《食品科學(xué)》：河北大學(xué)趙志磊教授、北京市農(nóng)林科學(xué)院武琳霞博士等：3個品種柑橘的多維度品質(zhì)分析及鑒別模型構(gòu)建

柑橘是蕓香科柑橘屬及其近緣屬植物的統(tǒng)稱，全球最重要的經(jīng)濟(jì)水果作物之一，廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)，以其豐富的品種、高營養(yǎng)價值和經(jīng)濟(jì)價值著稱。中國是全球最大柑橘生產(chǎn)國，根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2024年中國柑橘總產(chǎn)量達(dá)6 791.49萬 t，較2023年增長5.56%，繼續(xù)保持穩(wěn)健發(fā)展態(tài)勢。柑橘基礎(chǔ)感官品質(zhì)涵蓋橫縱徑、果臍直徑、色差、質(zhì)量、皮厚度、硬度等，共同決定果實(shí)的外觀商品性與消費(fèi)者食用體驗(yàn)。柑橘中富含維生素、多酚、類黃酮、類胡蘿卜素、膳食纖維和鉀礦物質(zhì)等生物活性成分，已被證明具有抗氧化、增強(qiáng)免疫力等功效，并且能夠抵御主要的慢性疾病如癌癥、心血管疾病和肥胖等。目前，柑橘中已被鑒別出200多種揮發(fā)性成分，其中種類最多的為萜烯類，不論在果皮和果肉中，單一物質(zhì)含量最高的均為檸檬烯。

頂空固相微萃取技術(shù)作為近年來熱門的前處理技術(shù)，具有操作簡便、無需添加有機(jī)溶劑、富集效率高、可原位捕獲揮發(fā)性成分的優(yōu)勢，已成為果蔬香氣物質(zhì)前處理的優(yōu)選方法。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和食品科學(xué)研究中，多元統(tǒng)計方法因其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，被廣泛應(yīng)用于作物品質(zhì)評價、品種分類和指標(biāo)優(yōu)化等領(lǐng)域。Kong Xiabing等使用相關(guān)性分析、主成分分析（PCA）和層次聚類分析對冬棗的46?項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，結(jié)果顯示運(yùn)城冬棗感官品質(zhì)最好，濱州冬棗的功能成分和抗氧化活性最好。Zheng?Pufan等對華北地區(qū)9?個梨品種共15?個指標(biāo)進(jìn)行品質(zhì)評價，方差分析、PCA和層次聚類分析，將指標(biāo)簡化為可滴定酸（TA）、糖酸比、色相角H和果形指數(shù)4?個指標(biāo)。Zhang?Haipeng等鑒定4?個品種柑橘的66?種揮發(fā)性物質(zhì)，使用PCA和偏最小二乘判別分析（PLS-DA）結(jié)合變量投影重要性（VIP）實(shí)現(xiàn)了柑橘、甜橙、柚子和檸檬品種的準(zhǔn)確分類。

為應(yīng)對多樣化市場需求，開展系統(tǒng)科學(xué)的柑橘果實(shí)品質(zhì)研究顯得尤為必要。以往研究多聚焦于柑橘個別品質(zhì)指標(biāo)或者果皮的揮發(fā)性物質(zhì)，缺乏對果實(shí)各維度指標(biāo)的綜合評價和系統(tǒng)解析。然而消費(fèi)者對柑橘果實(shí)的感官判斷是多維度的，僅依靠個別指標(biāo)難以全面反映果實(shí)的品質(zhì)特性。河北大學(xué)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院的方琳、趙志磊*，北京市農(nóng)林科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所的武琳霞*等人從傳統(tǒng)-雜交-特色的角度出發(fā)，以湖北地區(qū)紐荷爾、愛媛和九月紅3?個典型品種柑橘果實(shí)為研究對象，通過系統(tǒng)測定柑橘基礎(chǔ)感官品質(zhì)、非揮發(fā)性營養(yǎng)成分和揮發(fā)性物質(zhì)等多維度指標(biāo)，探究品種間品質(zhì)指標(biāo)的種類與差異，結(jié)合多元統(tǒng)計分析與PLS-DA分類預(yù)測模型綜合評價柑橘果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)特征，旨在為柑橘品質(zhì)評價、品種分類與消費(fèi)者選購提供數(shù)據(jù)支撐。

