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电子舌技术对市售不同品牌方便面调料的滋味识别
发布日期:2023-08-08
        为了对市售方便面调料的滋味品质进行评价,从市场上购买3个不同品牌的3种口味的方便面样品,采用电子舌技术和多元统计方法相结合的手段对方便面调味粉包、酱包、粉包和酱包混合后的滋味品质进行了评价分析。
        材料与方法
        材料
        3个品牌(品牌 A,品牌B,品牌 C)的香菇炖鸡味、番茄牛腩味和红烧牛肉味方便面:市售。
        仪器
        电子舌 法国Alpha MOS公司;电 子 天 平 南京汤姆斯衡器有限公司;TD5W-WS台式 离 心 机 上海卢湘仪离心机仪器有限公司;SBH-Ⅲ循环水式多用真空泵 郑州长城科工贸有限公司;玻璃砂芯过滤装置 广州市晟科贸易有限公司。
        方法
        样品准备
        准确称量6g粉包、8g酱包、6g粉包和8g酱包样品, 分别溶解于400 mL热水中,4000r/min离心20min, 冷却至室温, 先用纱布过滤, 再用普通滤纸抽滤,最后用0.45μm滤膜砂芯抽滤, 取滤液备用。
        电子舌分析
        本试验采用法国α-ASTREE电子舌系统, 配有ZZ, JE, BB, CA, GA, HA, JB共7个传感器, 它们对样品的鲜、咸、酸、甜和苦味敏感。电子舌使用前对传感器进行活化、校准和诊断, 然后取80mL方便面调料滤液按顺序放入125mL电子舌烧杯中。电子舌参数:采样时间120s, 清洗时间10s, 采集周期1s, 搅拌速率3r/s, 平行检测3次。
        数据处理
        测试数据用电子舌自带软件进行处理。 采 用PCA 法对样品进 行 辨 识 分 类,采 用 DFA 对模 型 进 行验证分析。PCA 可 以将传感器采集的信息进行数据转换及降维,并对降维后的特征向量进行线性分类,得到一组新的数轴来捕捉整个数据集间的最大差异。DFA 是一种通过重新组合传感器数据进而优化区分性的分类技术,它可以使组间距离最大的同时保证组内差异最小,能够用于样品的定性判别分析。
        结果与讨论
        电子舌对方便面调味粉包的响应信号曲线
        品牌 香菇炖鸡味方便面调味粉包的响应信号 曲线见图
图1
电子舌传感器对方便面调味粉包的响应信号曲线
        由图1可知,每根传感器对同一方便面调味粉包的响 应 强 度。传 感 器 HA 的响 应 信 号 值 最 大,传 感器 GA的响应信 号 值 最 小,各 个 传 感 器 的 响 应 强 度 顺序为 HA>ZZ>CA>BB>JE>JB>GA。在0~20s内,传感器响应强度发生显著变化,20~30s内传感器响应强度上升缓慢,30s后传感器响应强度趋于平衡,说明电子舌在分析方便面调料样品时具有较好的稳定性,选取每个传感器的120s数值进行分析。
        电子舌对方便面调味粉包的雷达指纹图谱
        3种不同品牌(品牌 A、品牌 B、品牌 C)香菇炖鸡味方便面调味粉包的雷达指纹图谱见图2。
图2
电子舌传感器对方便面调味粉包的雷达指纹图谱
        由图可知方便面调味粉包在 ZZCAHAJB 传感器上的响应强度存在显著差异JEBBGA 感器上的响应强度无显著差异说明所测定的香菇炖 鸡味方便面调味粉包在种味觉属性鲜味咸味甜味苦味上均具有差异其中鲜味和酸味上差异显著在咸味甜味和苦味上差异不显著由以上分析可知雷达指纹图谱可以辨别不同品牌方便面调料子舌是辨别不同品牌方便面调料的有效工具
        电子舌对方便面调料的 PCA 分析
        电子舌对香菇炖鸡味方便面调料的 PCA 分析种不同品牌香菇炖鸡味方便面调味粉包粉包和酱包混合后的风味进行电子舌检测对电子舌传感器响应值进行 PCA 分析其结果见图
图3
        电子舌对种不同品牌香菇炖鸡味方便面调味粉包的 PCA 分析图
图4
电子舌对种不同品牌香菇炖鸡味方便面 调味酱包的 PCA 分析图
图5
