花生籽仁食用感官品質(zhì)近紅外分析模型構(gòu)建

日期：2025-12-10 06:41

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摘要：花生是世界重要的油食兼用作物和經(jīng)濟作物，營養(yǎng)保健價值極高，經(jīng)常食用能顯著降低全因死亡率，素有“長生果”之美譽。近年來我國經(jīng)濟高速發(fā)展，人民生活水平提高，花生食用消費量呈逐年增多趨勢(目前已有超過40%用作食用),對花生品質(zhì)要求也越來越高。

花生是世界重要的油食兼用作物和經(jīng)濟作物，營養(yǎng)保健價值極高，經(jīng)常食用能顯著降低全因死亡率，素有“長生果”之美譽。近年來我國經(jīng)濟高速發(fā)展，人民生活水平提高，花生食用消費量呈逐年增多趨勢(目前已有超過40%用作食用),對花生品質(zhì)要求也越來越高。

前人對花生營養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)以及出口品質(zhì)開展了一些研究,但花生感官品質(zhì)研究相對較少，主要涉及花生醬、油炸花生、烤花生、花生油感官評價和風(fēng)味物質(zhì)提取等。

近紅外技術(shù)已廣泛應(yīng)用于作物品質(zhì)改良。花生上早已成功建立了能夠快速準(zhǔn)確預(yù)測油酸、脂肪、蛋白質(zhì)以及維生素E等成分含量的近紅外模型,但花生感官品質(zhì)近紅外模型迄今未見報道。本研究目的在于構(gòu)建針對花生食用感官品質(zhì)的多粒近紅外模型，為食用花生感官品質(zhì)遺傳改良提供快速、便捷的選擇手段。

構(gòu)建生花生仁、烤花生仁感官評價模型所用的試驗材料共計31份，均系山東省花生研究所育成的花生品種(系),其中包括不同親本來源、不同種皮顏色的大粒型和小粒型材料，也包括高油酸和普通油酸材料。

構(gòu)建生花生仁、烤花生感官評價近紅外模型所用花生樣品

在德國Bruker光譜儀器公司生產(chǎn)的Matrix-Ⅰ型傅里葉變換近紅外光譜儀上采集多粒生花生仁光譜數(shù)據(jù)。光譜儀掃描譜區(qū)范圍為4 000～12 000 cm^-1(厘米波數(shù)),掃描次數(shù)為64次，分辨率為8 cm^-1。開機預(yù)熱30 min后檢測樣品。采集光譜所用花生種子為自然日光干燥的樣品，每份材料約30～50粒，每次混合后隨機取樣，掃描3次。

生花生仁和烤花生仁感官評價

選取重復(fù)能力、識別能力強的7人組成感官品質(zhì)評定小組。試驗樣品重新標(biāo)號，按隨機區(qū)組設(shè)計，每份樣品每人品嘗3～5粒，按1～5級就顏色(1級為顏色*深，5級為顏色*淺)、脆性(1級為*脆，5級為*不脆)、細(xì)膩度(1級為*細(xì)膩，5級為*粗糙)、甜味(1級為*甜，5級為甜味*弱)、苦味(1級為*苦，5級為苦味*弱)、烤花生味(1級為烤花生味*強，5級為烤花生味*弱)、異味(1級為異味*強，5級為異味*弱)、總體喜歡度(1級為*喜歡，5級為*不喜歡)等感官評價指標(biāo)逐項打分，每品嘗完一個樣品后，用溫開水漱口，再品嘗下一個樣品。

模型構(gòu)建與優(yōu)化

光譜處理和模型構(gòu)建采用德國Bruker Matrix-Ⅰ型近紅外光譜儀自帶OPUS軟件，用NIR選項自動尋優(yōu)。采用內(nèi)部交叉驗證剔除奇異點。選擇*佳光譜預(yù)處理辦法、*佳譜區(qū)、維數(shù)，并作進(jìn)一步驗證。通過比較樣品預(yù)測值與化學(xué)值的決定系數(shù)(R²)和標(biāo)準(zhǔn)差(RMSECV)衡量模型品質(zhì)。

生花生近紅外模型的建立

生花生籽仁樣品的近紅外掃描光譜圖

生花生仁脆性近紅外模型

經(jīng)自動優(yōu)化，生花生脆性的*佳光譜預(yù)處理方法為“一階導(dǎo)數(shù)+多元散射矯正”。譜區(qū)范圍為7 506～4 243 cm^-1,維數(shù)為8,模型的R²為83.6,RMSECV為0.227。

生花生仁甜味近紅外模型

經(jīng)自動優(yōu)化，生花生甜味的*佳光譜預(yù)處理方法為“一階導(dǎo)數(shù)+多元散射矯正”。譜區(qū)范圍為7 506～5 446 cm^-1,4 605～4 243 cm^-1,維數(shù)為8,模型的R²為89.02,RMSECV為0.137 。

生花生仁細(xì)膩度近紅外模型

經(jīng)自動優(yōu)化，生花生細(xì)膩度*佳光譜預(yù)處理方法為“一階導(dǎo)數(shù)+多元散射矯正”。譜區(qū)范圍為11 988～6 094 cm^-1,5 454～4 243 cm^-1,維數(shù)為7,模型的R²為90.92,RMSECV為0.102。

烤花生近紅外模型的建立

烤花生仁脆性近紅外模型

經(jīng)自動優(yōu)化，熟花生脆性*佳光譜預(yù)處理方法為“一階導(dǎo)數(shù)+多元散射矯正”。譜區(qū)范圍為7 506～6 472 cm^-1,4 605～4 243 cm^-1,維數(shù)為8,模型的R²為88.29,RMSECV為0.161。

烤花生仁細(xì)膩度近紅外模型

經(jīng)自動優(yōu)化，烤花生仁細(xì)膩度*佳光譜預(yù)處理方法為“一階導(dǎo)數(shù)+多元散射矯正”。譜區(qū)范圍為11 988～7 498 cm^-1,4 605～4 243 cm^-1,維數(shù)為6,模型的R²為76.97,RMSECV為0.154，生花生仁和烤花生仁苦味、異味、總體喜歡度等感官品質(zhì)指標(biāo)未能建立起可信的近紅外分析模型。

依托德國Bruker光譜儀器公司生產(chǎn)的Matrix-Ⅰ型傅里葉變換近紅外光譜儀**構(gòu)建了花生感官品質(zhì)近紅外模型，生花生仁脆性、甜味、細(xì)膩度以及烤花生脆性近紅外模型R²均在83以上，RMSECV均低于0.23,模型品質(zhì)較高。烤花生仁細(xì)膩度模型R²在75以上，低于80,可滿足初步篩選的需要。

通過兩個烤花生仁近紅外模型在實際上證明了可以用生花生近紅外光譜預(yù)測烤花生仁的感官品質(zhì)(脆性和細(xì)膩度)。鑒于目前花生干燥后進(jìn)行近紅外掃描已經(jīng)成為生化品質(zhì)篩選的常規(guī)手段，有了這些新的模型，將可以使花生種子無損地獲得生化指標(biāo)的同時，在不需要一一品嘗的情況下，還能得到一些有價值的感官品質(zhì)指標(biāo)，可大大提高篩選速率。而隨著優(yōu)異材料的獲取，可望進(jìn)一步充實模型。花生感官品質(zhì)近紅外模型的應(yīng)用，將會對食用花生感官品質(zhì)育種發(fā)揮積極的促進(jìn)作用。

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