01

不同品種柑橘感官及非揮發(fā)性營養(yǎng)指標(biāo)分析與關(guān)鍵成分篩選

1.1 不同品種柑橘基礎(chǔ)感官指標(biāo)及非揮發(fā)性營養(yǎng)成分分析

如表1所示，愛媛縱徑最小，為65.87?mm，九月紅橫徑最大，為76.19?mm。紐荷爾的果臍直徑最大，為8.01?mm，其次為九月紅，二者差異顯著（P＜0.05）。愛媛單果質(zhì)量和去皮質(zhì)量均最小，但可食率高達(dá)0.82，3?種柑橘均屬于無籽品種，影響可食率的因素主要為皮厚度。紐荷爾果皮最厚，愛媛最薄，僅為1.74?mm。愛媛果肉硬度最小，為1.26?kg/cm2。紐荷爾SSC最高，3?個品種均大于10%且差異顯著（P＜0.05）。愛媛的SSC和酸度均最低，分別為10.14%和0.62%。愛媛的固酸比最高，紐荷爾的固酸比最低，為13.99。3?個品種固酸比差異顯著 （P＜0.05）。柑橘品種特性決定了基礎(chǔ)感官指標(biāo)的差異，紐荷爾果皮偏厚，果肉硬度較高，風(fēng)味呈現(xiàn)經(jīng)典的酸甜平衡，口感扎實(shí)有嚼勁，適合偏愛傳統(tǒng)臍橙風(fēng)味、追求口感層次感的消費(fèi)人群，且果實(shí)耐貯藏的品質(zhì)也能滿足長期囤果的消費(fèi)需求；愛媛果皮極薄易剝，不耐貯藏，適合即時鮮食。但果肉硬度低、入口細(xì)嫩，同時可食率和固酸比高，風(fēng)味清甜少酸，適合喜高甜低酸、追求便捷食用體驗(yàn)的消費(fèi)者；九月紅果形圓潤規(guī)整，皮厚度適中，果肉緊實(shí)且風(fēng)味甜中帶微酸，既能滿足大眾對鮮食臍橙的口感需求，天然紅色果肉的獨(dú)特品質(zhì)還可適配追求特色鮮果的消費(fèi)者。

L*值代表亮度，值越大色澤越明亮。九月紅果皮亮度L*值最高（63.04），愛媛最低（61.68），且差異顯著（P＜0.05）。a*正負(fù)值分別表示紅、綠色，b*正負(fù)值分別表示黃、藍(lán)色，絕對值越大色澤越深。九月紅果皮a*和b*值均最大，分別為36.25和70.33。CI量化果實(shí)表面紅色或黃色的顯色強(qiáng)度，綜合反映類胡蘿卜素、番茄紅素等的積累程度。愛媛果肉CI最高，為4.02。3?種柑橘果肉CI的區(qū)別可能與柑橘的橘絡(luò)有關(guān)，愛媛剝皮后留下的橘絡(luò)較少，色差儀可直接度量果肉表面色度值，而紐荷爾和九月紅臍橙剝皮后果肉表面仍附著大量橘絡(luò)，影響了CI。H值表示顏色在色輪上的角度，H值越小，a*值顯著增加，果皮呈橙紅色。九月紅果皮H值最小，為62.7°，對應(yīng)其果皮a*值最大，表明橙紅色越深。一般來說，成熟柑橘的H值會接近60°，3?個品種柑橘均屬于成熟期采摘的果實(shí)，因此色相角的差異不顯著（P＞0.05）。

