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基於電子舌對27份宮保雞丁樣品進行味覺品質分析

2021-08-17 22:53:37 來源:

　　基於電子舌對27份宮保雞丁樣品
　　進行味覺品質分析
　　汪長鋼l，賈紅亮1，潘 妍1，於佳宏2
　　（1北京農業職業學院，北京 102442;2 威海海洋職業學院，山東威海 264300）
　　基金項目;北京農業職業學院院級課題"電子舌在菜肴工業化中的可行性研究"（XY-YF-16-26）;特色高水平院校建設項目-打造技術創新平台-食品營養與安全應用技術協同創新中心（PXM2021 157102 00005）。
　　作者簡介∶汪長鋼（1986—），男，漢族，安徽宣城人，碩士，副教授。研究方向∶食品加工及食品檢測相關。
　　摘 要∶實驗通過電子舌對27份宮保雞丁樣品進行味覺測定，對測定的數據采用相關性分析、主成分分析找出其中影響宮保雞丁味覺質量的指標。 實驗發現苦味是27份樣品差異最大的味覺參數，相關性分析發現苦味和苦味回味極其相關，甜味與苦味、苦味回味顯著相關，澀味和澀味回味顯著相關，鮮味和酸味顯著不相關。結果表明，4個主要成分能夠表達宮保雞丁的味覺指標信息，主成分PC1、PC2的方差貢獻率分別達到 45.7??18.6??影響PC1的味覺依次苦味、酸味、苦味回味、甜味、豐富性，這些味覺指標決定了宮保雞丁的味覺品質。
　　關鍵詞∶電子舌;主成分分析;相關性分析;宮保雞丁
　　電子舌由人工脂膜傳感器陣列、模式識別係統、數字信 號釆集係統3大部分組成。電子舌通過3大係統模擬人舌作 用，對檢測樣品進行識別、分析，利用多元統計方法對所得 檢測數據進行分析處理，最終對檢測樣品進行分析和評價。 人工脂膜傳感器可以檢測待測樣品溶液的酸、甜、苦、鹹、 鮮及後味，檢測結果呈現數字信號，電子舌也是近些年快速 發展得到應用的食品分析檢測儀器'岡。
　　目前，電子舌分析技術已被廣泛應用到食品技術領域。 可以被用來輔助新食品的研發、食品質量的控製、食品的溯 源。市場上已被應用且評價不錯的設備有法國Alpha MOS 電子舌和日本Insent電子舌。其中日本Insent公司的電子舌 被研究工作者應用到啤酒、日本米酒、液體乳等多種食品的 品質分析電子舌還可以被用做飲料的辨別、植物油的 識別、茶葉品質評價、肉類和牛乳等品質區分以及食源性致 病菌和農藥的定性定量分析戸叫除此之外電子舌技術還能 夠快速區分雞肉品質等級和品質，被看作是雞肉品質評價的 重要手段，證明電子舌在肉製品加工中的應用潛力
　　中國烹飪源遠流長，曆史悠久，已形成獨有的餐飲文化。 隨著餐飲業的發展，對菜肴工業化的需求越來越大。菜肴工 業化中菜品的研發又是重中之重，研發中感官評價目前依靠 人的舌頭品嚐，人舌感官評價受許多種因素影響，使感官評 價的判斷結果並不穩定，時有誤差。隨著電子舌分析技術的 成熟，將其用到菜肴的研發和生產中，必定會對菜肴工業化 生產有積極作用，為人們規範菜肴味覺標準提供科學依據。 電子舌分析檢測技術在很多領域被運用，但尚未在菜肴的味 覺分析中運用麵。電子舌利用其味覺分析的優勢，可以改變 通過舌頭對味覺辨別以及對味道喜好的評價方法。電子舌對 菜肴不同味道的測試，進而獲得數據，對數據進行主成分分 析及相關性分析處理，從而評判菜肴等級。電子舌還可以被 大型酒店、餐飲連鎖店對菜肴味道的監測和調節味型，可以 替代傳統的菜肴調味技術，從而實現菜肴成品味覺的標準 化。將電子舌運用於中式菜肴加工，對菜肴標準化、工業化 發展具有重要的現實意義葉坷。