电子舌对种不同品牌香菇炖鸡味方便面调料混合后的 PCA 分析图
        由图 可 知PC1 PC2 的 贡 献 率 分 别 为 98.525%1.131%累积贡献率达99.656%判别指 DI=84区分度高由图可知PC1PC2的贡 献率 分 别 为 94.148% 4.495%累 积 贡 献 率 达 98.643%判别指数 DI=88区分度比粉包高由图可知PC1PC2的贡献率分别为94.400%4.935%累积贡献率达99.335%判别指数 DI=94区分度比 粉包和酱包 高上述图中每个多边形代表每种样 品的整体特性相互连接的个记号点分别代表此样 品的个 重复样品每个多边形之间的距离代表每种品之间的 整 体 差 异 性上 述 数 据 表 明 PC1PC2基本包含了原始数据的大多数信息能够反映样品的整体信息PCA 分析图中不同品牌的方便面调料明显分为个区域相互间互不干扰表明电子舌对不同品牌香菇炖鸡味方便面调料具有良好的区分效果为电子舌定性系统的建立提供了可能
        电子舌对番茄牛腩味方便面调料的 PCA 分析
        种不同品牌番茄牛腩味方便面调味粉包粉包和酱 包 混 合 后 的 风 味 进 行 电 子 舌 检 测采 用PCA 法对采集到的数据进行分析其结果见图
图6
电子舌对种不同品牌番茄牛腩味方便面调味粉包的 PCA 分析图
图7
电子舌对种不同品牌番茄牛腩味方便面调味酱包的 PCA 分析图
图8
电子舌对种不同品牌番茄牛腩味方便面调料混合后的 PCA 分析图
        由图可知PC1PC2的贡献率分别为90.486% 6.636%累积贡 献 率 达97.122%判别 指 数 DI= 94区分度高由 图可 知PC1PC2的贡 献 率 分 别为99.216%0.547%累积 贡 献 率 达99.763%判别指数 DI=87区分度比粉包低由图可知PC1 PC2的贡献率分别为95.933%2.688%累积贡 献率达98.621%判别指数 DI=93区分度比酱包高上述 PC1PC2的累 计 贡 献 率 均 大 于85%这说 明 PC1PC2已经包含了很大的信息量能够反映样品 的整体信息个品牌的方便面调料明显分为区域相互间互不干扰表明电子舌结合 PCA 分析能 够辨别不同品牌番茄牛腩味方便面调料
        电子舌对红烧牛肉味方便面调料的 PCA 分析
        种不同品牌红烧牛肉味方便面调味粉包粉包和酱包混合后的风味进行电子舌检测对电子 舌传 感 器 响 应 值 进 行 PCA 分 析其 结 果 见 图 11
图9
电子舌对种不同品牌红烧牛肉味方便面调味粉包的 PCA 分析图
图10
10 电子舌对种不同品牌红烧牛肉味方便面调味酱包的 PCA 分析图
图11
11 电子舌对种不同品牌红烧牛肉味方便面调料混合后的 PCA 分析图
        由图可知PC1PC2的贡献率分别为94.655% 5.036%累积贡 献 率 达99.691%区别 指 数 DI= 89由 图 10 可 知PC1 PC2 的 贡 献 率 分 别 为 94.544%4.792%累积贡献率达99.336%区别指 DI=89区分度高由图11可知PC1PC2的贡 献率 分 别 为 98.47% 1.386%累 积 贡 献 率 达 99.856%区别指数 DI=97区分度比粉包和酱包高可以看出不同品牌红烧牛肉味方便面调料的主成分 得分值不仅有各自特定的分布区域而且得分值的分 布 较 为 密 集PC1 PC2 均保持了原始数据大于99%的信息量说明电子舌可实现对不同品牌红烧牛肉味方便面调料混合后的辨别
        电子舌对方便面调味的 DFA 分析
        电子舌对香菇炖鸡味方便面调料的 DFA分析
        种不同品牌香菇炖鸡味方便面调味粉包酱包粉包和酱包混合后的风味进行电子舌检测对电子舌传感器响应值进行DFA分析其结果见图1214
图11
12 电子舌对种不同品牌香菇炖鸡味方便面调料粉包的 DFA 分析图
图13
13 电子舌对种不同品牌香菇炖鸡味方便面调料酱包的 DFA 分析图
图14
14 电子舌对种不同品牌香菇炖鸡味方便面调料混合后的 DFA 分析图
