特征指標(biāo)評(píng)價(jià)江西不同區(qū)域油茶籽油品質(zhì)灰色關(guān)聯(lián)度分析

聶根新 賴(lài) 艷 胡麗芳 魏本華 吳 玲 陳慶隆

(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與標(biāo)準(zhǔn)研究所1，南昌 330200) (江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所2，南昌 330200)

油茶籽油又名山茶油，其味香色清、營(yíng)養(yǎng)豐富，含有茶多酚、不飽和脂肪酸、維生素E、角鯊烯等多種活性物質(zhì)，是一種優(yōu)質(zhì)植物油，被譽(yù)為“東方橄欖油”，具有抗氧化、降血脂、消炎等功效，并被開(kāi)發(fā)運(yùn)用于醫(yī)藥、美容產(chǎn)業(yè)[1-6]。目前，油茶樹(shù)多為自然生長(zhǎng)，在種植過(guò)程中基本不使用農(nóng)藥、化肥，油茶籽是一種天然的綠色、有機(jī)食品原料。

灰色關(guān)聯(lián)分析方法是灰色系統(tǒng)分析理論的主要內(nèi)容及方法之一。灰色關(guān)聯(lián)度是衡量事物之間、因素之間關(guān)聯(lián)性大小的量度，通過(guò)比較目標(biāo)數(shù)列和參考數(shù)列的相似度來(lái)確定參考數(shù)列的相關(guān)因素和目標(biāo)數(shù)列因素的緊密性，可較好地描述事物或因素之間相互變化的情況，如果事物或因素變化的趨勢(shì)基本一致，則可以認(rèn)為它們之間的關(guān)聯(lián)度較大；反之，關(guān)聯(lián)度較小[7]，利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法的基本性質(zhì)，可以對(duì)方案的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)判，從而給多指標(biāo)方案提供了簡(jiǎn)單可行的途徑。相較于其他統(tǒng)計(jì)分析方法需要基于數(shù)據(jù)具有一定的樣本量、呈正態(tài)分布或具有一定規(guī)律等要求、計(jì)算操作比較復(fù)雜或需要利用專(zhuān)門(mén)軟件，灰色關(guān)聯(lián)度分析方法具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1)不追求大的樣本量；2)不要求待分析序列有某種特殊的分布； 3)計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單； 4) 可以得到較多的信息 , 如關(guān)聯(lián)序 (優(yōu)序或劣序)、關(guān)聯(lián)矩陣等。灰色系統(tǒng)分析理論提出后，在理論上不斷改進(jìn)，在實(shí)際應(yīng)用中得到了長(zhǎng)足發(fā)展。目前灰色關(guān)聯(lián)度在經(jīng)濟(jì)、信息、貿(mào)易、工業(yè)生產(chǎn)等很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，在農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有一定的應(yīng)用[8]，但是，在食品品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)方面運(yùn)用還較少[9-12]。由于食品品質(zhì)指標(biāo)多，而且往往相互之間的關(guān)聯(lián)度不大或者沒(méi)有規(guī)律，且同種食品的樣本數(shù)量不多，因此這些灰色關(guān)聯(lián)分析方法在進(jìn)行食品品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用中具有重要的意義。

作為全國(guó)油茶原生區(qū)和兩大中心產(chǎn)區(qū)之一，江西各地都有油茶林分布，現(xiàn)有油茶林面積近1200萬(wàn)畝，占林地面積近8%，油茶林面積和茶油產(chǎn)量均居全國(guó)第二，全省油茶主產(chǎn)地為：袁州區(qū)、豐城、永豐、玉山、新余、德興等縣(市、區(qū))[13]。本文在收集江西油茶主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)的綠色食品油茶籽油樣本，基于《綠色食品 食用植物油》(NY/T 751—2017)中特征品質(zhì)指標(biāo)的規(guī)定，對(duì)其相對(duì)密度、折光指數(shù)、碘值、皂化值、不皂化物、脂肪酸組分指標(biāo)進(jìn)行分析，并利用灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為后期江西油茶籽油的深入開(kāi)發(fā)、綠色發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 樣本選擇：收集江西不同主產(chǎn)地生產(chǎn)的11個(gè)精煉茶油樣本。

1.1.2 主要儀器和試劑

阿貝折射儀ZW型、7890B氣相色譜儀等，甲醇、正庚烷、甲苯、異辛烷為色譜純，其他試劑為分析純，水為Ⅰ級(jí)水，37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)方法

相對(duì)密度按照GB/T 5526—1985分析測(cè)試，折光指數(shù)按照GB/T 5527—2010分析測(cè)試，碘值按照GB/T 5532—2008分析測(cè)試，皂化值按照GB/T 5534—2008分析測(cè)試，不皂化物按照GB/T 5535.1—2008分析測(cè)試，脂肪酸組分按照GB 5009.168—2016分析測(cè)試。

1.2.2 統(tǒng)計(jì)分析方法

以EXCELL軟件作為計(jì)算工具，以灰色關(guān)聯(lián)度分析作為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法：第一步是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，設(shè)定參考數(shù)列，樣本值除以參考數(shù)列，進(jìn)行無(wú)量綱化，得到無(wú)量綱化數(shù)列；第二步計(jì)算各樣本數(shù)列與對(duì)應(yīng)參考數(shù)列的絕對(duì)差值，并得出最大和最小樣本絕對(duì)差值；第三步是計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)；第四步計(jì)算各樣本關(guān)聯(lián)系數(shù)的均值，由此就可計(jì)算出最終樣本的關(guān)聯(lián)度；第五步對(duì)各樣本的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排序，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 各特征指標(biāo)分析結(jié)果

