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基于智能感官和气质联用分析年份料酒
发布日期:2023-07-26
        料酒是一种以大米、水为主要原料酿造的低度酒,然后添加香辛料勾兑而成一种调味料。料酒主要应用在动物性原料中能去腥增香。市售料酒一般分为烹调料酒、姜葱料酒和年份料酒。本文拟利用密度计、色差仪、电子舌、电子鼻、气质联用仪(GC-MS)结合雷达图、主成分分析等方法分析烹调料酒和年份料酒在密度、可溶性固形物、色差、整体风味轮廓以及具体风味物质等维度上的差异。   
        一.样品与方法
         1.样品与耗材
         实验样品见表1。
表1 实验样品
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        2.仪器设备
        Astree电子舌、FOX4000型电子鼻、色差仪、密度计。
        3.电子舌检测
        在电子舌检测专用烧杯中倒入80mL样品,按序号放入自动进样器的2、4、6位,1、3、5位放装有85mL蒸馏水的专用烧杯。每个样品检测120s,清洗传感器120s。每个样品检测5次,取传感器后3次在100-120s之间的稳定值作为检测结果。
        4.电子鼻测定
        取样品2000μL置于10mL样品瓶中,密封,放入50℃顶空加热器,加热300s,用注射器吸取1000μL顶空瓶顶端的气体,注入电子鼻检测器。进样速度1000μL/s,数据采集时间120s,数据采集延迟180s,每个样品平行测试5次,取后3次传感器在120s时获得的稳定信号进行分析。
        二.结果与分析
        1.密度、可溶性固形物、色差
         3个样品的密度差异极小,可溶性固形物的含量随着陈酿时间的延长而有所增加。
        B,C相对于A来讲,总色差较大。这可能是料酒在陈酿过程中由于美拉德反应以及其他一些褐变引起颜色变深。
         2.电子舌、电子鼻检测
         (1)电子舌酸、咸、鲜味强度比较
          电子舌AHS(酸)、CTS(咸)和NMS(鲜)专一性传感器检测到的样品酸、咸和鲜味的强度值见图1。
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图1 电子舌检测酸、鲜、咸味强度比较
       实验采用AlphaMOS电子舌第六套传感器,该套传感器包括AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS共7根传感器,选择Ag/AgCl作为参比电极。该套传感器对酸、咸、鲜具有专一性识别;对甜味、苦味、涩味、辣味等其他滋味无法直接获得强度值,需结合标准品实现。通过传感器获得的数据结合AlphaMOS电子舌分析软件,能够获得样品在0-12之间的酸、咸和鲜味的相对强度值。利用强度值可对样品在酸、咸和鲜味维度上进行滋味强度排序。图1中,样品C的酸味最强,其次为A,最弱的为B;样品B的咸味最强,其次为A,C最弱;样品B的鲜味最强,其次为A,最弱的为C。仅从酸、咸和鲜维度推测,A,B样品在滋味上应该比较接近,可能与C有一定的差异。
        (2)电子鼻分析
        电子鼻后3次检测结果的平均值,制作的雷达图见图2。
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图2 电子鼻检测雷达图
       由图2可知,3个样品在传感器P30/2、P40/2、P30/1、PA/2、T70/2、P40/1、P10/2、P10/1、T30/1上差异很小。A,B样品在T40/2、T40/1、TA/2型传感器上差异小,且与C样品差异大,说明A,B中对T40/2、T40/1、TA/2传感器敏感的物质大致相同,但与C样品中相关物质差异大。T40/2、T40/1、TA/2传感器对氧化能力强的气体和有机化合物敏感。可以推测A,B在整体气味轮廓上比较接近,而与C有一定差异。
       (3)电子舌和电子鼻传感器数据融合主成分分析
       将电子舌和电子鼻传感器数据联用、融合,可以同时从滋味和气味维度来评价样品的整体风味轮廓,获得食品滋味和气味的综合信息。电子舌和电子鼻数据融合的方法包括原始数据直接融合法、特征值提取后联用法和分别建模后重组有效信息法。本文采用原始数据直接融合法。电子舌和电子鼻检测的原始数据融合后进行的主成分分析见图3。
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图3 电子舌和电子鼻数据融合主成分分析
        由图3可知,PC1和PC2分别为80.67%和14.81%,累积为95.48%,说明融合后的数据在降维时,样品的主要信息被有效保留。C,A,B分别分布在第一、二和三象限。图中A,B的差异主要来源于PC2,C与A,B的差异主要来源于PC1。有研究表明,如果PC1与PC2差异大,样品差异主要体现在PC1上,则样品差异大;如果样品差异体现在PC2上,则差异小,相似度高。由此可知,A,B的相似度高,C与A,B的差异大。6年陈酿的料酒(C)与烹调料酒(A)和3年陈酿的料酒(B)差异大;烹调料酒(A)与3年陈酿的料酒(B)有差异,但差异较小。
      (4)GC-MS分析
     3个样品共检测到28种挥发性物质,A,B,C分别检测到25,21,19种。A,B,C分别检测到醇类物质10,8,9种;酯类物质10,8,5种;酸类物质2,1,2种;其他物质3,4,3种。醇类物质和酯类物质是3种料酒的主要挥发性物质。醇类物质含量由高到低分别是B>C>A。酯类物质含量随着陈酿年限的延长呈递增趋势。
     3个样品共有醇类物质8种。共有物质丙硫醇、异丁醇、异戊醇、1-戊醇、2-甲基丁醇的相对含量均在1%以上。酯类物质是3个样品中含量最高的一类物质,共有物质5种,分别为甲酸乙烯酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯异丁酸乙酯和β-丁内酯。乙醇酸是C样品中检测到的独有物质,其含量为5.581%,它的存在可能是6年陈酿的料酒偏酸的原因。
       三.结论
      本文利用密度计、色差仪、电子舌、电子鼻、气质联用仪结合雷达图、主成分分析等方法分析烹调料酒(A)、3年陈酿料酒(B)和6年陈酿料酒(C)在密度、可溶性固形物、色差、整体风味轮廓上以及具体风味物质等维度的差异。实验结果显示:不同年份的料酒密度差异小,可溶性固形物含量与陈酿年限呈正相关。料酒陈酿年限越长,颜色越深。电子舌和电子鼻数据融合主成分分析表明,A,B在整体风味轮廓较为相似,与C差异较大。气质联用分析表明,3个样品共检测到28种挥发性物质;A,B,C分别检测到25,21,19种,相对含量分别为72.858%、84.200%和83.893%;醇类物质和酯类物质是3种料酒的主要挥发性物质,醇类物质含量由高到低分别是B>C>A;酯类物质含量依据陈酿年限不同呈递增关系。甲酸乙烯酯、乙酸乙酯和异丁醇可能是3个样品的主要挥发性物质;酯类物质、酸类物质可能是不同陈酿年限料酒挥发性物质差异的主要来源。
      参考文献:邢俊超,王鹏,韩颖等.基于智能感官和气质联用分析年份料酒[J].中国调味品,2022,47(02):160-164+168.
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