        图1可 知DF1 DF2 的 贡 献 率 分 别 为 98.423%1.577%累积 贡 献 率 达100%由图 13 可知DF1 DF2 的 贡 献 率 分 别 为 86.048% 13.952%累积 贡 献 率 达 100%由 图 14 可 知DF1 DF2的贡献 率 分 别 为83.883%16.117%累积 贡献率达100%个主 成 分 包 含 了 原 始 数 据 的 全 部信息PCA 分析图相 比DFA 分析 图 中 样 品 分 布 更 集 中离 散 度 更 小样 品 间 的 区 别 更 显 著。PCA 分析DFA 分析均能将样品显著地区分开并且 DFA 区分效果更好表明电子舌有足够的灵敏度区分这些不同品牌香菇炖鸡味方便面调料
        电子舌对番茄牛腩味方便面调料的DFA分析
        种不同品牌番茄牛腩味方便面调味粉包粉包和酱包混合后的风味进行电子舌检测对电子舌传 感 器 响 应 值 进 行 DFA 分 析其 结 果 见 图 1517
图15
15 电子舌对种不同品牌番茄牛腩味方便面调料粉包的 DFA 分析图
吐16
16 电子舌对种不同品牌番茄牛腩味方便面调料酱包的 DFA 分析图
吐17
17 电子舌对种不同品牌番茄牛腩味方便面调料混合后的 DFA 分析图
        由图15可知DF1DF2的贡献率分别为86.525%13.475%累 积 贡 献 率 达 100%由 图 16 可 知DF1DF2的贡献率分别为99.79%0.21%累积 贡献率达100%由图17可知DF1DF2的贡献率 分别为97.283%2.717%累积贡献率达100%个主成分包含了原始数据的全部信息DFA 分析图中样品的主成分得分值均落在互不干扰的区域内说明通过电子舌测定可实现不同品牌番茄牛腩味方便面调料的识别而且电子舌数据采用DFA分析比PCA分析能更好 区分不同品牌番茄牛腩味方便面调料
        电子舌对红烧牛肉味方便面调料的DFA分析
        种不同品牌红烧牛肉味方便面调味粉包酱包粉包和酱包混合后的风味进行电子舌检测对电子舌传感器响应值进行DFA分析其结果见图1820
图18
18 电子舌对种不同品牌红烧牛肉味方便面调料粉包的 DFA 分析图
图19
19 电子舌对种不同品牌红烧牛肉味方便面调料酱包的 DFA 分析图
图20
20 电子舌对种不同品牌红烧牛肉味方便面调料混合后的 DFA 分析图
        由图18可知DF1DF2的贡献率分别为96.98% 3.02%累积 贡 献 率 达100%由图19可知DFDF2的贡献 率 分 别 为80.532%19.468%累积 贡献率达100%由图20可知DF1DF2的贡献率 分别为89.152%10.848%累积 贡 献 率 达100%前两个主成分已能很好地反映原来多指标的信息DFA 法能够更好地区分种红烧牛肉味方便面调 料之间 的 差 异表 明 电 子 舌 技 术 结 合 DFA 法可 以 准 确地区分不同品牌的红烧牛肉味方便面调料
        结   论
        电子舌技术是一种新型味觉分析检测技术它操 作简便检测时间短速度快重复性好本文以不同品牌不同口味方便面调料为研究对象应用电子舌技术对调料的味感特征进行分析对所得数据进行PCA 分析 和 DFA 分 析结 果 表 明PCA 法 和 DFA法都能将不同样品显著区分开并 且 DFA 法区 分 效果好于 PCA 说明电子舌结合多元统计分析方法具有辨别不同品牌方便面调料的能力可用于不同品牌方便面调料的种类辨别和品质评价
        为了研究不同品牌不同口味的方便面调料之间的差可以使用气相色谱质谱联用仪gaschromatographymassspectrometryGCMS检测 样 品 中 醇 类酸 类醛类酮类烯烃类等物质的含量并与电子舌技术相结合分析样品之间的差异为方便面调料种类的辨别提供方法和依据为企业控制方便面调料的品质提供理论指导
        参考文献:申慧珊,张国权,夏天雨等.电子舌技术对市售不同品牌方便面调料的滋味识别[J].中国调味品,2018,43(09):134-139+159.
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