對柑橘果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)測定結(jié)果表明，九月紅葡萄糖含量最高，為4.81?g/100?g。3?個品種蔗糖含量均在4?g/100?g以上且差異不顯著（P＞0.05）。九月紅的果糖含量最高，為5.61?g/100?g，其次是紐荷爾，最低的是愛媛，分別為4.94?g/100?g和2.99?g/100?g，3?個品種差異顯著（P＜0.05）。愛媛總酚含量最低，只有0.67?mg/g， 紐荷爾和九月紅總酚含量差異不顯著（P＞0.05）。紐荷爾的總黃酮含量最高，為0.46?mg/g，九月紅和愛媛含量差異不顯著（P＞0.05）。九月紅的總類胡蘿卜素含量最高，為0.83?mg/100?g，紐荷爾的含量最低，為0.52?mg/100?g。九月紅的高類胡蘿卜素含量可能與該品種特色的紅肉有關(guān)。檸檬酸是主要的有機(jī)酸，紐荷爾的檸檬酸含量顯著高于其他兩個品種（P＜0.05），達(dá)563.11?mg/100?g。柑橘屬于檸檬酸積累型果實(shí)，李文云等檢測6?個柑橘品種成熟果實(shí)的有機(jī)酸含量，發(fā)現(xiàn)紐荷爾總有機(jī)酸含量顯著高于其他品種（P＜0.05），另外在檢出的13?種有機(jī)酸中，檸檬酸相對含量超過總有機(jī)酸含量的50%。有機(jī)酸含量排名第2的是蘋果酸，在愛媛中含量最高（177.12?mg/100?g），其次為九月紅和紐荷爾。酒石酸和VC含量最高的均為紐荷爾，分別為106.65?mg/100?g和100.12?mg/100?g，品種間差異顯著 （P＜0.05）。有機(jī)酸中含量最低的是富馬酸，3?個品種均不超過0.55?mg/100?g，且無顯著差異（P＞0.05）。

1.2 不同品種柑橘特征非揮發(fā)性品質(zhì)指標(biāo)篩選

1.2.1PCA

本實(shí)驗(yàn)測定的非揮發(fā)性品質(zhì)指標(biāo)間存在信息重疊與差異，因此有必要采用多元統(tǒng)計分析提取核心品質(zhì)因子。徐宸宇等基于PCA對馬家柚果實(shí)18?項(xiàng)品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合評價，發(fā)現(xiàn)前5?個主成分累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)85%，將其中的可溶性糖、有機(jī)酸和甜度值作為核心評價因子。陳志敏等基于主成分和聚類分析篩選出5?個核心指標(biāo)，綜合色澤指數(shù)、單果質(zhì)量、SSC、固酸比和VC用于構(gòu)建柑橘品質(zhì)與生態(tài)因子關(guān)聯(lián)模型。因此，本研究對柑橘33?個非揮發(fā)性品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行PCA。根據(jù)特 征值＞1的原則，前9?個主成分累計方差貢獻(xiàn)率為78.824%，可基本解釋柑橘品質(zhì)的全部信息。其中，第1主成分方差貢獻(xiàn)率最高為22.900%，包括果肉L*值、硬度、SSC、酸度、VC、酒石酸和檸檬酸；第2主成分方差貢獻(xiàn)率為11.990%，其中果皮CI、果皮L*、b*和H值占較高載荷；第3主成分方差貢獻(xiàn)率為10.587%，其中橫徑、單果質(zhì)量和去皮質(zhì)量占較高載荷（數(shù)據(jù)未列出）。主成分碎石圖如圖1所示，橫軸為主成分序號（組件號），縱軸為特征值，對應(yīng)方差貢獻(xiàn)大小。前9?個主成分的特征值大于1，其累計方差貢獻(xiàn)率最大，可有效反映數(shù)據(jù)的主要信息。因此利用PCA從前9?個主成分中載荷占比較高的指標(biāo)中共篩選出20?個代表性指標(biāo)，將這些指標(biāo)初步確定為不同品種柑橘的核心品質(zhì)指標(biāo)。

