Check-all-that-apply和定量描述分析法对褐色酸奶感官性质的分析

杨洋，杨敏，索化夷,2，张玉,2，宋佳佳,2，王洪伟,2*

1(西南大学 食品科学学院，重庆，400715)2(食品科学与工程国家级实验教学示范中心(西南大学)，重庆，400715)

褐色酸奶，又称熟酸奶、炭烧酸奶、烧酸奶或烤酸奶，是牛奶和葡萄糖在适宜温度下发生美拉德反应后再接种乳酸菌发酵制得的一种乳制品[1]。美拉德反应赋予了褐色酸奶较为舒服的暖色调和独特的风味[2]。虽然褐色酸奶近几年来才出现在我国市场上，但其发展迅猛[3]。

目前褐色酸奶感官评价大多采用评分法[4-5]。但评分法不能分析组分、工艺等因素对褐色酸奶感官特征的影响，也不能和消费者检验相结合。定量描述分析(quantitative descriptive analysis，QDA)法是感官评价中最常用的描述性方法，已被广泛应用在酸奶中。郭奇慧等[6]通过QDA法建立了凝固型酸奶的感官描述词并用于准确地描述其感官品质；DESAI等[7]通过QDA法发现感官评价员可以区分出不同脂肪含量的希腊酸奶；NGUYEN等[8]通过QDA法发现黄原胶能够较好地改善脱脂酸奶的感官性质；THOMPSON等[9]建立了草莓味酸奶的感官描述词，发现消费者喜欢具有自然水果风味和甜味的酸奶。但是目前还没有关于QDA法分析褐色酸奶感官特征的研究。

近年来，由于能快速获得感官剖面，Check-All-That-Apply (CATA)法等快速描述分析法的应用日益广泛。由于利用消费者替代专业感官评价员，不需要进行专业的培训和维护，快速描述分析方法可以节约大量的成本和时间[10-11]。CATA法是一种消费者从给定的感官描述词列表中选出所有能感知到的感官性质的快速描述分析方法，已应用于奶酪[12]、橙汁[13]、草莓[14]、香肠[15]等多种食品中。CATA法能简单有效地区分样品的感官特征，具有较好的重复性[16]。MORELL等[17]应用CATA法发现消费者对添加脱脂乳粉的酸奶有较高的满意度。ARES等[18]通过CATA法发现消费者更喜欢具有顺滑、均匀、奶油味的酸奶。

本文分别采用 QDA 法和CATA法对7种市售褐色酸奶样品的外观、香气、风味和口感等感官性质进行描述性分析，并比较经过培训的感官评价员和未培训的消费者的结果。

1 材料与方法

1.1 材料

7种市售褐色酸奶样品购于当地超市及购物网站。5种冷藏褐色酸奶编号为C1～C5，2种常温褐色酸奶编号为N1、N2。将15 mL样品装入30 mL一次性透明带盖塑料杯中，以随机3位数字编码。

1.2 感官评价小组

6名感官评价员组成QDA法感官评价小组。每位感官评价员都完成了120 h的感官培训，包括感官分析技能、感官记忆、感官描述词词义、感官尺度等。感官评价员曾参加过怪味胡豆[19]、酸奶[20]等多个感官评价试验。

67名未参加过感官培训的消费者组成了CATA法感官评价小组。试验开始前，向每位消费者介绍CATA法及其试验流程。

1.3 试验方法

1.3.1 QDA法

QDA法在西南大学食品科学学院感官评价实验室中进行。每位感官评价员首先单独评价所有褐色酸奶样品，尽可能多地产生描述外观、香气、风味、口感等感官性质的描述语。参考赵云鹏等[20]、COGGINS等[21]以及BROWN等[22]的酸奶感官描述词，感官评价小组通过讨论形成褐色酸奶的感官描述词及定义。按照GB/T 29604—2013[23]的方法为每一个感官描述词选择合适的参比样，并按15点标度确定其强度。

