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【瑞士步琦】【應(yīng)用】椰子水口感哪家好，步琦近紅外最知曉 ——近紅外光譜對(duì)椰子水定性分析

步琦 2023-11-27 | 閱讀：451

近紅外光譜對(duì)椰子水定性分析

椰子水又稱(chēng)液體胚乳，是存在于椰子果實(shí)中富含營(yíng)養(yǎng)成分的一種天然植物水。根據(jù)一些椰子研究機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，椰子水中主要含多種氨基酸、維生素、礦物質(zhì)和蛋白，其中精氨酸、丙氨酸、胱氨酸和絲氨酸的含量比牛奶中的還要高。因其高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和良好的口感，在近些年的消費(fèi)市場(chǎng)嶄露頭角，贏得眾多消費(fèi)者的青睞。

市面椰子水種類(lèi)繁多，不過(guò)國(guó)內(nèi)的主要來(lái)源還是高株椰子和矮株椰子這兩大類(lèi)。其中高株椰子是在全球都是廣泛種植的一個(gè)品種，矮株椰子由于其椰子水的特殊口感而被市場(chǎng)關(guān)注。通常椰子在 11 至 12 個(gè)月成熟，隨著時(shí)間的變化，可以分為 6 到 8 個(gè)月的嫩椰，9 到 11 個(gè)月的熟椰，以及 12 個(gè)月以上過(guò)熟的椰子。在 8 個(gè)月左右椰子中的椰子水的口感是最佳的，太早或太晚都會(huì)有酸澀感，主要就是因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期的椰子中水分和糖是椰子水的主要成分，而像有機(jī)酸和氨基酸等酸性物質(zhì)的含量普遍偏低。在椰子生長(zhǎng)過(guò)程中，椰子水也是逐漸填滿(mǎn)椰子腔體內(nèi)部的，等到 11 個(gè)月完全成熟后，其含量又會(huì)慢慢減少，此時(shí)通過(guò)晃動(dòng)殼體發(fā)出的聲響就能大致判斷椰子的成熟度。但對(duì)于未完全成熟的椰子，目前沒(méi)有有效的檢測(cè)手段去分析其中成分的變化。

除了椰子生長(zhǎng)時(shí)間會(huì)影響椰子水口感以外，不同椰子品種以及采摘后保存時(shí)間同樣對(duì)感官評(píng)價(jià)有著重要作用。我國(guó)海南是椰子主產(chǎn)地，有因高產(chǎn)量而聞名的文椰2號(hào)到6號(hào)五大品種，其中文椰2號(hào)和3號(hào)分別是從馬來(lái)西亞引進(jìn)的馬來(lái)亞黃矮椰和紅矮椰子中經(jīng)過(guò)篩選培養(yǎng)的新品種，4號(hào)是從東南亞引進(jìn)的香味椰子中篩選改良的。通常椰子在采摘后一周以?xún)?nèi)的口感是最好的，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加，其中的一些如氨基酸、有機(jī)酸、糖、酚類(lèi)等代謝產(chǎn)物含量就會(huì)發(fā)生變化，從而影響其風(fēng)味，存放超過(guò)兩周的椰子水就難以被大眾接受了。暫時(shí)也沒(méi)有比較有效的方法去判斷椰子水不同品種來(lái)源和存儲(chǔ)時(shí)間。

近紅外作為一項(xiàng)快速無(wú)損的檢測(cè)方法，無(wú)論是定性鑒別還是定量分析，都能一展拳腳。今天和大家分享的一篇文獻(xiàn)便是使用 BUCHI NIRFlex N500 傅里葉近紅外光譜儀對(duì)椰子水進(jìn)行定性和定量分析。

▲BUCHI NIRFlex N-500 Fiber

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

同年同季采摘的文椰 2 號(hào) 8 個(gè)月、文椰 2 號(hào) 10 個(gè)月、文椰 4 號(hào) 6 個(gè)月和文椰 4 號(hào) 8 個(gè)月分別有 198 個(gè)，77 個(gè)，63 個(gè)和 206 個(gè)。每天從 2 號(hào) 10 個(gè)月與 4 號(hào) 6 個(gè)月中隨機(jī)取三個(gè)樣，從 2 號(hào) 8 個(gè)月和 4 號(hào) 8 個(gè)月中隨機(jī)取五個(gè)樣，首先進(jìn)行可溶性固形物和 pH 的快速檢測(cè)，剩余樣品保存在液氮中，隨后進(jìn)行糖含量的測(cè)定和近紅外光譜的收集。