1.2.2相關(guān)性分析

采用Pearson相關(guān)分析探究柑橘各指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)（圖2A）。橫徑與單果質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)（r＝0.898**，P≤0.01）；果皮a*值與果皮CI呈極顯著正相關(guān)（r＝0.756**，P≤0.01）；單果質(zhì)量與去皮質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)（r＝0.962**，P≤0.01）；硬度與VC含量呈極顯著正相關(guān)（r＝0.748**，P≤0.01）；SSC與VC含量呈極顯著正相關(guān)（r＝0.751**，P≤0.01）；果糖與葡萄糖含量呈極顯著正相關(guān)（r＝0.848**，P≤0.01）；果皮色差指數(shù)CI與果皮色相角H呈極顯著負(fù)相關(guān)（r＝－0.983**，P≤0.01）。固酸比與酸度呈極顯著負(fù)相關(guān)（r＝－0.752**，P≤0.01）。不同指標(biāo)之間相關(guān)性較強(qiáng)，需要對各指標(biāo)進(jìn)行簡化篩選。

1.2.3聚類分析

對33?個指標(biāo)變量進(jìn)行層次聚類，結(jié)果如圖2B所示，當(dāng)距離約為24時，所有指標(biāo)被分為2?類。第1類主要為外觀指標(biāo)，包括果肉和果皮色差、單果質(zhì)量、去皮質(zhì)量、橫徑、可食率和固酸比等。第2類主要為營養(yǎng)指標(biāo)，包括可溶性糖、SSC、酸度、VC、總酚和總黃酮。聚類分析表明指標(biāo)間仍存在信息重疊，需要進(jìn)一步篩選。將PCA中初步篩選獲得的20?個核心品質(zhì)指標(biāo)，結(jié)合相關(guān)性分析和聚類分析進(jìn)行二次篩選，最終確定果皮CI、橫徑、單果質(zhì)量、SSC、VC作為不同品種柑橘的核心指標(biāo)。

02

不同品種柑橘揮發(fā)性成分差異分析與特征成分篩選

2.1 揮發(fā)性成分組成及含量分析

根據(jù)揮發(fā)性成分總離子流色譜圖，3?種柑橘大部分香氣物質(zhì)出峰時間接近，主要在20?min和37?min左右，其中紐荷爾和九月紅的峰響應(yīng)值較高，愛媛的峰響應(yīng)值較低，圖中標(biāo)記的2-甲基-3-庚酮內(nèi)標(biāo)出峰時間在19.04?min左右（數(shù)據(jù)未列出）。

如圖3A所示，共鑒定出73?種帶香氣的揮發(fā)性物質(zhì)。紐荷爾、愛媛和九月紅柑橘的揮發(fā)性香氣物質(zhì)數(shù)量分別為33、37?種和48?種，均以萜烯類為主，其次為醛類、醇類、酯類、酮類、酸類、氧化物和其他類。九月紅中萜烯類香氣物質(zhì)的相對含量達(dá)到88.46%，與紐荷爾（88.05%）接近。醛類、酮類、醇類和酯類等相對含量均以愛媛最高，分別為14.46%、7.43%、3.66%、3.10%（圖3B）。前人研究發(fā)現(xiàn)萜類化合物在所有柑橘樣品中占主導(dǎo)地位，尤其是單萜類，約占總色譜峰面積的48%～97%，醛類含量占0.2%～16.1%、單萜醇占0.4%～11.8%和酯類占0.0%～7.7%。

