基于电子舌技术的不同品牌市售干脆面滋味品质评价

汤尚文，郭壮，李健美

(湖北文理学院 化学工程与食品科学学院，湖北 襄阳，441053)



基于电子舌技术的不同品牌市售干脆面滋味品质评价

汤尚文*，郭壮，李健美

(湖北文理学院 化学工程与食品科学学院，湖北 襄阳，441053)

摘要从市场上采集了隶属于4个品牌的30个干脆面样品，通过采用电子舌技术和多变量统计学方法相结合的手段对干脆面样品的滋味品质进行了评价分析。通过主成分分析、典范对应分析、基于马氏距离聚类分析和多元方差分析发现，不同品牌的干脆面样品其滋味品质整体结构存在显著差异，使用Kruskal-Wallis对不同品牌干脆面各滋味指标的差异性进行分析，结果发现：D品牌干脆面其涩味、咸味和涩味的回味显著高于其他品牌。由此可见，作为一种新型的现代化智能感官仪器，电子舌在干脆面的滋味品质评价中具有巨大应用潜力。

关键词干脆面；电子舌；多变量统计学；品质评价

干脆面作为方便面产品的一种，是以面粉为主要原料，喷淋液体及粉末状调料于面块的表面，经油炸后包装形成的产品[1]。随着生活节奏的加快，干脆面以其携带方便、易于食用、保存期长等特点备受消费者的青睐，其销售额的增速已超泡面[2]。在生产的过程中，通过添加酱油粉、柠檬酸、谷氨酸钠、食用盐、酵母抽提物和5′-呈味核苷酸二钠等辅料，赋予了干脆面产品良好的咸味、酸味和鲜味等滋味。

研究人员普遍采用传统感官鉴评的方法对食品的滋味品质进行评价，然而该方法受主观因素和外界环境影响较大，在一定程度上较难保证结果的准确性和客观性[3]。通过采用人工脂膜传感器技术，电子舌实现了对食品基本味觉和回味的数字化评价，具有感受阈值和感知味强度与人保持一致，结果客观准确的特点，因而广泛地应用于酒类[4-5]、茶饮料[6-7]、肉制品[8]和豆瓣酱[9]等食品的滋味品质评价中，但其在干脆面中的应用尚未见报道。

本研究从襄阳市各超市采集了隶属于4个品牌的30个干脆面样品，使用电子舌对其滋味品质进行了评价，进而对电子舌在干脆面产品品质评价中应用的可行性进行了探讨。

1材料与方法

1.1材料与试剂

干脆面，市售；阴离子和阳离子溶液、内部液、参比溶液及苦味、酸味、涩味、咸味和鲜味等5种味觉标准溶液均由日本Insent公司提供。

1.2仪器与设备

SA 402B电子舌，日本Insent公司；XL-280多功能粉碎机，永康市小宝电器有限公司；SHZ-D水循环多用真空泵，巩义市予华仪器有限责任公司；3K15台式高速冷冻离心机，德国Sigma实验室离心机股份有限公司。

1.3实验方法

1.3.1干脆面样品的采集

分别从襄阳市各超市购买4个品牌的干脆面样品30个。

1.3.2干脆面样品的预处理

将50 g干脆面样品打成粉末并使用150 mL煮沸蒸馏水浸泡10 min，继而于常温下 3 000 g离心10 min后使用快速滤纸对上清液进行过滤，所得滤液于4 ℃, 8 000 g离心10 min，去除上层油脂后滤液备用。若干脆面中含有盐包，则按50 g干脆面所占面饼总重的比例将调料粉包中的调味料等比例添加到样品中。

1.3.3使用电子舌对干脆面浸泡液进行测定

样品测试前24 h将苦味、酸味、咸味、鲜味和涩味5个测试传感器及2个参比传感器进行活化。在电子舌系统完成传感器状态自检后，将100 mL干脆面浸泡液均匀倒入2个样品杯中，按照如下设定进行样品的测定[10]：

