GBX eFAst-Lab水分活度仪测定脱水蜂花粉贮藏期间的水分活度变化

由哥伦比亚的Marta Cecilia Quicazán团队共同完成的研究成果《Effect of dehydration on instrumental sensory characteristics of bee pollen》，发表在西班牙期刊 《Afinidad》 上。该研究评估了湿蜂花粉、晒干蜂花粉和干燥柜烘干蜂花粉在30°C、40°C和50°C加速贮藏条件下的感官稳定性，考察参数包括利用商用电子鼻检测挥发性化合物谱、用质构分析仪测定蜂花粉颗粒的破碎性、用商用色差计测定CIELAB色度尺度的颜色变化以及水分活度。

摘要

哥伦比亚的养蜂业生产者和学术部门正在开展研究项目，旨在通过开发和改善蜂产品的营养与功能品质，特别是开发添加蜂花粉的新型食品，来利用蜂产品。蜂花粉因其生物活性特性，是一种有前景的功能性食品生产原料。本研究评估了湿花粉、日晒干燥花粉和热风干燥花粉在30°C、40°C和50°C加速贮藏条件下的感官稳定性，考察了多个参数，包括使用商用电子鼻分析挥发性化合物特征、使用质构分析仪测定蜂花粉颗粒的脆性、使用商用色差计分析CIELAB色度尺度的颜色变化，以及水分活度。结果表明，电子鼻能够根据水分活度区分不同蜂花粉样品，并能分辨贮藏期间呈现的不同挥发性化合物特征。高水分活度的蜂花粉样品在贮藏期间其挥发性化合物特征及颜色变化更为显著。低水分活度的蜂花粉样品则呈现出与脂肪氧化酸败相关的气味变化，这一变化与质构特性直接相关。

实验材料与仪器

实验材料： 湿蜂花粉、晒干蜂花粉、烘箱干燥蜂花粉

实验仪器：电子鼻、半导体传感器阵列、色度计、质构分析仪、GBX eFAst-Lab水分活度仪

GBX eFAst-Lab水分活度仪

实验过程

气味谱分析

在贮藏前，对所有样品（湿、晒干、干燥柜烘干蜂花粉）的气味谱进行主成分分析。前两个主成分解释了总数据方差的99%。分析表明，湿花粉和脱水花粉之间的气味谱存在明显差异，说明脱水过程对气味谱的影响，并证实电子鼻是一种用于花粉分类的实用方法，无论是在大气中进行采样还是在产品中直接采样。

贮藏期间，蜂花粉样品在不同温度下遵循不同的降解过程，这些变化反映在气味的变化上。湿蜂花粉在30°C贮藏期间的气味谱主要由对有机硫化合物（W1W和W2W）、氮氧化物和甲烷气体（W5S、W6S和W1S）响应的传感器定义，这些变化可能与蜂花粉内部发生的生物过程有关，因为存在霉菌和酵母。在40°C和50°C条件下，湿蜂花粉的气味谱由对芳香族化合物（W5C、W1C和W3C）响应的传感器表示，这可能表明发生了脱水过程。在50°C条件下，贮藏初期的样品气味谱变化较大，随后保持稳定。

对于脱水花粉，晒干蜂花粉和干燥柜烘干蜂花粉在贮藏期间表现出不同行为。在较高温度（50°C）下，干燥蜂花粉的气味谱变化更大，表明发生了与脂质氧化酸败相关的腐败，因为哥伦比亚蜂花粉的脂质含量在2.8%至9.7%之间。水分活度较低的蜂花粉样品（干燥柜烘干）呈现更快的脂肪氧化酸败过程。

仪器感官分析

仪器感官测量（水分活度aw、颜色变化（L、a、b）和破碎性（硬度））也能根据脱水过程区分蜂花粉。使用GBX eFAst-Lab水分活度仪测量，对湿蜂花粉、晒干蜂花粉和干燥柜烘干蜂花粉的仪器感官测定进行主成分分析，前两个主成分解释了数据方差的92%。干燥柜烘干蜂花粉的硬度最高，湿蜂花粉的水分活度和颜色参数（蓝-红色度）最高，而晒干蜂花粉的明度和b颜色参数（绿-黄色度）最高。

储存初期不同干燥工艺处理的蜂花粉仪器感测特征：红色湿蜂花粉、绿色船内干燥蜂花粉、蓝色日晒干燥蜂花粉

（a）不同储存温度下湿蜂花粉的仪器感测特证：红色30°C，绿色40°C，藍色50°C（b） 不同储存温度下日晒于燥蜂花粉的仪器感测特征：红色30°C，绿色40°C，蓝色50°C（c）不同储存温度下船内于燥蜂花粉的仪器感测特征：红色30°C，绿色40°C，蓝色50°C

在30、40和50°C贮藏期间，蜂花粉发生的变化可以通过这些参数观察到。对湿蜂花粉、晒干蜂花粉和干燥柜烘干蜂花粉的主成分分析分别解释了91%、87%和82%的数据方差。在30、40和50°C贮藏期间，颜色变化被认为是湿蜂花粉的变量，而对于干燥蜂花粉，腐败反映在水分活度的变化上。这些结果证实了干燥过程和贮藏条件都会影响蜂花粉的感官特性。

结论

脱水过程导致蜂花粉的气味谱和感官特性发生变化。颜色是湿蜂花粉贮藏期间最的品质变量，而水分活度和气味谱对于干燥蜂花粉至关重要，这表明稳定性的丧失。通过使用电子鼻、质构分析仪和色差计等仪器工具，结合多元统计技术，可以监测蜂花粉在干燥过程和不同温度贮藏期间发生的变化。

参考文献

1.Labreche, S., Bazzo, S., Cade, S., & Chanie, E. (2005). Shelf life determination by electronic nose: application to milk. Sensors and Actuators B: Chemical, 106(1), 199–206.  

2.Almeida-Muradian, L. B., Pamplona, L. C., Coimbra, S., & Barth, O. M. (2005). Chemical composition and botanical evaluation of dried bee pollen pellets. Journal of Food Composition and Analysis, 18(1), 105–111.  

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