基于电子鼻的鲢鱼新鲜度评价

贾洪锋，范文教，陈云川，孙俊秀，易宇文

（1.四川烹饪高等专科学校食品科学系，四川成都610100；2.烹饪科学四川省高等学校重点实验室，四川成都610100）

基于电子鼻的鲢鱼新鲜度评价

贾洪锋1，2，范文教1，2，陈云川1，2，孙俊秀1，2，易宇文1

（1.四川烹饪高等专科学校食品科学系，四川成都610100；2.烹饪科学四川省高等学校重点实验室，四川成都610100）

采用电子鼻对不同保藏时间的鲢鱼样品进行分析。研究表明：随着保藏时间的延长，传感器的响应强度逐渐增强。在主成分分析图中，不同保藏时间的样品可以相互区分，样品的分布随着保藏时间的延长呈规律性的变化。电子鼻响应值与微生物和理化指标之间有良好的相关性。电子鼻可以用于鲢鱼新鲜度的评价。

电子鼻；鲢鱼；新鲜度

Abstract:An electronic nose was used to evaluate the quality of silver carp under different storage periods.The results indicated that the response signals of sensors gradually enhanced following the increasing of storage time.Electronic nose could recognize silver carp samples of different storage time.A regularly distribution of samples in Principal Component Analysis was obtained.There were high correlation of total bacterial count,TVB-N and TBA with the response signals of electronic nose sensors(R2=1).It was proved that electronic nose could be applied in silver carp freshness assessment.

Key words：electronic nose;silver carp;freshness

鱼类营养物质丰富，但极易腐败。随着生活水平的提高，人们对鱼肉的卫生品质和新鲜度的要求越来越高。因此鱼肉新鲜度识别有着重要意义。目前鱼肉新鲜度评价指标主要有感官评定、微生物、挥发性物质、ATP降解产物等。

传统上评价鱼肉新鲜度的主要方法是感官评定。它能及时提供有关鱼肉品质的信息，但带有很大的主观性，同时还受到测评小组人员身体及心理状况的影响，初期腐败产生的一些较低浓度的化合物不易感知等缺点。实验室常用的化学方法是测定挥发性盐基氮和三甲胺等。这些方法既复杂又费时，有时候不能够准确反映鱼肉贮藏初期的质量变化[1]。

鱼体死亡后，由于自身酶的分解或微生物的污染，会使鱼体发生变质，慢慢挥发出具有腐败特征的气体，因此气味是评价鱼类新鲜度的最重要参数之一[2]。

电子鼻是一种能够感知和识别气体，进行气味检测的智能系统。是一种通过传感器采集样品挥发性成分整体信息来评价样品的方法[3]。Olafsson等最早采用半导体气体传感器和顶空生成方法研究了保藏在室温条件下鲟鱼鲜度变化与传感器响应的关系[4]。随后，国外应用电子鼻测量系统对鱼类进行了大量研究[5-8]，而在国内虽然有一定的研究[2-4，9-10]，但是相对较少。

本研究将电子鼻应用到鲢鱼新鲜度评价中，对采用茶多酚处理的不同保藏时间的鲢鱼样品进行电子鼻分析，结合微生物和理化指标，评价电子鼻响应值与微生物和理化指标的相关性，为电子鼻在鲢鱼新鲜度评价中的应用提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

鲢鱼：由通威水产公司水产养殖场提供。

茶多酚（Tea Polyphenols，TP，纯度≥95%）：四川乐山禹伽茶业科技开发有限公司。

1.2 仪器

FOX 4000电子鼻（传感器由18各金属氧化物传感器组成）：法国Alpha MOS公司；Alpha SOFTV12软件：法国Alpha MOS公司。

1.3 方法

1.3.1 样品准备和检测参数

鲢鱼经剖杀、清理、洗净后，在0.1%茶多酚溶液（4℃）中浸泡90 min，沥干后装入塑料托盘，用保鲜膜密封，然后立即置于-3℃温度下贮藏。以蒸馏水浸泡90 min 作为对照[11]。

每7天取样一次进行电子鼻的分析，样品经切碎研磨后，称取2 g样品（准确至0.01 g），于10 mL顶空瓶中，加盖密封待检。

样品的检测参数见表1。

1.3.2 数据分析方法

根据传感器采集的原始数据进行统计学分析，分别采用主成分分析（PrincipalComponentAnalysis，PCA）、判别因子分析（Discriminant Factor Analysis，DFA）。