(1)去除传感器上吸附的物质：将传感器在阴离子或阳离子溶液中将传感器浸泡90 s。

(2)传感器洗涤：将传感器在参比溶液1和2中分别洗涤120 s。

(3)读取参比溶液电势Vr：将传感器在参比溶液3中浸泡30 s。

(4)读取样品溶液电势Vs：将传感器在待测样品中浸泡30 s，通过不同传感器Vs-Vr的电势差值对干脆面浸泡液的鲜味、酸味、咸味、苦味、涩味等基本值进行评价。

(5)传感器洗涤：在参比溶液4和5中分别洗涤3 s。

(6)读取参比溶液电势Vr’：将传感器于参比溶液6中浸没30 s，读取参比溶液电势值Vr’，通过Vr’-Vr的电势差对干脆面浸泡液中苦的回味、鲜的回味和涩的回味进行评价。

每个样品重复测定4次，为减少系统误差，仅将后3次测量的数据纳入本研究。

1.3.4统计分析

在使用电子舌对方便面浸泡液进行测定的基础上，以30个样品的5个基本味和3个回味指标的测量数据为评价指标，构建30行×8列的矩阵。在矩阵构建的基础上，使用方差分析对各滋味指标的差异性进行分析；使用Person相关性分析对不同滋味指标之间的相关性进行分析；使用主成分分析法(PCA分析)、典范对应分析(CCA分析)和马氏距离聚类对不同品牌干脆面滋味品质整体结构的差异进行分析；使用Kruskal-Wallis分析对不同品牌干脆面各滋味指标的差异性进行分析。所有分析均采用Matlab 2010b软件(The MathWorks，Natick，MA，USA)。

2结果与分析

2.1干脆面各滋味指标差异性分析

由表1可知，纳入本研究的干脆面样品其苦味、涩味、酸味、咸味和鲜味等5个基本味和后味A(涩味的回味)、回味B(苦味的回味)和丰度(鲜的回味)等3个回味指标差异均非常显著(P<0.01)。由总变异值的大小可知，干脆面样品在酸味上的差异性最大，其次为咸味、苦味、鲜味和涩味，而3个回味指标的差异性较小。由表1亦可知，除后味A和丰度2个指标外，其余6个指标的极差值均大于1，即部分干脆面样品在上述6个指标中的差异即使通过感官鉴评也可以区分出来。

表1　干脆面样品各滋味指标的差异性分析(n=30)

注：F0.05=1.72，F0.01=2.16。

经Person相关性分析发现(表2)，干脆面样品不同滋味指标之间呈现出一定的相关性，其中酸味与苦味和鲜味均呈极显著负相关(P<0.001)，而与咸味和后味B均呈显著正相关(P<0.05)；苦味与涩味、后味B和后味A均呈显著正相关(P<0.05)，而与丰度呈现非常显著负相关(P<0.01)；鲜味与咸味呈极显著负相关(P<0.001)；后味A与后味B呈显著正相关(P<0.05)。

表2　干脆面各滋味指标的相关性分析

注：***，P<0.001；**，P<0.01；*，P<0.05。

2.2不同品牌干脆面滋味品质整体结构的差异性分析

以4个品牌干脆面样品滋味指标的测量数据为研究对象，在构建30行×8列矩阵的基础上进行多元统计学分析。作为一种无监督的空间排布方法，主成分分析法(principal component analysis，PCA)在分析各指标相关性的基础上利用降维的思想可以将多个指标转化为少数几个彼此不相关的综合指标[11]。由主成分因子得分图可知(图1)，在以2个权重最高的第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)作图时，虽然4个品牌的干脆面有一些样品存在交叠现象但是多数呈现出较为明显的区分，其中品牌D与品牌A和品牌B的干脆面样品呈现出完全的分离趋势，由此可以推断品牌D与品牌A和品牌B干脆面的整体滋味品质是不相同的。

图1　不同品牌干脆面整体滋味品质的主成分1与主成分2因子得分图Fig.1　Graphical representation of the principal component analysis of the taste profile characterization of crisp noodle by electronic tongue showing PC1 vs.PC2: Factor scores