　　本文通過電子舌對27個宮保雞丁樣品進行味覺指標分 析，找到味覺指標中各個指標間的相互關係，並確定不同菜 肴差異顯著的指標。然後通過主成分分析找到影響宮保雞丁 味覺的主要味覺參數，並驗證電子舌對宮保雞丁味覺測定的 可行性。
　　1材料與方法
　　1.1材料與儀器
　　1.1.1材料
　　宮保雞丁，從本地區27個不同飯店取樣，並記錄為 1〜27號樣品，樣品不冷藏不冷凍，3 h內製備成待測試樣。
　　試劑：Reference溶液(人工唾液/參比溶液)：氯化鉀 +酒石酸；負極清洗液：水+乙醇+鹽酸；正極清洗液：氯 化鉀+水+乙醇+氫氧化鉀，均來自日本INSENT公司。 1.1.2儀器設備
　　日本 INSENT 公司 TS-5000Z 電子舌、Eppendorf 5920 R高速大容量冷凍離心機。
　　1.2試驗方法
　　1.2.1樣品的製備方法
　　宮保雞丁樣品溶液的製備：①將成品菜放入打漿機中 打碎；②用天平準確稱取樣品10.00 g放入燒杯中；③加入 200 mL蒸餡水，蓋上玻璃蓋，放在電爐上煮沸，煮沸後， 計時2 min取下；④對樣品液進行過濾，濾液收集到錐形瓶 中；⑤用吸量管吸取50 mL濾液到離心管中，記錄剩餘濾 液數；⑥對樣品液離心管用蒸餡水進行配平；⑦將離心管放 入離心機中進行離心，10 000 r/min,持續15 min；⑧離心完成後，將樣品液過45卬n水係濾膜，取濾液10 mL用蒸 偏水稀釋到200 mL,標記樣品待檢測。
　　1.2.2試驗設計
　　試驗選取宮保雞丁作為試驗菜肴，因其在中餐中具有代 表性，製作過程添加調料較多，味覺較為豐富。人們對不同 餐館相同菜肴的評判標準基本是好吃或不好吃，而量化判斷 無從下手，試驗試圖通過味覺指標來判斷菜肴好壞。
　　電子舌測定原理：電子舌首先測定參比溶液的電勢阡 作為基準電勢；然後測定樣品的電勢壞；用參比溶液清 洗；再次測試參比溶液電勢皿*進行回味測定；用專用洗淨 溶液徹底清洗傳感器。試驗能測出9種味覺指標，分別是 酸味(Sourness)、甜味(Swee妹ess)、苦味(8z說emess)、 鹹味(Saltiness)、鮮(Umami)、豐富性(Richness)、 澀味(^stringency)、苦味回味(4徊〃asteM)和澀味回味 {Aftertaste-A )。
　　1.2.3數據統計與分析
　　采用Excel2016進行數據整理，比較不同味覺指標的相 對強度。並通過RStudio軟件進行相關性分析(Correlation Analysis, CA)和主成分分析(Principalcomponent Analysis, PCA)篩選核心宮保雞丁核心味覺指標。
　　2結果與分析
　　2.1不同宮保雞丁樣品味覺指標相對強度
　　將製備的27份宮保雞丁樣品用電子舌進行分析，分別 測出9種味覺指標。將得到的數據用Excel2016繪製箱線圖 (見圖1),並剔除其中的異常值。由圖1可知，27份樣品 測試後，差異性最大的為苦味，其次為甜味、酸味、苦味回味、 鹹味，澀味、澀味回味和鮮味差別不大。電子舌技術指標顯 示，測定的相對強度指標大於1時能夠被感官評定識別出來， 表明27份樣品在被品嚐時苦味、酸味、甜味的差別能夠感 知出來。由圖1可知，苦味差別非常顯著，不同的烹飪工藝中， 苦味差異最明顯。
　　2.2基於宮保雞丁味覺指標的相關性分析