經(jīng)檢測，3?個柑橘品種存在15?種共同的香氣物質(zhì)，而紐荷爾、愛媛和九月紅獨(dú)有香氣物質(zhì)分別為7、16、20?種，紐荷爾與九月紅相同的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量最多，共有24?種且含量較接近，可能與二者的品種同為臍橙類有關(guān)。即使在相同檢測條件下，不同品種的果實(shí)成熟機(jī)制（如糖分積累速度、有機(jī)酸分解效率等）不同，會間接影響揮發(fā)性物質(zhì)的生成。另外，揮發(fā)性物質(zhì)多屬于植物次生代謝產(chǎn)物，這類物質(zhì)的合成具有強(qiáng)烈的品種特異性，同一屬下不同品種會因長期進(jìn)化或人工選育形成獨(dú)特的次生代謝路徑，從而合成不同種類的揮發(fā)性物質(zhì)。

如表2所示，3?種柑橘中檢測出揮發(fā)性物質(zhì)的種類包括萜烯類26?種、醇類10?種、醛類17?種、酮類8?種、酯類7?種、酸類2?種、氧化物2?種和其他類1?種。含量最高的兩種物質(zhì)為檸檬烯和瓦倫烯，種間均以紐荷爾含量最高，分別為4?μg/g和3.47?μg/g。紐荷爾中的檸檬烯含量比愛媛高2?倍左右，并且紐荷爾的香氣物質(zhì)平均含量最高，為0.29?μg/g，愛媛最低，為0.06?μg/g。成傳香等研究發(fā)現(xiàn)愛媛38號雜柑的香氣物質(zhì)含量高于寬皮柑橘，但明顯低于絕大部分橙類。正己醛是3?個品種中共有的含量最高的醛類，主要貢獻(xiàn)木質(zhì)香、植物氣息、果香和青草味，余韻清新。3?個品種中酮類、醇類、酯類含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)各不相同，其中紐荷爾中為(+)-諾特卡酮、二氫香芹醇、丁酸乙酯，愛媛中為環(huán)十五烷酮、7-環(huán)氧-α-蒿烯醇、麝香癸內(nèi)酯，九月紅中為(E)-香葉基丙酮、芳樟醇、丁酸乙酯。前人研究發(fā)現(xiàn)柑橘中揮發(fā)性物質(zhì)以萜類物質(zhì)占優(yōu)，最主要的揮發(fā)性物質(zhì)為檸檬烯、瓦倫烯、芳樟醇等。

2.2 特征揮發(fā)性成分篩選

如圖4A所示，PC1和PC2的方差貢獻(xiàn)率分別為41.4%和35.7%，累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)77.1%；紐荷爾、愛媛和九月紅3?個品種在組間無重疊，組內(nèi)聚集性較好。說明樣品較穩(wěn)定，不同品種柑橘樣品的揮發(fā)性風(fēng)味差異明顯。

在PCA的基礎(chǔ)上對揮發(fā)性物質(zhì)做OPLS-DA，結(jié)果見圖4B。紐荷爾、愛媛和九月紅3?組在得分散點(diǎn)圖的橫軸上實(shí)現(xiàn)了區(qū)分，自變量擬合指數(shù)為0.952，因變量擬合指數(shù)為0.984，模型預(yù)測指數(shù) Q 2 為0.967，均超過0.5，表示模型擬合結(jié)果可靠。經(jīng)過200?次置換檢驗(yàn)， Q 2 回歸線與縱軸的相交點(diǎn)小于零（圖4C），說明模型不存在過擬合，模型驗(yàn)證有效。根據(jù) P ＜0.05且VIP＞1標(biāo)準(zhǔn)篩選出8?種潛在揮發(fā)性差異成分，分別為瓦倫烯、檸檬烯、(+)-諾特卡酮、 γ -芹子烯、 α -愈創(chuàng)木烯、 γ -古蕓烯、 β -芹子烯和 β -愈創(chuàng)木烯。

2.3 基于特征成分的不同品種分類模型構(gòu)建

PLS-DA作為一種線性有監(jiān)督的降維方法，利用PLS生成潛在變量，并通過判別分析優(yōu)化成分選擇以最大化組間差異并最小化組內(nèi)差異。該法尤其適用于小樣本高維數(shù)據(jù)，當(dāng)不同類別樣本在關(guān)鍵變量上存在顯著差異時能有效區(qū)分。為進(jìn)一步確定柑橘樣品之間的差異，基于篩選出的5?種非揮發(fā)性品質(zhì)指標(biāo)和8?種揮發(fā)性化合物建立PLS-DA模型，用于柑橘樣本品種分類。

