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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 ——近紅外光譜對椰子水定性分析

步琦 2023-11-27 | 閱讀：584

近紅外光譜對椰子水定性分析

椰子水又稱液體胚乳，是存在于椰子果實(shí)中富含營養(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。因其高營養(yǎng)價(jià)值和良好的口感，在近些年的消費(fèi)市場嶄露頭角，贏得眾多消費(fèi)者的青睞。

市面椰子水種類繁多，不過國內(nèi)的主要來源還是高株椰子和矮株椰子這兩大類。其中高株椰子是在全球都是廣泛種植的一個品種，矮株椰子由于其椰子水的特殊口感而被市場關(guān)注。通常椰子在 11 至 12 個月成熟，隨著時(shí)間的變化，可以分為 6 到 8 個月的嫩椰，9 到 11 個月的熟椰，以及 12 個月以上過熟的椰子。在 8 個月左右椰子中的椰子水的口感是最佳的，太早或太晚都會有酸澀感，主要就是因?yàn)檫@個時(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。在椰子生長過程中，椰子水也是逐漸填滿椰子腔體內(nèi)部的，等到 11 個月完全成熟后，其含量又會慢慢減少，此時(shí)通過晃動殼體發(fā)出的聲響就能大致判斷椰子的成熟度。但對于未完全成熟的椰子，目前沒有有效的檢測手段去分析其中成分的變化。

除了椰子生長時(shí)間會影響椰子水口感以外，不同椰子品種以及采摘后保存時(shí)間同樣對感官評價(jià)有著重要作用。我國海南是椰子主產(chǎn)地，有因高產(chǎn)量而聞名的文椰2號到6號五大品種，其中文椰2號和3號分別是從馬來西亞引進(jìn)的馬來亞黃矮椰和紅矮椰子中經(jīng)過篩選培養(yǎng)的新品種，4號是從東南亞引進(jìn)的香味椰子中篩選改良的。通常椰子在采摘后一周以內(nèi)的口感是最好的，隨著儲存時(shí)間的增加，其中的一些如氨基酸、有機(jī)酸、糖、酚類等代謝產(chǎn)物含量就會發(fā)生變化，從而影響其風(fēng)味，存放超過兩周的椰子水就難以被大眾接受了。暫時(shí)也沒有比較有效的方法去判斷椰子水不同品種來源和存儲時(shí)間。

近紅外作為一項(xiàng)快速無損的檢測方法，無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 8 個月、文椰 2 號 10 個月、文椰 4 號 6 個月和文椰 4 號 8 個月分別有 198 個，77 個，63 個和 206 個。每天從 2 號 10 個月與 4 號 6 個月中隨機(jī)取三個樣，從 2 號 8 個月和 4 號 8 個月中隨機(jī)取五個樣，首先進(jìn)行可溶性固形物和 pH 的快速檢測，剩余樣品保存在液氮中，隨后進(jìn)行糖含量的測定和近紅外光譜的收集。

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

鑒別存儲時(shí)間

實(shí)驗(yàn)將存儲在 7 天以內(nèi)的樣品定為新鮮的F級，將存儲超過兩周的樣品定為久放的A級，將每天的 5 個隨機(jī)選取的 2 號 8 個月和 4 號 8 個月中的 3 個樣品，以及每天 3 個隨機(jī)選取的 2 號 10 個月和 4 號 6 個月中的 2 個樣品分到校正集，剩余樣品分到驗(yàn)證集。通過 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

通過結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對上述樣品的存儲時(shí)間建立模型，各類椰子水的最優(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 建立不同類型椰子水的存儲時(shí)間最優(yōu)模型結(jié)果：

▲圖1 文椰 2 號 8 個月的存儲時(shí)間模型統(tǒng)計(jì)

▲圖2 文椰 2 號 10 個月的存儲時(shí)間模型統(tǒng)計(jì)

▲圖3 文椰 4 號 6 個月的存儲時(shí)間模型統(tǒng)計(jì)

▲圖4 文椰 4 號 8 個月的存儲時(shí)間模型統(tǒng)計(jì)

鑒別品種

考慮市場實(shí)際需求，樣品從文椰 2 號和 4 號中生長時(shí)間均在 8 個月且新鮮程度為F級的樣品，其中校正集有 49 個，驗(yàn)證集有 31 個樣品，經(jīng)過相同處理檢測到 1 個校正集中的異常值，剔除后建立的最優(yōu)模型結(jié)果如下：

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

▲圖5 文椰 2 號和 4 號品種鑒別模型統(tǒng)計(jì)

鑒別成熟度

過熟的樣品通過簡單的物理晃動就能夠分辨，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)針對文椰 2 號和文椰4號分別選擇 47 個和 48 個樣品建模，15 個和 16 個樣品驗(yàn)證，最佳的結(jié)果如下：

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

▲圖6 文椰 2 號和 4 號成熟度識別模型統(tǒng)計(jì)

從以上結(jié)果不難看出，對椰子水的存儲時(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 8 個月和文椰 4 號 8 個月的存儲時(shí)間判斷中分別有 3 個和 2 個誤判，其模型的總體識別率在 95% 和 97%，剩余的應(yīng)用模型都達(dá)到了 100% 的識別水平。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。