将建立的感官描述词和参比样呈送给感官评价员，褐色酸奶样品以随机顺序进行一致性剖面分析[24]。感官评价员先单独对所有感官性质进行评价，然后感官评价小组进行讨论得到一致性得分[25-26]。感官评价员可以通过纯净水或梳打饼干缓解感官疲劳。评价完一个样品后，感官评价员休息5 min，确定余味消失后，才能评价下一个样品。

1.3.2 CATA法

CATA法在西南大学食品科学学院感官评价实验室中进行。CATA法评价单包含了由18名不参与CATA法的消费者产生的24个与褐色酸奶有关的感官描述词。为了避免感官描述词顺序的影响，其排列遵循拉丁方设计[27]。

消费者首先进行接受度检验(1表示非常讨厌，9表示非常喜欢)，然后选择他们认为所有适合描述样品感官性质的词语。评价单如图1-a所示。7种褐色酸奶样品以随机顺序逐一呈送给每位消费者。消费者可以通过纯净水或梳打饼干缓解感官疲劳。评价完一个样品后，休息5 min，确定余味消失才能继续进行下一样品的评价。

评价完所有褐色酸奶样品后，消费者选择理想的褐色酸奶样品应该具有的感官性质。评价单如图1-b所示。

a-样品评价单;b-理想样品评价单图1 CATA法评价单示例Fig.1 An example of CATA evaluation sheet

1.4 数据分析

利用XLSTAT-2016分析软件对所有数据进行分析。对QDA法的结果进行主成分分析(principle component analysis, PCA)；对CATA法的数据进行CATA analysis分析。

2 结果与分析

2.1 QDA法

在QDA法中，评价小组产生了共22个褐色酸奶感官描述词(3个外观、6个香气、8个风味、5个口感描述词)，其定义和参比样如表1所示。

除了棕色、焦糖香和焦糖味，其他感官描述词均出现在酸奶的描述性分析中[20-22]。棕色、焦糖香和焦糖味往往用于描述与美拉德反应相关的食品，如咖啡[28]等。焦糖香和焦糖味也能在冰淇淋[29]、含气葡萄酒[30]等产品中被感知到。虽然COGGINS等[21]和BROWN 等[22]还使用了黄油味、土豆味、塑料味、纸板味、柠檬味、咸味等描述词，但评价小组未在褐色酸奶中感知到这些感官性质，因此未列入褐色酸奶感官描述词表中。

表1 褐色酸奶感官描述词表Table 1 Sensory descriptors of brown yogurts

对7种褐色酸奶的一致性结果进行主成分分析(principal component analysis，PCA)，结果如表2所示。前2个主成分可以解释整体变异的68.85%，前3个主成分可以解释82.79%，足以解释褐色酸奶感官性质的大部分特征。

表2 主成分的特征值Table 2 Eigenvalues of principle components

由感官描述词的载荷值(表3)可知，第1主成分主要与焦糖香成负相关，与光泽、发酵香、果香、奶香、甜香、酸香、发酵味、甜味、奶油味、白垩质和黏附等感官性质呈正相关。焦糖香是区分褐色酸奶和传统发酵酸奶的主要感官性质。第2主成分主要与果香、细腻、分散性成正相关，与奶味呈负相关。第3主成分主要与棕色以及焦糖味呈正相关。这2个感官性质也是褐色酸奶特有的感官性质。

表3 感官描述词的载荷值Table 3 Factor loadings of sensory descriptors

由样品的感官载荷图(图2)可知，样品C4、C5和N2位于载荷图的左侧，具有较强的焦糖香。样品N2的棕色比较突出。样品C1、C2均位于第1象限且距离相对较近，说明这2个褐色酸奶的感官性质相近。样品N1与C3位于第4象限，但C3紧邻坐标轴，与样N1距离较远，这说明N1与其余样品的感官性质都存在较大差异。2个常温褐色酸奶N1和N2分别位于5个冷藏褐色酸奶两侧，QDA法并不能根据感官性质区分常温和冷藏褐色酸奶。姚月华等[31]发现QDA法能够区分巴氏杀菌酸奶和冷藏酸奶。产生这种差异的原因可能是美拉德反应产生的棕色、焦糖香和焦糖味等特征性质对酸奶感官特征的影响大于巴氏杀菌。