模型輸入層共包含13?種核心品質(zhì)指標(biāo)，輸出層為3?個柑橘品種。PLS-DA本質(zhì)是基于特征協(xié)方差矩陣的降維建模方法，因此要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。首先對標(biāo)準(zhǔn)差小于0.1的低變異特征進(jìn)行對數(shù)變換，以放大區(qū)分度并降低異方差性，結(jié)果表明低變異特征包括α-愈創(chuàng)木烯、γ-古蕓烯、β-芹子烯和β-愈創(chuàng)木烯，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.069、0.068、0.040和0.036，因此先對這4?個指標(biāo)進(jìn)行加1自然對數(shù)變換，其中底數(shù)為自然常數(shù)；然后采用Z-score標(biāo)準(zhǔn)化將所有特征轉(zhuǎn)換為“均值為0、方差為1”的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，消除量綱影響并加速算法收斂；最后為確保模型在充分提取有效信息與抑制噪聲干擾間達(dá)到最優(yōu)平衡，通過5?折交叉驗(yàn)證均方誤差最小準(zhǔn)則確定最優(yōu)主成分參數(shù)為3（圖5），避免模型過擬合或欠擬合。

如圖6所示，混淆矩陣直觀呈現(xiàn)了模型在3 個品種上的分類效果，對角線元素表示正確預(yù)測為正類的樣本數(shù)。訓(xùn)練集準(zhǔn)確率反映模型對已知樣本的學(xué)習(xí)能力，高準(zhǔn)確率說明模型已充分捕捉特征與品種間的關(guān)聯(lián)規(guī)律；測試集準(zhǔn)確率反映模型對未知樣本的預(yù)測能力，是評價模型實(shí)用性的核心指標(biāo)。本研究構(gòu)建的PLS-DA模型訓(xùn)練集和測試集模型分類準(zhǔn)確率均達(dá)到100%，兩數(shù)據(jù)集準(zhǔn)確率差異小于15%，表明模型無明顯過擬合現(xiàn)象，泛化能力良好，分類性能極佳。結(jié)果表明將PLS-DA模型與常規(guī)指標(biāo)分析和頂空固相微萃取技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)柑橘品種的高效識別。

VIP值可以用來量化樣品各項(xiàng)指標(biāo)的表達(dá)模式對樣本分類所產(chǎn)生的影響程度，VIP值越大表明該特征成分對品種分類的貢獻(xiàn)度越大，在模型解釋方面具有重要的意義。如圖7A所示，VIP值從高到低依次為β-愈創(chuàng)木烯、β-芹子烯、α-愈創(chuàng)木烯、瓦倫烯、SSC、γ-芹子烯、VC、γ-古蕓烯、(+)-諾特卡酮、檸檬烯、單果質(zhì)量、橫徑和果皮CI。

本研究選取的柑橘品種特色鮮明，篩選出的核心品質(zhì)指標(biāo)蘊(yùn)含豐富的品種特征信息，經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證，如圖7B所示，最優(yōu)模型僅需前7?項(xiàng)特征成分即可將柑橘樣品按照品種完全區(qū)分開，可以極大地減少檢測周期與分類成本。但還有許多臍橙品種外觀形態(tài)極為相似，僅靠肉眼難以辨別，后續(xù)研究會引入更多外觀表型相似的柑橘品種豐富數(shù)據(jù)庫，提高模型的鑒別能力和可遷移性，建立更完善的柑橘品質(zhì)評價與品種鑒別關(guān)聯(lián)模型體系，為柑橘產(chǎn)業(yè)的品種鑒別與品質(zhì)評價提供技術(shù)方案。