　　用RStudio軟件對27份樣品的味覺指標進行Pearson相 關性分析，並繪製熱圖。從圖2可以看出各味覺指標的相關 性，相關性的數字來表示，其中1表示顯著相關，0表示完 全不相關。結果表明苦味和苦味回味極其相關，甜味與苦 味、苦味回味顯著相關，澀味和澀味回味顯著相關，鮮味和 酸味顯著不相關。在製作菜肴時顯著相關的味覺指應相結合 考慮。
　　2.3宮保雞丁味覺指標的主成分分析
　　通過RStudio軟件中factoextra安裝包對實驗中的數據 進行主成分分析並繪圖，主成分分析法是一種簡化數據集的 方法，其通過線性變化來減小相關多維變量的維數。通過構 造適當的值函數，低維係統進一步轉換為一維係統。此變換 將數據轉換為新的坐標係，以便任何數據投影的第一個大方 差在第一個坐標上(稱為第一個在主成分上)，第二個大方 差在第二個坐標上(在第二個主成分上)。主成分分析通常用 於減少數據集的維數，同時保持對數據集貢獻最大差異的 特征。
　　由圖3可知，主成分分析的結果顯示，4個主要成分基 本能反應宮保雞丁的味覺指標信息，其累積方差貢獻率超 過80%。結果中主成分FC1、FC2的方差貢獻率分別達到 45.7%、18.6%o
　　圖4直觀的展示了宮保雞丁各味覺指標在主成分PC1 和FC2中的分布情況。顏色的差異代表了各味覺指標對 PCX的貢獻率大小，越接近圓周線的貢獻率越大。貢獻率大 小依次為苦味、酸味、苦味回味、甜味、豐富性等。其次載 荷圖中各指標的向量解釋了相互之間的關係。苦味及苦味回 味、澀味和澀味回味正相關。甜味和酸味、鹹味負相關。
　　試著用載荷圖去解釋味覺的增強、相消作用。味覺相消 作用，有經驗的廚師在製作菜肴時，如果烹調過酸或過鹹時, 適當的加點糖，能對酸和鹹進行減弱。由於甜和酸、鹹呈負 相關，有味覺增強的作用，在鹹味菜肴中加少量的食醋，就 可以使菜肴鹹味增強。
　　從圖5可以看出，除了 16號和17號樣品、18號和21號樣品有部分重疊外，其他樣品均能很好鑒定分離出。說明取樣 的宮保雞丁味覺指標能通過電子舌很好的區分。通過主成分分 析發現，樣品被很好的分成了 3類。這可能跟宮保雞丁做法有 關，這也說明釆樣的27份宮保雞丁釆取了 3種烹飪方法。
　　3結論
　　中式菜肴在全國範圍內種類繁多，“八大菜係”聲名遠洋。 近些年關於中式菜肴的創新、標準化生產發展迅速。中式菜 肴的工業化、標準化生產被廣泛研究。標準化不僅涉及到生 產工藝，還有產品質量檢驗。但長期以來中式菜肴的味覺質 量檢驗都通過品評員的口進行評判，人有主觀、易疲勞等弱 點。所以創新中式菜肴味覺質量的檢驗方法非常重要。
　　本研究通過電子舌測定房山地區27家飯店所做宮保雞 丁的9種味覺指標。測定的數據通過相關性分析和主成分分 析，進行描述性的統計。從相關性分析發現苦味和苦味回味 極其相關，甜味與苦味、苦味回味顯著相關，澀味和澀味回 味顯著相關，鮮味和酸味顯著不相關，這些特點在主成分分 析的載荷圖中也得到證實。其次通過主成分的載荷圖發現傳 統的一些烹飪手法，如菜肴過鹹或過酸，可以通過加糖解決, 這是理論層麵首次驗證這些經驗。最後通過主成分散點圖， 發現電子舌能很好地區分27份宮保雞丁樣品，所以用電子 舌來評判宮保雞丁的味覺質量是可行的。實驗尚有待完善的 地方，即實驗沒有進行感官實驗，如果能將感官實驗評判出 大眾好吃的與電子測定味覺進行比較，能得出更有價值的信 息。菜肴的味覺質量不簡單是數據，而是能讓人感到舒服愉 悅的一種狀態。
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