图2 PCA分析样品感官性质载荷图Fig.2 The PCA map of brown yogurt samples

2.2 CATA法

18名不参与CATA法的消费者共产生了24个感官描述词(图1)，黏稠、焦糖味、甜香、奶味、谷物味、酸香、果味、酸味、甜味、发酵味、涩、奶油味、光泽、黏附、细腻和白垩质感等17个感官描述词在QDA法中也被使用。消费者产生的描述词和经过培训的感官评价员产生的描述词在一定程度上相近[32]。

QDA法所建立的描述词需要感官评价小组进行讨论形成一致性的定义和参比，而CATA法所使用的描述词是由未经培训的消费者基于自己的经验产生的，不需要达成一致。2种方法使用的描述词往往存在一定差异[33]，如中草药味、枣味和气泡等描述词并没有在QDA法中使用。在CATA法中消费者只能判断样品有无某种感官性质，无法评价强度，因此有些描述词是同一感官性质的不同表述，例如焦糖色和褐色。

CATA法各感官描述词被选择的频率如表4所示。被选择频率较高的描述词有酸味、光泽、酸香、甜味、焦糖色、顺滑、奶味、细腻、黏稠和褐色等。与美拉德反应相关的感官性质中，焦糖味的被选择频率稍低于褐色和焦糖色，说明消费者更容易注意到褐色酸奶的颜色特征。白垩质感的选择频率最低，说明消费者对这个感官性质并不熟悉，而QDA法的评价员因通过专业培训能较好地判断。

通过理想样品感官描述词的被选择频率可以发现，只有50%左右的消费者选择了焦糖色和焦糖味等褐色酸奶的特征感官性质，低于细腻、奶味、光泽、酸香、顺滑、黏稠、甜香、酸味、甜味等传统酸奶也具有的感官性质，说明消费者最关注的仍是细腻、奶味等传统酸奶也具备的感官性质。中草药味、涩、白垩质感、苦味、咖啡味、气泡、枣味等是消费者不希望褐色酸奶中出现的性质。

表4 CATA法感官描述词被选择的频率Table 4 The frequency of each sensory descriptor selected in CATA

对CATA法的结果进行对应分析，结果如图3所示。样品C1～C3距离较近，具有突出的黏稠、发酵味、甜味等感官特征。样品C4具有褐色和焦糖味的感官特征。样品C5具有明显的焦糖色、光泽、顺滑、甜香等。5种冷藏褐色酸奶都位于原点附近，感官性质具有一定的相似性。样品N1具有较强的涩和白垩质感。样品N2位于最右侧，与其他6个褐色酸奶距离较远，被感知到具有咖啡味、谷物味、枣味等特征，而这些感官描述词被选择的频率较低，和理想样品差距较大。未经培训的消费者也发现2种常温褐色酸奶的感官性质差异较大，不能归为一类，与QDA法的结果一致。

与QDA法不同，CATA法还能反映出消费者对产品的接受度。由图3可知，5种冷藏褐色酸奶比2种常温褐色酸奶距离褐色酸奶的理想点更接近，说明消费者对冷藏褐色酸奶的接受度更高。

图3 CATA法中感官描述词的对应分析Fig.3 The correspondence analysis of the sensory descriptors of CATA

3 结论

QDA法和CATA法均能有效区分褐色酸奶的感官性质，且结果相似。QDA法中，6名经过培训的感官评价员对感官描述词进行了讨论，统一了定义和参比样，因此能够准确客观地分析褐色酸奶的感官性质。虽然CATA法的感官描述词与QDA法的感官描述词相近，但这些词语是由消费者基于自己的经验产生的，不同消费者的理解会存在差异。CATA法只能判断样品有无某种感官性质，无法对其强度进行评价，只能根据消费者的使用频率进行数据分析。

CATA法准确性不如QDA法，但能够更快速和低成本地区分样品的感官性质。因此CATA法在产品开发和市场调研方面具有广阔的应用前景。