酸比适宜，果实汁多味美、酸甜可口。营养成分方面，随着沃柑的不断成熟，氨基酸含量呈先上升后下降的趋势，维生素C、类胡萝卜素含量均呈逐渐升高趋势，总酚、柠檬苦素含量均呈下降趋势，根据聚类分析及综合考虑，认为Ⅳ、Ⅴ采收期的沃柑营养成分含量均较高。挥发性物质角度，基于电子鼻的PCA及Loading分析结果发现，电子鼻可以准确识别出不同成熟度沃柑汁的特征气味，传感器W1W的主成分贡献率最大，其次是传感器W2W。基于GC-MS分析结果发现，不同采收成熟度的沃柑汁主要香气物质共分离出38种，烯烃是最主要的香气物质，其中D-柠檬烯相对含量最高，分别为83.71%、60.31%、75.87%、83.25%、81.85%、80.1%、91.52%，醇类、酯类、醛类和酮类在果实生长发育过程均呈现先升高后降低再升高而后又降低的动态变化规律，烃类整体变化与其相反，醇类和酮类均在采收期Ⅱ达到最高值，酯类和醛类在采收期Ⅴ达到最大值，烃类采收期Ⅵ达到最大值，综合比较，认为醇类、酯类、醛类、酮类和烃类在Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ采收期的沃柑汁中的相对含量均较高，风味怡人，能够吸引消费者和增强市场竞争力。
通过上述分析，综合考量沃柑汁的基本品质、光学特性和挥发性物质，发现采收期Ⅴ（2022-02-24采摘）的沃柑汁品质最佳，因此，认为2月下旬采摘的沃柑最适合制汁，为沃柑果汁加工提供理论参考。
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图 1 不同采收成熟度沃柑整果、果肉外观
Figure 1. Whole fruit and pulp appearance of Orah mandarin with different harvest maturity
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图 2 不同采收成熟度沃柑汁维生素C含量变化
Figure 2. Change of vitamin C content in Orah mandarin juice with different harvest maturity
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图 3 不同采收成熟度沃柑汁总酚含量变化
Figure 3. Change of total phenol content in Orah mandarin juice with different harvest maturity
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图 4 不同采收成熟度沃柑汁氨基酸含量变化
Figure 4. Change of amino acid content in Orah mandarin juice with different harvest maturity
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图 5 不同采收成熟度沃柑汁类胡萝卜素含量变化
Figure 5. Change of carotenoids content in Orah mandarin juice with different harvest maturity
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图 6 不同采收成熟度沃柑汁柠檬苦素含量变化
Figure 6. Change of limonin content in Orah mandarin juice with different harvest maturity
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图 7 不同采收成熟度沃柑汁营养成分的聚类分析
Figure 7. Cluster analysis of nutrient components of Orah mandarin juice at different harvesting maturity
表 1 沃柑采收时间表
Table 1 Harvesting schedule of Orah mandarin
采收次数 采收期 采收时间 1 Ⅰ 2021-12-06 2 Ⅱ 2021-12-26 3 Ⅲ 2022-01-15 4 Ⅳ 2022-02-04 5 Ⅴ 2022-02-24 6 Ⅵ 2022-03-16 7 Ⅶ 2022-04-05 
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表 2 电子鼻传感器性能描述
Table 2 Performance description of electronic nose sensors
阵列信号 传感器名称 性能描述 1 W1C 芳香成分苯类 2 W5S 灵敏度大，对氮氧化合物很灵敏 3 W3C 氨类，对芳香成分灵敏 4 W6S 主要对氢化物有选择性 5 W5C 短链烷烃芳香成分 6 W1S 对甲基类灵敏 7 W1W 对无机硫化物灵敏 8 W2S 对醇类、醛酮类灵敏 9 W2W 芳香成分，对有机硫化物灵敏 10 W3S 对长链烷烃灵敏
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表 3 不同采收成熟度沃柑果皮及果汁的色泽变化
Table 3 Color changes of Orah mandarin peel and juice at different harvest maturity
样品 指标 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 果皮 L* 66.83±0.75a 64.92±0.16b 62.53±0.71c 61.92±0.26c 61.33±0.79c 59.53±0.55d 58.00±0.60e a* 20.43±1.17f 27.99±1.15e 32.77±1.25d 34.58±0.64c 36.06±0.64c 38.32±0.87b 40.15±0.37a b* 72.25±0.71a 73.27±0.79a 67.53±0.79b 67.15±0.61b 67.00±0.65b 63.18±0.78c 58.33±0.85d 果汁 L* 36.71±0.09a 36.43±0.07a 35.34±0.09b 35.16±0.29c 35.83±0.24c 34.84±0.03d 34.27±0.11e a* −0.22±0.09e 0.90±0.02d 1.14±0.07c 1.16±0.22bc 1.34±0.07b 1.87±0.09a 1.24±0.02bc b* 15.12±0.14a 15.30±0.22a 14.84±0.11ab 13.57±0.74c 14.44±0.15b 14.45±0.22b 13.64±0.39c 注：同行不同小写字母表示差异显著（P<0.05），同行相同小写字母表示差异不显著（P>0.05）；表4同。