作为一种有监督的空间排布方法，典范对应分析(canonical correspondence analysis，CCA)可以把对应分析与多元回归结合起来，具有包含信息量大可直观对结果进行展现的特点[12]。进一步采用典范对应分析对不同品牌干脆面的滋味品质进行评价，结果发现4个品牌的干脆面样品均呈现出明显的分离趋势(见图2)。

马式距离(Mahalanobis distance)作为一个常用的距离定义，是一种有效的计算2个未知样本集相似度的方法[13]。通过图3可知，品牌A和D两种干脆面整体的滋味品质较为相似，而品牌C和品牌D较为相似。有意思的是，品牌A和B的市售价均为1元，而品牌C和D的售价为0.5元，由此可见，电子舌作为一种新型的现代化智能感官仪器，在干脆面的产品品质评价中可能具有巨大的应用潜力。本研究进一步使用多元方差分析(multivariate analysis of variance，MANOVA)对不同品牌干脆面整体滋味品质的差异性进行了分析(图3)，结果发现品牌A与品牌B干脆面的整体滋味品质差异显著(P=0.033)，品牌C与品牌D差异非常显著(P=0.002 9)，而A和B 2个品牌与C和D 2个品牌差异极显著(P=2.28E-6)。

图2　基于典范对应分析的不同品牌干脆面整体滋味品质的评价Fig.2　Evaluation of the taste profile characterization of crisp noodle based on Canonical Correspondence Analysis

图3　基于马氏距离聚类的不同品牌干脆面整体滋味品质的评价Fig.3　Evaluation of the taste profile characterization of crisp noodle based on Mahalanobis distance cluster analysis注：***，P<0.001；**，P<0.01；*，P<0.05.

2.3不同品牌干脆面各滋味指标的差异性分析

使用Kruskal-Wallis对不同品牌干脆面各滋味指标的差异性进行分析，结果发现不同品牌干脆面样品的苦味、涩味、咸味、后味A和后味B差异显著(P<0.01)。值得一提的是，D品牌的干脆面其涩味、咸味和涩味的回味显著高于其他品牌。

表3　不同品牌干脆面样品各滋味指标差异性

注：*，中位数,(最小值～最大值) ；**，具有相同字母的数据之间差异不显著(P>0.05)。

3结论

本研究分别从市场上采集了隶属于4个品牌的30个干脆面样品，通过使用电子舌对其滋味品质进行评价发现，不同品牌的干脆面其滋味品质整体结构存在显著的差异，其中D品牌干脆面的涩味、咸味和涩味的回味显著高于其他品牌。由此可见，作为一种新型的现代化智能感官仪器，电子舌在干脆面的产品品质评价中可能具有巨大的应用潜力。

参考文献

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[13]陈欢.广义马氏距离及其在数据挖掘中的应用研究[D].杭州：浙江工业大学,2012.

Taste profile characterization of different brands of crisp noodle by electronic tongue analysis

TANG Shang-wen*, GUO Zhuang, LI Jian-mei

(College of Chemical Engineering and Food Science, Hubei University of Arts and Science, Xiangyang 441053,China)

ABSTRACTThere are 30 crisp noodle samples from 4 different brands were collected from the market, and the taste profile characterizations were studied by electronic tongue and multivariate statistics method. All principal component analysis (PCA), canonical correspondence analysis (CCA), cluster analysis, and multivariate analysis of variance(MANOVA)showed significant difference in basic taste and aftertaste among these four bands. Meanwhile, bitterness, astringent and aftertaste astringent were found much higher in D brand by Kruskal-Wallis analysis. Therefore, the electronic tongue, a kind of modern intelligent sensory instrument, shows a great potential in the evaluation of quality for crispy noodle.

Key wordscrisp noodle；electronic tongue；multivariate statistics；quality evaluation

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201606029

基金项目：国家级大学生创新创业训练项目(No.201410519001)资助

收稿日期：2015-10-15，改回日期：2015-11-20

第一作者：硕士研究生，讲师(本文通讯作者，E-mail:41178619@qq.com)。