03

結(jié)論

本研究選取紐荷爾、愛媛和九月紅3?個不同品種柑橘，對其21?種基礎(chǔ)感官品質(zhì)指標(biāo)、12?種營養(yǎng)成分和73?種揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了多維分析，結(jié)果表明，紐荷爾的縱徑、果臍直徑、皮厚度、硬度、SSC、酸度、總黃酮含量、檸檬酸含量、酒石酸含量和VC含量最大；愛媛的果皮最薄、硬度最小，可食率和固酸比最高，蘋果酸含量最高；九月紅的果實(shí)橫徑最大，果皮a*值最大，葡萄糖、果糖和總類胡蘿卜素含量最高；主成分、相關(guān)性和聚類分析篩選出5?個非揮發(fā)性核心指標(biāo)；3?種柑橘品種累計檢出73?種帶香氣的揮發(fā)性物質(zhì)，主要物質(zhì)為檸檬烯和瓦倫烯；VIP分析篩選出8?種揮發(fā)性核心指標(biāo)；基于篩選出的13?種核心指標(biāo)建立PLS-DA模型，訓(xùn)練集和測試集分類準(zhǔn)確率均達(dá)100%且未過擬合，最優(yōu)模型僅需7?種指標(biāo)即可區(qū)分出不同柑橘品種：β-愈創(chuàng)木烯、β-芹子烯、α-愈創(chuàng)木烯、瓦倫烯、SSC、γ-芹子烯和VC。研究結(jié)果建立了3?個品種柑橘綜合品質(zhì)評價體系，明確了不同品種柑橘的主要差異成分，可為紐荷爾、愛媛和九月紅3?個柑橘品種的品質(zhì)評價、品種識別和消費(fèi)者選購提供理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支撐。

作者簡介

通信作者

趙志磊, 河北大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。河北辛集人，生于1977年3月，2003年于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)專業(yè)獲工學(xué)博士，河北大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、美國佛羅里達(dá)大學(xué)訪問學(xué)者。研究方向?yàn)槭称?amp;藥品數(shù)智化檢測技術(shù)研究，發(fā)表文章100余篇，授權(quán)發(fā)明專利8 項(xiàng)。

通信作者

武琳霞，助理研究員，北京市農(nóng)林科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所。主要從事農(nóng)產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)評價、真菌毒素檢測、標(biāo)準(zhǔn)制修訂相關(guān)工作。主持與參與課題13 項(xiàng)，包括國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估項(xiàng)目等多項(xiàng)相關(guān)領(lǐng)域的科研項(xiàng)目。《Food Chemistry》 《 Food Control 》 《 Analyst 》 《 Toxins 》 《 食品科學(xué)》等本領(lǐng)域較有影響力的期刊發(fā)表論文15 篇，其中SCI論文8 篇，以第一完成人申請專利1 項(xiàng)。參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)等3 項(xiàng)。

針對我國大棗、草莓、櫻桃和西瓜品質(zhì)規(guī)格和營養(yǎng)功能評價技術(shù)缺乏規(guī)范依據(jù)等問題，構(gòu)建了特征營養(yǎng)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫，并從中篩選出可作為品質(zhì)評價的主要因子，構(gòu)建了分類模型并確定分等分級閾值；依托Python、Matlab等編程語言構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)算法模型，基于揮發(fā)性及非揮發(fā)性靶向與非靶向代謝組學(xué)研究，成功鑒定出多種農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地鑒別標(biāo)志物，具有豐富的機(jī)器學(xué)習(xí)建模、揮發(fā)性化合物分析及標(biāo)志物鑒定經(jīng)驗(yàn)；此外參與制定了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，為果品品質(zhì)評價和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供技術(shù)支撐。