在其它指標(biāo)測(cè)定結(jié)束后，將樣品水浴平衡至室溫，然后在同一天用 NIRFlex N500 光纖探頭測(cè)量加熱至 35 ℃ 的 1mL 樣品 3 次，每次測(cè)量掃描 32 次，光譜范圍10000 – 4000 cm^-1，所得光譜用于后續(xù)建模分析。

鑒別存儲(chǔ)時(shí)間

實(shí)驗(yàn)將存儲(chǔ)在 7 天以?xún)?nèi)的樣品定為新鮮的F級(jí)，將存儲(chǔ)超過(guò)兩周的樣品定為久放的A級(jí)，將每天的 5 個(gè)隨機(jī)選取的 2 號(hào) 8 個(gè)月和 4 號(hào) 8 個(gè)月中的 3 個(gè)樣品，以及每天 3 個(gè)隨機(jī)選取的 2 號(hào) 10 個(gè)月和 4 號(hào) 6 個(gè)月中的 2 個(gè)樣品分到校正集，剩余樣品分到驗(yàn)證集。通過(guò) PCA 在 95 % 的置信區(qū)間下用霍特林統(tǒng)計(jì)量 T² 去除建模集中的異常樣品。最終各集合中樣品數(shù)量如下表：

表1 定性分析樣品集合劃分情況：

	NO.2-8M	NO.2-10M	NO.4-6M	NO.4-8M
校正集	97	35	27	98
驗(yàn)證集	65	19	14	68

通過(guò)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)上述樣品的存儲(chǔ)時(shí)間建立模型，各類(lèi)椰子水的最優(yōu)模型和結(jié)果分別由表2 和圖1 到圖4 所示：

表2 基于 OPLS-DA 建立不同類(lèi)型椰子水的存儲(chǔ)時(shí)間最優(yōu)模型結(jié)果：

▲圖1 文椰 2 號(hào) 8 個(gè)月的存儲(chǔ)時(shí)間模型統(tǒng)計(jì)

▲圖2 文椰 2 號(hào) 10 個(gè)月的存儲(chǔ)時(shí)間模型統(tǒng)計(jì)

▲圖3 文椰 4 號(hào) 6 個(gè)月的存儲(chǔ)時(shí)間模型統(tǒng)計(jì)

▲圖4 文椰 4 號(hào) 8 個(gè)月的存儲(chǔ)時(shí)間模型統(tǒng)計(jì)

鑒別品種

考慮市場(chǎng)實(shí)際需求，樣品從文椰 2 號(hào)和 4 號(hào)中生長(zhǎng)時(shí)間均在 8 個(gè)月且新鮮程度為F級(jí)的樣品，其中校正集有 49 個(gè)，驗(yàn)證集有 31 個(gè)樣品，經(jīng)過(guò)相同處理檢測(cè)到 1 個(gè)校正集中的異常值，剔除后建立的最優(yōu)模型結(jié)果如下：

表3 基于 OPLS-DA 建立不同類(lèi)型椰子水品種的最優(yōu)模型結(jié)果:

▲圖5 文椰 2 號(hào)和 4 號(hào)品種鑒別模型統(tǒng)計(jì)

鑒別成熟度

過(guò)熟的樣品通過(guò)簡(jiǎn)單的物理晃動(dòng)就能夠分辨，并且利用價(jià)值不高。實(shí)際需求往往是要在完全成熟之前分辨樣品的成熟狀態(tài)，從而鑒定其感官價(jià)值。因此實(shí)驗(yàn)針對(duì)文椰 2 號(hào)和文椰4號(hào)分別選擇 47 個(gè)和 48 個(gè)樣品建模，15 個(gè)和 16 個(gè)樣品驗(yàn)證，最佳的結(jié)果如下：

表4 基于 OPLS-DA 建立不同類(lèi)型椰子水品種的最優(yōu)模型結(jié)果：

▲圖6 文椰 2 號(hào)和 4 號(hào)成熟度識(shí)別模型統(tǒng)計(jì)

從以上結(jié)果不難看出，對(duì)椰子水的存儲(chǔ)時(shí)間、品種和成熟度的定性鑒別都取得了比較理想的結(jié)果，除了文椰 2 號(hào) 8 個(gè)月和文椰 4 號(hào) 8 個(gè)月的存儲(chǔ)時(shí)間判斷中分別有 3 個(gè)和 2 個(gè)誤判，其模型的總體識(shí)別率在 95% 和 97%，剩余的應(yīng)用模型都達(dá)到了 100% 的識(shí)別水平。近紅外光譜分析在椰子水定性方面展現(xiàn)了十分優(yōu)異的結(jié)果，同時(shí)也在水果的快速定性這一應(yīng)用領(lǐng)域顯露出巨大的潛力。