對(duì)11個(gè)樣本8種特征指標(biāo)分析結(jié)果：相對(duì)密度0.913～0.918；折光指數(shù)1.460 3～1.463 6；碘值84～89 g/100 g；皂化值194.0～195.4 mg/g；不皂化物6.22～8.30 g/kg；飽和脂肪酸7.20%～10. 9%；油酸78.4%～84.8%；亞油酸7.90%～11.1%。各樣本特征指標(biāo)分析結(jié)果見(jiàn)表1。

分析結(jié)果表明，11個(gè)樣本各項(xiàng)特征指標(biāo)結(jié)果均符合NY/T 751—2017要求，具備申請(qǐng)綠色食品的產(chǎn)品品質(zhì)要求。樣品編號(hào)X3的碘值最高，其不飽和脂肪酸總量也最高，但是其多不飽和脂肪酸含量較低。多不飽和脂肪酸含量最高的為X10，含量達(dá)11.1%，但是其碘值和單不飽和脂肪酸(油酸)總量較低。由于樣本量少，且各特征指標(biāo)綜合在一起無(wú)特殊規(guī)律，通過(guò)分析測(cè)試結(jié)果難以直觀的去綜合評(píng)價(jià)樣本品質(zhì)的優(yōu)劣，因此需要使用灰色關(guān)聯(lián)度分析來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)判。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析[7,9]

灰色關(guān)聯(lián)度分析的核心是計(jì)算關(guān)聯(lián)度，運(yùn)用EXCELL軟件中函數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算[14]，方便快捷。

2.2.1 數(shù)據(jù)處理

2.2.1.1 設(shè)定參考數(shù)列。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度的分析原則，理論上，參考數(shù)列是最優(yōu)、最理想化的數(shù)列。考慮到NY/T 751—2017中不皂化物指標(biāo)為低于最高限量為合格，而飽和脂肪酸應(yīng)越小越能說(shuō)明油脂品質(zhì)越好，因此，參考數(shù)列以這兩項(xiàng)指標(biāo)的最低分析結(jié)果作為參考值，其他指標(biāo)均以各樣本分析結(jié)果最大值作為參考數(shù)列。設(shè)定的參考數(shù)列見(jiàn)表2。

2.2.1.2 對(duì)數(shù)列進(jìn)行無(wú)量綱化處理。不皂化物、飽和脂肪酸以參考數(shù)列除以各樣本相應(yīng)分析值，其他指標(biāo)均以各樣本分析值除以參考數(shù)列，得到無(wú)量綱化數(shù)列。各樣本數(shù)列無(wú)量綱化處理結(jié)果見(jiàn)表3。

表1 各樣本特征指標(biāo)分析結(jié)果

表2 設(shè)定的參考數(shù)列

表3 各樣本數(shù)列無(wú)量綱化處理結(jié)果

表4 各樣本關(guān)聯(lián)系數(shù)

2.2.2 計(jì)算絕對(duì)差值

以參考數(shù)列減去各樣本數(shù)列，得到各數(shù)列絕對(duì)差值，運(yùn)用Microsoft Excel軟件中函數(shù)獲取最大和最小絕對(duì)差值。

最小絕對(duì)差值：min(i) min(k)=|X0(k)-Xi(k)|

最大絕對(duì)差值：max(i) max(k)=|X0(k)-Xi(k)|

2.2.3 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

式中：ξi(k)表示每個(gè)樣本每個(gè)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，ρ為分辨系數(shù)，ρ∈[0,1]考慮到關(guān)聯(lián)度區(qū)間的分布影響，ρ取0.2[15]。

各樣本關(guān)聯(lián)系數(shù)見(jiàn)表4。

2.2.4 計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度

將每種油茶籽油的各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)取算術(shù)平均值，得到等權(quán)關(guān)聯(lián)度。

式中：R表示等權(quán)關(guān)聯(lián)度，n為每個(gè)樣本分析指標(biāo)數(shù)，n=8。

2.2.5 關(guān)聯(lián)度排序及綜合評(píng)價(jià)

將各樣本的灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排序，能后對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。實(shí)際樣本與參考樣本關(guān)聯(lián)度越高，說(shuō)明其綜合品質(zhì)越好，據(jù)此，各地油茶籽油樣本品質(zhì)排序：永豐>新余>樟樹(shù)>鷹潭龍虎山>袁州>德興(紅花)>遂川>玉山>三清山>豐城>德興(普通)，由此可見(jiàn)，永豐、新余、樟樹(shù)、鷹潭龍虎山和袁州五地的油茶籽油食用品質(zhì)最優(yōu)，其他地區(qū)油茶籽油的食用品質(zhì)次之。各樣本關(guān)聯(lián)度排序見(jiàn)表5。

表5 各樣本關(guān)聯(lián)度排序

3 結(jié)論

本試驗(yàn)運(yùn)用Microsoft Excel作為工具進(jìn)行數(shù)據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析油茶籽油的特征指標(biāo)并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，與其他研究不同的是考慮到油茶籽油不同特征指標(biāo)對(duì)油茶籽油品質(zhì)正、反向影響的效果，避免了只考慮對(duì)品質(zhì)單向影響因素的缺陷，從而能夠全面評(píng)價(jià)油茶籽油的品質(zhì)優(yōu)劣，今后也可以考慮運(yùn)用到油脂摻雜識(shí)別工作中。

本研究選出5個(gè)品質(zhì)較優(yōu)的不同地域生產(chǎn)的油茶籽油，分別是：永豐、新余、樟樹(shù)、鷹潭龍虎山和袁州。這些地域從地理空間分布上來(lái)看，主要分布在東經(jīng)114°～116°、北緯27°～28°附近。這為江西省今后油茶種植規(guī)劃提供一定的參考。