基于電子鼻評價中國李種質資源果實氣味---德國AIRSENSE電子鼻

摘要：【背景】李是全球分布和栽培較廣泛的果樹之一，中國李（Prunus salicina L.）起源于中國，美麗、芳香、多汁且營養豐富，具有十分突出的遺傳異質性和果實性狀多樣性。近年來，人們對李果實氣味的感官品質要求不斷提高，育種者也越來越重視鑒定和篩選具有特殊氣味的種質。果實氣味的常規檢測方法存在預處理過程復雜、測試成本高、操作技術要求高等問題。此外，這些方法缺乏快速響應和高檢測速度的優勢，也難以實現無損檢測，從而無法準確模擬消費者的嗅覺感受。【目的】利用電子鼻技術對中國李種質資源的氣味構成開展多樣性評價，為我國李育種研究和生產實踐提供重要的材料和數據支撐。【方法】通過電子鼻技術，利用10個氣味傳感器對94份中國李種質資源的果實不同氣味進行鑒定，并根據K-means聚類結果進行分組評價。【結果】整體上不同氣味通道之間存在明顯的差異。其中，W1W的氣味響應值最大，而W1C的氣味響應值最小。此外，針對不同氣味通道的方差分析發現，W1W的氣味響應值離散程度最高，W5S次之，W1C、W3C、W5C和W3S的離散程度則較低且分布相對集中。94份中國李果實的氣味數據通過K-means聚類分析被劃分為6個組，每個分組代表了具有特定氣味特征的李果實。分組1為富含芳香烷烴成分的李種質，分組2為富含乙醇類和氮氧化物類成分的李種質，分組3為缺乏氫氣類成分的李種質，分組4是含有中等量氫氣類和芳香烷烴類成分的李種質，分組5為芳香烷烴類成分較低的李種質，而分組6則是硫化氫類成分含量較高的李種質。這些分組為中國李果實的氣味成分和感官品質進一步研究提供了重要線索。各分組間不同氣味的最大響應值、最小響應值、中位數存在顯著差異。進一步的相關性分析發現，部分氣味間存在著顯著的正相關或負相關關系。采用主成分分析（PCA）、線性判別分析（LDA）、均勻流形近似和投影（UMAP）3種方法對氣味數據進行降維和可視化分析，結果顯示這些方法可以不同程度地區分供試李種質并對應其聚類分組結果，在特征提取和數據可視化方面具有不同程度的優勢和劣勢。根據特定氣味物質敏感性的研究，篩選出了一批氣味性狀突出的李資源，包括‘五香李’‘早熟李’‘李水紅’‘龍南李’和‘香蕉李（復縣）’。【結論】本研究利用電子鼻技術對中國李種質資源的氣味構成和分布進行了分析，揭示了果實氣味中W1W、W1S和W5S的響應值較高，這些通道主要對硫化氫類、甲烷類和氮氧化物類揮發性物質敏感。6組中國李具有不同的氣味特征，分組6與其他組之間的平均值差異顯著，表明分組6在這些響應值方面具有不同的特征。 

關鍵詞：中國李;種質資源;電子鼻;氣味分析;K-means聚類;