基于感官评价、电子舌、电子鼻和LC-Q-TOFMS的佛手风味与化学成分研究

Research on Flavor and Chemical Components of the Buddha's Hand Fruit Based on Sensory Evaluation， E-Tongue， E-Nose， and LC-Q-TOF-MS

DING Zixuan， CHEN Yuehua， ZHANG Hui， KANG Tingguo， SONG Huipeng （School of Pharmacy，Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Dalian1166oo，China

Abstract： Objective： A systematic study was conducted on the taste characteristics， aroma profiles， and chemical composition offresh Buddhas hand fruit to provide a scientific basis forits quality control and safety evaluation.Method： The taste characteristicsoffresh Buddha’s hand fruits were analyzed through sensory evaluation and electronic tongue measurements conducted among l2O volunters，its volatile aroma components were detected using electronic nose technology，and qualitative analysis of its chemical composition was performed via liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry （LC-Q-TOF-MS）. Result： Sensory evaluation revealed that fresh Buddha's hand fruits exhibited taste characteristics such as pomelo peel flavor，fresh aroma， cooling sensation，sweetness，bitterness，tongue-numbing sensation，andastringency.It was furtherdemonstratedby electronic tongue analysis that fresh Buddha's hand fruits possessed sweetness，umami，and biternessaccompanied by a slight astringency.Eighteen aromatic volatile compounds were detected bythe electronic nose system， with terpenes，alcohols，and esters identifiedas majorcomponents.Through LC-Q-TOF-MS，a total of39 compounds were qualitativelyanalyzed， including 8favonoids，1lcoumarins，2 limonoids，8 glycosides，and10 organic acids. Conclusion：This study systematicallyanalyzed the taste，aromacharacteristics，and chemical compositionof fresh

Buddha's hand fruits through multi-dimensional technical methods，providing data support for its food safety evaluation and in-depth development in the food sector.

Keywords： fresh Buddha's hand fruit; sensory evaluation; electronic tongue; electronic nose; liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry

佛手是芸香科植物佛手（CitrusmedicaL.var.sarcodactylisSwingle）的果实[1]，作为一种水果和中药，在我国已有悠久的栽培和应用历史。研究表明，佛手可以提升免疫力[2和抗衰老[3]。目前，对佛手的研究主要集中在干燥饮片形式，对其鲜果的研究相对匮乏。佛手鲜果因其独特的感官特性，在观赏和食用方面都具有重要价值。然而，现阶段对其感官特性的研究仍停留在主观描述阶段，缺乏客观、量化的评价方法。近年来，电子鼻、电子舌等技术在食品气味与滋味检测方面展现出快速发展的趋势，为食品质量安全控制提供了有力的技术支持[4。此外，目前对佛手鲜果化学成分的研究仍不够全面，利用液质联用技术可以对佛手鲜果中的化学成分进行全面、系统的分析。本研究采用电子鼻、电子舌、液质联用等技术对佛手鲜果的感官特性和化学成分进行全面解析，为佛手鲜果的质量评价提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料与试剂

佛手鲜果购自中国广东，经辽宁中医药大学宋慧鹏副教授鉴定为佛手CitrusmedicaL.var.sarcodactylisSwingle；橙皮苷（批号RFS-C00601910011）、5，7-二甲氧基香豆素（批号RDD-E02802108005）、佛手柑内酯（批号RFS-F00811811006）、诺米林（批号L-023-181216）、柠檬苦素（批号N-006-181216），购自成都瑞芬思生物科技有限公司；所有对照品纯度均高于 98% ；氯化钾（分析纯），购自天津科密欧化学试剂有限公司；无水乙醇（色谱纯），购自天津市富宇精细化工有限公司；甲醇、乙腈（HPLC级），购自德国Merck公司；纯净水，购自娃哈哈集团有限公司。

1.2 仪器与设备

SA-402B味觉分析系统，IntelligentSensorTechnology，Inc.，Japan；HeraclesNeo超快速气相电子鼻，AlphaMOS，Toulouse，France；F-O10S型超声波清洗机，苏州迈弘电器有限公司；1290高效液相色谱－串联6550Q-TOF质谱仪，安捷伦科技有限公司；FA1004型电子分析天平，上海力辰邦西仪器科技有限公司；HDL-4台式离心机，金坛区西城新瑞仪器。

1.3 方法

1.3.1 溶液配制

供试品溶液配制：佛手鲜果（ FS1～FS11 ）经捣碎机充分破碎后混匀；称取 5.00g 样品至 50mL 锥形瓶，加入无水甲醇 10mL ，精确称定总质量后，超声处理 ^1h ；待体系恢复至室温后复称，加甲醇至初始质量；混匀后静置，移取上清液于离心管中，以14000r⋅min^-1 的转速离心 10min ，收集上清液备用。

