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电子舌在酱油调配中的应用
发布日期:2023-09-20
        酱油的滋味特点以鲜为主,咸、甜为辅,此外有一定的酸味、苦味、,原料配方,生产工艺、微生物作用等都是影响酱油滋味形成的重要因素,呈味物质的种类、数量在很大程度上会决定酱油滋味品质的优劣。
        电子舌传感器具有较强的专一性,即传感器仅对相应呈味物质敏感,对其他物质的电响应很微弱,例如苦味传感器对MSG很难产生响应,因此,可利用该仪器探究酱油体系中滋味的相互作用,在灵敏度、便捷度上具有一定的优越性。
        不同浓度MSG对酱油滋味的影响
酱油滋味1
酱油滋味2
        图4-5为添加不同浓度MSG的酱油(无添加)的电子舌测定结果,由图可见鲜味变化对其他味感的影响。酸味对鲜味变化较为敏感,总体而言酱油中鲜味对酸味有一定的缓冲作用。
        苦味随着鲜味的增强先升高后降低,总体而言苦味值约提升了0.43分。鲜味物质对苦味的作用规律较为复杂,对不同苦味物质具有不同作用效果,因此酱油苦味的提升可能是由于MSG与苦味氨基酸的共同作用导致。丰度与鲜味并不呈线性相关,只是相对于较低MSG浓度而言,中高浓度下酱油丰度约提升0.13分。因此可得,适当添加MSG提鲜在降低酸味、中和咸度方面是有益的。
        不同浓度NaCI对酱油滋味的影响
酱油滋味3
        图4-6为酱油在不同咸度下的味感变化。由图可见,氯化钠在低浓度时,酸味、苦味无明显变化,当氯化钠浓度升至0.60留100mL后,酸味和苦味开始增强,提升值分别为0.83, 0.24。氯化钠在中高浓度时,丰度提升约0.25分,说明咸味在一定范围内能够促进鲜味回味的增强。酱油甜味在很大程度上受到了咸味的抑制,总体降低了约3.49分,但随着咸味的增强,抑制效果有减缓的趋势。研究表明,咸味在低强度时促进甜度、高强度时抑制甜度,但在酱油体系中,由于样品本身己具有较强咸味,故添加氯化钠后不会对甜味产生促进作用。因此在调配酱油时,要注意盐的添加量,否则会使一些缺陷型指标例如酸味、苦味提高,还会降低甜味。
       不同浓度蔗糖对酱油滋味的影响
酱油滋味4
酱油滋味5
 
        图4-7为酱油样品6个滋味指标在不同糖浓度下的变化情况。总体而言,相对于添加MSG, NaCI的情况,糖浓度提升后,各滋味指标相应变化较小。原因可能是,在酱油中,鲜味、咸味的强度过高,甜味在滋味体系中并不占主导地位,且会受到一定抑制作用,因而在相同的浓度范围内甜味提升较慢,与其他味感的相互作用也相对较弱。
       电子舌信号的主成分分析
        将上述3种不同处理后的酱油电子舌结果综合后进行主成分分析,如表4-7所示,前两个主成分贡献率达到81.101%,且特征值大于1,可综合反映原始数据的大部分信息,因此确定提取前2个主成分作PCA图。
酱油滋味6
        由PCA图(图4-8a)可见,分别添加MSG, NaCI,糖的酱油在滋味特点上产生了明显的差异,在图中呈现出不同的分布趋势,且有一定的规律性。添加了不同浓度MSG的酱油由于鲜味的显著提升,沿着横轴正向分布;不同浓度NaCI处理后的酱油由于咸度提升,沿着纵轴正向分布;而添加了不同浓度蔗糖的酱油则表现出了与加盐酱油相反的分布规律,随着甜味的增强,样本的纵坐标降低。结合因子载荷图(图4-8b )分析不同滋味特性,酸味、鲜味、苦味与第一主成分相关,其中,酸味与PC1呈负相关,鲜味、苦味与PC1呈正相关;咸味、甜味与第二主成分相关,分别呈正、负相关;而丰度由于受各种味感的多方面影响,因而在图中分布接近中心点。
酱油滋味7
酱油滋味8