表1 样品的检测参数Table 1 Analysis of parameters of samples

1.3.3 微生物和理化指标测定

细菌总数、挥发性盐基氮（TVB-N值）和硫代巴比妥酸（TBA值）的测定按照参考文献中的方法进行[11]，每7天测定1次。

1.3.4 电子鼻响应值与微生物、理化指标的相关性

采用偏最小二乘回归分析（Partial Least-squares Analysis，PLS）。

2 结果与分析

2.1 鲢鱼新鲜度的电子鼻分析

鲢鱼经茶多酚溶液处理后，于-3℃下进行微冻保藏，每7天取样1次进行电子鼻的分析，见图1。

从图1可以看出，不同保藏时间的鲢鱼样品在PCA图中具有特定的分布区域，随着保藏时间的增加，在PCA图中呈现明显的规律性分布（如图中趋势线）。

鱼肉品质变化初期主要是自溶酶作用引起的，变化速率缓慢，其后，适应低温环境的腐败细菌逐渐占据优势地位，加速了鱼肉的腐败变质[12]。因此，随着鲢鱼保藏时间的增加，新鲜程度的降低，其气味的变化会逐渐增强，在电子鼻PCA图中不同保藏时间样品的分布区域间距应出现逐渐增大的趋势。但在图1中，不同保藏时间样品的分布区域间距未出现逐渐增大的趋势，这说明茶多酚在鲢鱼保鲜过程中能延缓腐败变质。

在PCA三维图中（图2），不同保藏时间的鲢鱼样品在空间上同样呈现明显的规律性分布（如图中趋势线）。

2.2 电子鼻传感器响应值与微生物和理化指标的相关性

通过测定不同保藏时间鲢鱼样品的微生物和理化指标，评价了茶多酚在鲢鱼保藏中的效果（见表2）。虽然这些指标可以很好的反映鲢鱼的新鲜程度，但是其操作过于繁琐和耗时，因此，需要寻找一种评判鲢鱼新鲜度的快速而准确的方法。为了验证电子鼻在鲢鱼新鲜度评价中的可行性，将电子鼻传感器响应值和微生物、理化指标分别进行了PLS相关性分析（见图3）。

表2 不同保藏时间鲢鱼的细菌总数、TVB-N值和TBA值Table 2 Total bacteria,TVB-N values and TBA values of the silver carp during iced storage

以0.1%茶多酚溶液处理后鲢鱼样品的电子鼻传感器响应值为自变量，分别以其细菌总数、TVB-N和TBA值为拟合目标值进行曲线拟合，结果见图3。

拟合的相关系数均为1，拟合效果良好。表明电子鼻传感器响应值与细菌总数、TVB-N和TBA值之间具有很好的相关性，电子鼻可以作为一种快速检测方法代替传统的微生物和理化分析方法，用于鲢鱼新鲜度的评价。

3 结论

本研究对采用茶多酚处理的不同保藏时间的鲢鱼样品进行电子鼻分析，不同保藏时间的鲢鱼样品在PCA图中具有特定的分布区域，随着保藏时间的增加，在PCA图中呈现明显的规律性分布。电子鼻可以用于评价和区分不同保藏时间的鲢鱼样品。

在PCA图中，不同保藏时间样品的分布区域间距未出现逐渐增大的趋势，这说明茶多酚在鲢鱼保鲜过程中能延缓腐败变质。

采用PLS分析方法研究电子鼻传感器响应值与细菌总数、TVB-N和TBA值之间的相关性，相关系数均为1。说明电子鼻传感器响应值与微生物和理化指标之间具有很好的相关性，电子鼻可以作为一种快速检测方法代替传统的微生物和理化分析方法，用于评价鲢鱼的新鲜度。

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[3]贾洪锋,卢一,何江红,等.电子鼻在牦牛肉和牛肉猪肉识别中的应用[J].农业工程学报,2011,27(5):358-363

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Research on the Silver Carp Freshness Assessment Based on Electronic Nose

JIA Hong-feng1,2,FAN Wen-jiao1,2,CHEN Yun-chuan1,2,SUN Jun-xiu1,2,YI Yu-wen1
（1.Department of Food Science,Sichuan Higher Institute of Cuisine,Chengdu 610100,Sichuan,China;2.Key Laboratory of Cuisine Science,Sichuan Higher Education Institution,Chengdu 610100,Sichuan,China）

2011-11-30

四川省教育厅自然科学重点研究项目（09ZA086）

贾洪锋（1981—），男（汉），讲师，硕士，研究方向：食品分析与检测。