对照品溶液配制：分别精确称取标准品适量，用甲醇制备成浓度均为 100.00μmol⋅L^-1 的单一标准对照品储备液；量取各单标储备液适量，充分混匀，即得混合对照品。所有溶液均现配现用。

1.3.2 佛手鲜果感官评价

采用定量描述性分析对佛手鲜果的感官参数进行评估。组织一个由120名 20～24 岁志愿者（120名女性）组成的感官评价小组，对佛手鲜果进行感官评价。共设定11个属性用于定量描述佛手鲜果，包括柚皮味、清香味、清凉感、麻舌感、甜味、酸味、涩味、苦味、咸味、脆感和软感。定量评分包含0、1、2、3、4、5共6个等级，其中0表示该感官特征完全不可感知，5表示该感官特征感知强度最高。在感官评价之前，所有志愿者均签署知情同意书，同意将其感官评价信息用于实验研究与论文发表。在整个研究过程中，保护志愿者的权利和隐私。感官评价结果采用GraphPadPrism9.5进行分析。

1.3.3 电子舌检测条件

称取每批次佛手鲜果破碎混匀后的样品各 1.0g 分别加入 100mL 纯净水，超声 60min 后冷却至室温，离心取上清液备用。SA-402B味觉分析系统配有酸味、苦味、涩味、鲜味、咸味、甜味6个传感器和2个参比电极。实验前，使用人工唾液和 3.33mol⋅L^-1 氯化钾溶液活化传感器和电极。在测量时，每个传感器均需要在人工唾液中清洗，并在平衡30s后对样品进行检测，检测时间为 30s 。电子舌系统以人工唾液作为参照，将收集的电信号转化为味觉值[5]。使用Origin2022对电子舌数据进行分析，生成电子舌数据雷达图。

1.3.4 电子鼻检测条件

称取每批次佛手鲜果破碎混匀后的样品各1.0g ，立即装入 20mL 密封进样瓶中，室温平衡30min 后检测。用正构烷烃（ C6～C16 混合物对照品进行校准。检测条件：进样量 1000μL ，进样注射速度 125μL/s ，采集时间 110s ，进样口温度200°C ，阀温度 250^qC ，进样注射时间 37s ，捕集持续时间 42s ，捕集阱捕集温度 40% ，捕集阱分流速率 10mL⋅min^-1 ，初始柱温箱温度 40°C ，柱温程序升温方式 1^∘C⋅s^-1 至 80^∘C 、 3^qC⋅s^-1 至 250°C ，检测器温度 ，火焰离子化检测器（FlameIonizationDetector，FID）增益12。用Origin2022对电子鼻数据进行分析，生成电子鼻的指纹图谱。

1.3.5 色谱条件及质谱条件

（1）色谱条件。色谱柱：苯基己基柱（ 50mm^× 4.6mm ！ 3.5μm ）；流动相： 0.1% 的甲酸水（A）、乙腈（B）；梯度洗脱条件： 0～5min 、 5%15%B 5～45min ！ 15%100%B ， 45～50min 一 100%B 流速： 0.4mL⋅min^-1 ；柱温： 30^∘C ；进样量：4μL。

（2）质谱条件。使用安捷伦1290高效液相色谱－串联 6550Q-TOF 质谱仪，采用正、负离子模式的四极杆－飞行时间串联质谱系统（Quadrupole-TimeofFlight Tandem Mass Spectrometry，Q-TOF-MS/MS）进行扫描分析。气体温度： 200°C; 气体流量：11Lmin^-1 ；鞘气温度： 350^∘C ；鞘气流量： 8Lmin^-1 ；喷雾器气体压力：35psi；电压： 75V ；四极杆扫描范围： m/z100～3000 ；碰撞能量：10、20、30eV^[6] 。用MassHunter软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 感官分析

120名年志愿者对佛手鲜果的风味描述在 0～5 进行打分，结果如图1所示。佛手鲜果的风味特征为柚皮味（3.98）、脆感（3.88）、清香味（3.70）、清凉感（2.43）、苦味（1.69）、甜味（1.65）、麻舌感（1.37）和涩味（0.72），这些特征组成了佛手鲜果丰富的味觉层次。佛手鲜果不具有酸味、咸味和软感。

2.2 电子舌和电子鼻分析

电子舌传感器所采集的味觉信息测定值被转化为雷达图，如图2所示。酸味的阈值为-13、咸味阈值为-6、其他口味阈值为0。当检测值超过相应阈值时，表明样品中存在该味道特征。甜味、鲜味和苦味是佛手鲜果的主要电子味觉特征，其次是涩味，与感官评价结果基本一致，进一步验证电子舌检测系统在味觉评价方面的准确性和可靠性。