        综上可知,虽然传感器有较强专一性,只对相应滋味物质产生电响应,但滋味之间的相互作用会使其他味感产生变化从而刺激其他传感器作出反应。在较低浓度范围内,人的感官无法对这些变化作出较为灵敏的判断,且工作而电子舌检测在这方面则具有更大优势,有利于反映酱油体系中的滋味相互作用,且具有较高的精密程度及工作效率。
        电子舌与PCA相结合的酱油调配研究
        虽然不同酱油由于自身滋味特征的差异,添加相同浓度物质后的味觉值变化情况略有不同,但变化趋势是相似的。利用酱油体系中的滋味相互作用规律建立的PCA图作为参考模型,应用于酱油的调配,可直观地表征出酱油滋味特点的变化趋势,对于产品滋味品质改善有重要意义。引入欧式距离(Euclidean distance,以下简称D)作为衡量不同样本滋味差异大小的指标,其意义是表征不同数据点在指定维度上的空间距离(针对本研究而言即6个维度,酸、苦、鲜、丰度、咸、甜),欧式距离越大则滋味差异越大。选择具有代表性的2种不同酱油作为样本开展实验,基于电子舌检测,通过添加呈味物质,缩小二者滋味差异、获得相似滋味特征,完成调配工作,具体味觉信息如下表。
酱油滋味9
        由表可见,X鲜味和甜味较低,酸味、咸味较强,W的鲜味和甜味更强,总体而言具有更优的滋味品质。因此,选择X作为样品进行调配,以获得与W相似的滋味特征。
酱油滋味10
        将电子舌采集的滋味信息结合前文的调配曲线作PCA如图4-9所示,2种酱油在PCA图中有明显差异,结合图中的MSG, NaCI、蔗糖曲线可定性地认为,相对W而言,X的鲜味、甜味略低,因此依次添加一定量的MSG、蔗糖可以缩小二者的滋味差异。X与W的鲜味差值约1.30分,结合图4-5,分别添加0.1, 0.2, 0.3 g/100ml的MSG,依次命名为X1, X2, X3,测试得到味觉值如下。
酱油滋味11
        由图可见,添加味精后的样品X酸味降低,苦味、鲜味、丰度和甜味提升,将X样品纳入PCA图中分析,如图4-11,红色标记从左至右分别为X, X1, X2, X3。不同样品间的差异主要体现在第一主成分,随着MSG浓度的增大,样品的横坐标增加,变化趋势与MSG曲线相似。
酱油滋味12
        在上图中可见X2, X3与W的空间距离更近,进一步计算各点与样本W的欧氏距离D如图4-12所示,可见样本X2与W的欧式距离最小(D=1.449),由此可知在X中添加0.2 g/100ml的MSG后其鲜味强度与W较为接近。
酱油滋味13
        完成鲜味的调配后,由图4-11可知样本X2在甜味上仍与W有一定差距,因此X在添加了MSG的基础上需要进一步提升甜味。在X2中分别添加0.1, 0.2, 0.3, 0.4,0.5 g/100ml的蔗糖,依次命名为X2a, X2b, X2c, X2d, X2e,测试得滋味响应如图4-13所示。由图可见,随着糖浓度的升高,样品的酸味、苦味和咸味有不同程度的下降,而甜味逐渐升高。
        添加不同浓度蔗糖后的样本投影至PCA图中,红色标记从上至下分别为X2a, X2b,X2c, X2d, X2e。由4-14可见,随着蔗糖浓度的增大,样品的纵坐标缓慢降低,与蔗糖曲线呈现相似的分布规律。X2e与W在PCA图中分布十分接近,说明二者滋味特点相似。
酱油滋味15
酱油滋味16

        通过MSG及糖的添加,使X酱油在6个滋味特性上都得到了改善,进一步弱化差异性,实现了滋味品质的提升,在PCA图上也表现出了较强的相似度。说明电子舌能为酱油的调配提供新的技术思路及更便捷的途径。
        文章来源:电子舌技术在酱油滋味评价中的应用研究[D]. 李露芳.华南理工大学 2019,转载请注明来源。
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