UHT纯牛奶消费喜好和关键感官特性的关联分析

苏玉芳，汪厚银，黄文强，赵镭，邬子燕，史波林，钟葵*

（1.内蒙古伊利实业集团股份有限公司，内蒙古呼和浩特 010080）

（2.中国标准化研究院农业食品标准化研究所感官分析研究室，北京 102200）

牛奶的营养全面、均衡，是日常膳食消费的健康选择，居民膳食营养指南中《中国居民膳食指南》中建议每人每天饮奶300 g[1,2]。超高温（Ultra-high temperature，UHT）奶是目前市场上液态奶产品的最大品类，采用超高温技术破坏了牛奶中的微生物和酶，延长了产品常温货架期，储运方便。2019年全球UHT牛奶市场规模达到7160亿元，我国同年UHT奶销售规模也约为940亿元[3,4]。近年来，随着中国消费者的消费需求升级和健康饮食行为的崛起，市面上UHT纯牛奶品牌日益壮大，品类呈现多元化发展，目前已有有机全脂奶、高端全脂奶（脂肪含量>3.5%）、普通全脂奶（脂肪含量>3%）、低脂奶（脂肪含量范围1.0%～2.0%）和脱脂奶（脂肪含量<0.5%）等多种类型[5,6]。

感官质量是产品重要品质，发达国家已将感官指标作为食品安全预警和变质、掺假检验的主要依据[7]。牛奶感官质量是影响奶制品的市场接受性和消费者购买行为的重要因素[8,9]。目前常用的消费者测试方法包括喜好度（偏好）测试和接受性测试，前者主要测定消费者对产品的喜好程度，后者用于考察消费者对产品特性的接受程度。恰好标度（Just-About-Right scale）法是测量消费者接受度的常用方法，将产品感官特性强度与接受性进行关联分析。恰好标度的中点相当于属性强度“恰好”，两端分别代表“太强”和“太弱”[10]。通常，恰好标度与喜好测试联合一起使用，用于考察基于消费喜好的产品关键感官特性挖掘及产品优化升级[11]。

目前不同类型UHT纯牛奶风味品质研究主要集中在挥发性物质鉴别及主要香气上，采用顶空固相微萃取、气相色谱-质谱联用仪、超快速气相电子鼻、气相色谱-离子迁移谱等多种分离及仪器检测手段分析不同类型、品牌纯牛奶关键挥发性物质成分差异[12,13]。但不同类型UHT奶的消费喜好差异以及相关的感官品质差异研究较少[14,15]。本文通过消费喜好测试和JAR法对市面上14种不同类型超高温（Ultra-high temperature，UHT）纯牛奶的进行测定，阐明不同类型UHT奶的整体喜好及主要感官特性接受性的差异，进一步结合PLS、聚类等统计方法对产品整体喜好和感官特性接受性进行关联分析，揭示基于喜好差异的关键感官特性指标及差异。研究结果旨在为市面上不同类型UHT纯牛奶消费喜好差异分析和关键感官特征接受性研究提供基础数据参考。

1 材料与方法

1.1 实验原料

14个市售UHT原奶产品，其中13个为国产奶产品，生产日期均为2021年1月份，1个为进口全脂奶产品，生产日期为2020年10月份（P7）。13个国产奶产品中，2个为有机全脂奶产品（O1和O2）；2个为高端全脂奶产品（P4和P5）；5个为普通全脂奶产品，其中3个样品来自相同品牌、不同奶源产地（P1-P3），P6为另一品牌产品，2个低脂奶产品（L1和L2），3个脱脂奶产品（S1-S3）。产品的基本成分如表1所示，数据来源于产品外包装上的营养标签。

表1 不同类型UHT纯牛奶产品的主要成分表 Table 1 The main components information of 14 UHT products (g/100 mL)

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

每次测试前新制备UHT奶样品，样品打开后24 h内完成感官评价或消费者测试。采用50 mL透明具盖品评杯，每个样品品评量为15 mL，样品编码为三位随机编码。

1.2.2 消费者基本情况

本次消费喜好测试为在受控区域内开展的消费喜好测试，消费者的招募、测试活动开展均遵循国际标准ISO 11136:2014中的要求。采用完全区组设计，最终完成全部测试的消费者共有61名，其中男女比例4:6，年龄20～40岁之间，喝牛奶频次不少于每周2次。

1.2.3 消费者喜好测试

本次实验中的消费者喜好测试均采用感官测试软件App sense 5.0开展，数据均采用手机端线上收集。每个样品设置2份，每份样品15 mL。所有消费者均完成14个样品的测试，测试分为2个轮次，分别为上午和下午各1个轮次，每个轮次评价7个样品。样品采用依次提供方式，提供顺序遵循平衡随机原则，并采用三位数随机编码[7]。测试在常温下进行，样品提供和品评的温度均为常温。对于每个样品，消费者依次开展整体喜好测试、CATA测试和JAR测试，3个测试结束后再进行下一个样品测试。消费者测试期间，可食用苏打饼干或纯净水消除感官疲劳，且样品评价的间隔时间不低于5 min，确保口腔中没有样品余味后再进行下一个样品测试。

1.2.3.1 整体喜好测试

整体喜好测试采用9点中文喜好标度，9个中文喜好程度描述词，依次为极其不喜欢、很不喜欢、不喜欢、较不喜欢、谈不上喜欢不喜欢、较喜欢、喜欢、很喜欢和极其喜欢，分别对应数值1～9分。消费品尝样品，从9个喜好描述词中选择最符合其对样品喜好程度的描述词。