第一作者

方琳，碩士研究生在讀，就讀于河北大學(xué)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院，師從趙志磊教授，研究方向?yàn)槭称匪幤窓z測技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化。在北京市農(nóng)林科學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)期間，師從王蒙教授和武琳霞老師，在三位老師的耐心指導(dǎo)下開展學(xué)習(xí)工作。依托研究所先進(jìn)的檢測儀器、完善的科研平臺與濃厚的學(xué)術(shù)氛圍開展課題研究，在此期間主要研究內(nèi)容為食品、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測與分析，使用大型儀器探索食品農(nóng)產(chǎn)品可溶性糖、有機(jī)酸、維生素、酚酸、總黃酮、總酚、總類胡蘿卜素和揮發(fā)性物質(zhì)等各種品質(zhì)指標(biāo)的檢測方法，負(fù)責(zé)檢測不同農(nóng)產(chǎn)品品 質(zhì)指標(biāo)，并利用多元統(tǒng)計方法分析品質(zhì)指標(biāo)特征，為品質(zhì)評價體系的建立提供數(shù)據(jù)支撐。

引文格式：

方琳, 徐正洋, 王蒙, 等. 3 個品種柑橘的多維度品質(zhì)分析及鑒別模型構(gòu)建[J]. 食品科學(xué), 2026, 47(8): 259-269. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251024-189.

FANG Lin, XU Zhengyang, WANG Meng, et al. Multidimensional quality analysis and identification model construction of three citrus varieties[J]. Food Science, 2026, 47(8): 259-269. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251024-189.

實(shí)習(xí)編輯：安宏琳；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

為了幫助食品及生物學(xué)科科技人員掌握英文科技論文的撰寫技巧、提高SCI期刊收錄的命中率，綜合提升我國食品及生物學(xué)科科技人員的高質(zhì)量科技論文寫作能力。中國食品雜志社擬定于2026年8月13—14日在安徽合肥舉辦“第13屆食品與生物學(xué)科高水平SCI論文撰寫與投稿技巧研修班”，為期兩天。

長按或微信掃碼進(jìn)行注冊

為系統(tǒng)提升我國食品營養(yǎng)與安全的科技創(chuàng)新策源能力，加速科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，推動食品產(chǎn)業(yè)向綠色化、智能化、高端化轉(zhuǎn)型升級，由北京食品科學(xué)研究院、中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，合肥工業(yè)大學(xué)、安徽省食品行業(yè)協(xié)會、安徽大學(xué)、合肥大學(xué)、合肥師范學(xué)院、北京工商大學(xué)、中國科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院臨床營養(yǎng)科、安徽糧食工程職業(yè)學(xué)院、皖西學(xué)院、滁州學(xué)院、蚌埠學(xué)院共同主辦的“ 第六屆食品科學(xué)與人類健康國際研討會 ”，將于 2026年8月15-16日（8月14日全天報到） 在 中國 安徽 合肥 召開。

長按或微信掃碼進(jìn)行注冊

為對標(biāo)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2035年科技規(guī)劃及“十四五”“十五五”發(fā)展方向，推動農(nóng)產(chǎn)品加工與儲運(yùn)的工程化、智能化、綠色化升級，由湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京食品科學(xué)研究院、國際食品科技聯(lián)盟（IUFoST）、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、岳麓山工業(yè)創(chuàng)新中心主辦，湖南大學(xué)、中南林業(yè)科技大學(xué)、長沙理工大學(xué)、湖南中醫(yī)藥大學(xué)、湘潭大學(xué)、岳麓山實(shí)驗(yàn)室協(xié)辦，中國食品雜志社、洞庭實(shí)驗(yàn)室、湖南省食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會、湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全研究所、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》雜志承辦的“第二屆農(nóng)產(chǎn)品加工與食品制造國際學(xué)術(shù)研討會—創(chuàng)新引領(lǐng)綠色智造，AI賦能科技進(jìn)步”，將于2026年9月19-20日（9月18日會議報到）在中國 湖南 長沙召開。

長按或微信掃碼進(jìn)行注冊

會議招商招展

聯(lián)系人：楊紅；電話：010-83152138；手機(jī)：13522179918（微信同號）