中国对虾,又称东方对虾,是我国分布最广的对虾类。具有脂肪含量较低,蛋白质含量丰富的特点,然而,虾肉肌肉组织较松软,死后僵硬期短,自溶作用迅速,导致其新鲜度下降快,易腐败变质,严重影响其营养价值和食用性。 因此,虾的保鲜问题已经成为人们研究的热点。传统的保鲜方法是采用低温保存或冷冻保鲜,但单纯的使用这两种方法都无法达到理想的保鲜效果,因此采用天然的保鲜剂延长其保质期成为近年来研究的热点。
本实验通过不同涂膜处理对中国对虾进行保鲜,利用电子鼻主成分分析(PCA)方法和线性判别分析(LDA)方法对数据进行处理分析,并且结合感官评价和挥发性盐基氮分析,旨在探究涂膜处理是否能够延长中国对虾的保鲜期,同时利用电子鼻技术是否可以用来鉴别中国对虾的新鲜程度建立一种科学、便捷的评价中国对虾新鲜度的方法。
电子鼻传感器性能描述见表 1 。
感官评定
评定小组由 7 名经过一定训练的人员组成(五女两男),虾的评定项目由体表色泽、气味、肌肉形态组成,总分值在 9分(非常新鲜)和 0 分 (完全腐败)之间,3分以下为不可接受,具体评分标准见表 2 。
结果与分析
电子鼻检测
电子鼻传感器响应值变化分析
如图 1所,图 1中每条曲线代表一种传感器的响应值,四种处理方法的响应值在 90 S时均可达到稳定,说明将电子鼻的测试时间定为 90S是可行的。不同处理方法的响应值均有明显不同,这表明利用电子鼻检测中国对虾在贮藏过程中的气味变化是可行的。
图 2为四种处理方法在贮藏第 13d时中国对虾气味检测的雷达图,从图 2 中可以看出,电子鼻对虾肉中的挥发性物质有明显响应,其中传感器7(W lw )、传感 2(W5S)和传感器 9(W2W )响应值较明显。其中空白组的响应值最大,说明在贮藏期内中国对虾中有大量的硫化物产生。与空白组相比,3种涂膜保鲜效果的响应值均有一定程度的减少,其中复合涂膜组的响应值最小,说明涂膜可以在一定程度上减缓硫化物的生成。电子鼻的雷达图可以直观的区分出四种处理效果的不同,因此,可以利用电子鼻技术检测中国对虾的新鲜程度。
不同涂膜处理对虾的电子鼻响应值的 PCA 分析
如 3所示,采用PCA方法分析在贮藏第 l3d 时,不同涂膜处理方法对中国对虾的电子鼻响应值。第 1主成分贡献率为 95.17% ,第 2 主成分贡献率为 4.22% ,两者之和达到 99.39% ,可以有效的反映数据中的信息。图 3 中各处理组之间较为分散,没有任何交叉,说明主成分分析可以将不同涂膜处理的中国对虾区分开来,其中复合涂膜组与空白组相隔最远,说明经过复合涂膜的中国对虾在相同的贮藏期内挥发性物质与空白组有明显的区别,电子鼻检测可以很好的反应此现象。
不同涂膜处理对虾的电子鼻响应值的 LDA 分析
图 4 为不同涂膜处理对中国对虾的 LDA 分析,LDA 分析方法侧重于响应值之间的距离以及响应值在空间之间的距离以及响应值在空间中的分布状态的分析。从图 4 中可知,第 l、第 2 贡献率分别为 88.28% 和 8.22% ,两者之和为 96.50% 。图 4 中四种处理方式同样没有任何重叠且相距较远,说明在同一贮藏天数下经过不同处理方法的中国对虾中挥发性物质有所区别。
Loadings分析
Loadings分析是对不同传感器的贡献率进行分析,可以用来判别电子鼻的各个传感器的相对重要性。如果某一传感器的响应值接近原点(0,0),则该传感器的识别作用可以忽略不计;而当传感器的响应值越偏离原点,则说明该传感器的识别能力越强。图 5为空白样品的 Loadings 分析图,由图 5可知,总贡献率为 99.38% ,其中传感器 W 1W (无机硫化物)和 W2W (有机硫化物)对第一主成分贡献率较大,W 5S(氮氧化合物)和的 W 1S(烃类物质)传感器对第 2 主成分贡献率较大,W3S(烷烃)和 W6S(氢气)传感器则基本接近原点,其贡献率最小。中国对虾在贮藏期间由于在微生物的作用,肌肉中的蛋白质、氨基酸及其它含氮物质进一步分解成氨气、三甲胺、硫化氢、及组胺等,使虾散发出具有腐败特征的臭味,这与电子鼻检测的结果相符,说明通过电子鼻技术可以有效的反映中国对虾在贮藏过程中挥发性物质的变化。
感官评价
如图 6所示,中国对虾的感官品质在贮藏期间总体呈现下降趋势,其中无处理的空白组下降的最明显,在第 9d感官评分为 3,认定为完全腐败。壳聚糖涂膜组在第 11 d彻底腐败,经过壳聚糖涂膜处理的中国对虾表面有一层保护膜,可以阻碍氧化反应的发生,抑制蛋白质变化,增加贮藏时间。e一聚赖氨酸处理组同样在第 9d达到不可接受值,说明此 种处理方法在一定程度上抑制微生物的生长。与单独涂膜处理相比,复合涂膜的效果更有利于延长贮藏时间,在第 13d感官评价值才低于不可接受值,与空白组相比延长 4 d。
TVB—N值
中国对虾贮藏期内 TVB-N 值变化如图 7所示,空白组 TVB—N值在第 9 d达到29.68rag/100g,趋近于可接受值的最高范围。壳聚糖和 s一聚赖氨酸涂膜组的变化较为接近,与空白组相比将贮藏期延长两天,涂膜处理有效的抑制了微生物等的繁殖。与单独涂膜相比,复合涂膜组的TVB—N值变化更为平缓,在第 13 d超出标准,比空白组延长 4d。这与感官评价的检测结果相同,说明壳聚糖和 s一聚赖氨酸具有抑菌作用,可以有效的降低细菌对蛋白质的分解,复合涂膜中加入卡拉胶可以增加膜的特性,更好的达到保鲜效果。
结论
采用 PCA 和LDA 两种方法,对不同涂膜处理的中国对虾在同一贮藏时间下的电子鼻响应值进行分析,结果显示,电子鼻检测可以有效的区分四种处理方法,其中 PCA 分析所得总贡献略高于 LDA 分析结果。
采用 Loading 负荷加载方法分析,从得到的数据中显示传感器 W1W(无机硫化物)和W2W(有机硫化物)对第一主成分贡献率较大,W5S(氮氧化合物)和W1S(烃类物质)传感器对第 2 主成分贡献率较大,W3S(烷烃)和W6S(氧气)传感器则基本接近原点,其贡献率接近于零。
感官评价和挥发性盐基氮实验结果表明,经过四种不同处理的中国对虾贮藏期不同,这一结果与电子鼻检测结果一致,说明电子鼻系统可以用来评价中国对虾的新鲜程度。涂膜保鲜可以延长中国对虾的贮藏时间,其中复合涂膜效果优于单独涂膜,与空白组相比可将贮藏期延长 4 d。 来源:感官科学与评定 转载请注明来源。
参考文献:柏韵,郭雪松,张振,李然,张立斌,李亮,张冬阳.电子鼻检测复合涂膜对中国对虾保鲜的影响[J].食品工业科技,2018,39(11):17-21.转载请注明来源。
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