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表 4 不同采收成熟度沃柑汁理化特性分析
Table 4 Analysis of physical and chemical properties of Orah mandarin juice with different harvesting maturity
指标 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 可溶性固形物（%） 11.10±0.00f 12.47±0.06e 13.33±0.06b 13.53±0.06a 13.17±0.12c 13.00±0.00d 13.00±0.00d 可滴定酸（g/100 mL） 0.59±0.01a 0.57±0.00b 0.54±0.01c 0.60±0.01a 0.46±0.01d 0.39±0.00e 0.60±0.00a 固酸比 18.70±0.31f 21.82±0.10de 24.55±0.33c 22.59±0.33d 28.34±0.85b 34.15±0.88a 21.49±0.00e
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表 5 不同采收成熟度沃柑汁的主要挥发性香气成分
Table 5 Main volatile aroma compounds of Orah mandarin juice at different harvest maturity
序号 化合物 保留时间（min） 相对含量（%） Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 烃类化合物 1 α-蒎烯 8.06 0.53 0.14 0.20 − − 0.62 0.25 2 β-蒎烯 10.00 7.88 5.11 6.52 2.29 1.71 9.87 3.95 3 萜品油烯 13.47 1.20 0.41 0.65 − − 0.25 − 4 罗勒烯 12.14 1.28 1.09 0.96 0.26 0.21 0.95 0.20 5 γ-萜品烯 12.51 0.26 0.13 0.21 − − − − 6 D-柠檬烯 11.45 83.71 60.31 75.87 83.25 81.85 80.1 91.52 7 （-）-α-蒎烯 23.51 0.17 − 0.09 0.07 − − 0.12 8 （E）- β-金合欢烯 25.96 0.07 0.10 − − − 0.12 − 9 （3E, 5E）-2, 6-二甲基-1, 3, 5, 7-辛四烯 10.56 − 0.52 − − − − − 10 1, 5, 5-三甲基-6-亚甲基-环己烯 13.49 − − − 0.19 − − − 11 桧烯 9.41 − − − − − 0.22 − 12 戊基环丙烷 12.98 0.26 3.61 3.57 − − 0.46 0.15 13 1-异丙基-4, 7-二甲基-1, 2, 3, 5, 6, 8a-六氢萘 27.97 0.37 0.64 0.24 0.18 0.08 0.52 0.16 总相对含量 95.73 72.06 88.31 86.24 83.85 93.11 96.35 醇类化合物 14 芳樟醇 14.01 0.89 4.78 3.40 − 0.22 0.29 0.12 15 （-）-萜品-4-醇 16.89 0.39 − − 0.08 0.27 − − 16 α-松油醇 17.42 0.23 − 0.40 − − − − 17 （+）-β-香茅醇 18.54 0.35 − − − − 0.51 − 18 1-壬醇 16.61 − 0.09 − − − − − 19 4-萜烯醇 16.91 − 3.20 1.34 − − 0.15 − 20 （E）-异香芹醇 17.17 − 0.05 − − − − − 21 （+）-α-松油醇 17.43 − 1.42 − 8.26 6.05 22 5-甲基-2-（1-甲乙烯基）-4-己烯-1-醇 18.19 − 0.26 − − − − − 23 香茅醇 18.59 − 3.26 1.18 − − − − 24 正癸醇 20.15 − 1.64 0.48 − − 0.41 − 25 3, 7-二甲基-6-辛烯-1-醇 18.57 − − − − 0.10 − 0.13 总相对含量 1.86 14.70 6.80 8.34 6.64 1.36 0.25 酯类化合物 26 硅烷二醇二甲酯 3.70 1.15 1.08 0.70 1.06 2.29 0.72 1.11 27 乙酸香茅酯 22.66 0.18 0.52 0.19 − − 0.88 0.16 28 乙酸辛酯 17.94 − 0.12 0.05 − − 0.08 − 29 乙酸香叶酯 23.60 − 0.49 0.10 − − 0.52 − 30 仲丁基亚硝酸酯 2.59 − − − 0.19 − − − 总相对含量 1.33 2.21 1.04 1.25 2.29 2.20 1.27 醛类化合物 31 紫苏醛 20.23 0.30 2.45 0.87 − − 0.35 − 32 癸醛 17.81 − 0.86 0.54 − − 0.12 − 33 β-甜橙醛 33.00 − 0.18 − − − − − 34 甜橙醛 34.50 − 0.13 − − − 0.12 − 35 5-羟甲基糠醛 18.83 − − − 2.54 3.84 0.26 − 36 L-（-）-甘油醛 2.41 − − − − 0.54 − − 总相对含量 0.30 3.62 1.41 2.54 4.38 0.85 0.00 酮类化合物 37 左旋香芹酮 19.14 0.30 2.31 1.01 − 0.17 0.24 0.07 38 2, 3-二氢-3, 5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮 15.71 − − − 0.68 0.83 0.47 0.44 总相对含量 0.30 2.31 1.01 0.68 1.00 0.71 0.51 注：“−”表示未检出。
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