1.2.3.2 适合项勾选法测试（Check-All-That-Apply, CATA）

采用CATA法筛选消费者感知到的UHT奶的感官特性，本次测试不涉及情绪、偏好等描述词，仅涉及奶产品感官特性的描述词[16]。收集感官评价员产生的UHT奶的感官特性描述词及定义，再由10名消费者进一步开展集体讨论，删减、修改和添加新的感官描述词，最后产生13个感官描述词用于CATA测试。13个感官描述词分别为：甜味、咸味、乳香、蛋白味、黄油味、乳清味、余味、奶油味、蒸煮味、浓稠度、爽滑度、膻味和涩感。CATA测试时，描述词出现顺序遵循拉丁方设计[17]。

1.2.3.3 恰好标度测试

对CATA法中筛选出的乳香、甜味、余味、浓稠度和爽滑度5个关键感官特性，使用5点恰好标度进行消费者接受性测试。5点恰好标度中，-1=太弱（太淡），2=有点弱（有点淡），0=恰好（刚好），1=有点强（有点浓），2=太强（太浓）[11]。

1.2.4 结果统计

采用Excel、Origin 2021和IBM SPSS Statistics 23进行数据统计分析和图形绘制，采用卡方分析、非参检验、方差分析（ANOVA）和t检验进行数据统计。CATA数据采用对应分析，同时结合Cochran"s Q test进行显著性分析（p<0.05）。JAR数据进行热图分析，并进一步采用SIMCA14.1开展偏最小二乘法（PLS）对14个UHT奶产品的关键感官特性接受性与整体喜好的关联分析。

2 结果与讨论

2.1 UHT奶产品的整体喜好分析

采用9点中文喜好标度测定不同类型UHT奶产品的整体喜好差异。图1结果可见，不同类型UHT奶制品的整体喜好值分布范围为4.07～6.25分。喜好值5分对应谈不上喜欢不喜欢，高于5分表明对产品趋向于喜欢，低于5分表明对产品趋向于不喜欢[18]。本研究14个样品中，有10个样品的喜好值均在5分以上，4个在6分左右，表明消费者对于大部分纯牛奶样品趋向于喜欢。14个样品UHT奶制品的喜好值存在显著差异（p<0.05）。不同产品品类中，脱脂奶S1、S2和全脂奶中P7的喜好值最低，且均低于5分，表明趋向不喜欢；低脂奶与大部分全脂奶产品的喜好值无显著差异（p>0.05），均高于5.5分，趋向较喜欢。有机奶、高端全脂奶和大部分普通全脂奶的整体喜好值差异不显著（p>0.05）。

同品类的奶产品之间喜好也差异显著（p<0.05）。全脂奶中，普通全脂奶和高端全脂奶之间没有显著喜好差异，但P6和P7的整体喜好值显著低于其余5个全脂奶样品，P2显著低于P3和高端全脂奶，P7（4.07）具有最低的喜好值（p<0.05）。S1～S3属于同一品牌、不同奶源产地的脱脂奶，但发现3种脱脂奶的整体喜好存在显著差异，表现为S1

低脂奶的喜好与大部分全脂奶没有显著差异，但脱脂奶的整体喜好显著降低，表明脂肪完全脱除后对于整体喜好存在显著降低作用（p<0.05），但部分脱脂对于产品整体喜好影响较小。有研究同样表明，脂肪含量对于牛奶产品的整体喜好和消费选择有显著影响[2,12]。此外，S3喜好值显著高于另外2种脱脂奶，推测与其为有机脱脂奶，蛋白和碳水化合物含量显著高于另外2种脱脂奶，从而影响产品整体喜好有关。

2.2 UHT奶产品的感官特性确定

通常，产品的感官特性描述词和感官剖面由专业的感官评价员组成的感官评价小组开展构建。感官评价员是按照标准程序招募、考核、培训和测试人员的人员，具有较好的感官基础理论背景、感官敏感度和定性定量描述的能力，其产生的描述词与未经训练的普通消费者可能存在一定差异[18]。因此，感官评价员建立的感官剖面并不完全与消费者感知到的产品特性一致。为确定消费者感知到的UHT奶产品的感官特性，本研究采用CATA方法，让消费者从13个感官特性描述词中选择感知的产品特性，再对描述词的被选择频次进行统计，最终确定消费者感知的UHT奶产品的关键感官特性[19,20]。

通过10名消费者集体讨论，最终产生13个感官描述词。生成描述词的消费者不参与CATA测试。与专业感官评价小组相比，共有12个感官描述词是一致性，表明消费者与感官评价员在感官特性描述词产出上具有较高的相似性，与前人报道相似[17,21]。统计61名消费者对13个感官描述词的选择频次，采用对应分析对CATA法中描述词的选择频次结果进行分析，结果如图2所示。对应分析中前2个维度的解释率达到72.17%，其中，第一维度和第二维度的解释率分别为50.52%和21.65%。大部分产品较为集中在原点附近，与大多数感官特性较为接近。Cochran"s Q test结果表明不同样品之间的多数感官特性存在显著差异（p<0.05）。膻味（CO）与样品距离最远，表明大部分消费者感觉不到产品中具有膻味。此外，对于风味中的奶油味（CR）、黄油味（BU）、乳清味（WH）距离也比较远，表明这些描述词被选择频次均较低，能感知的消费者数量有限，这些感官特性与产品并不关系密切。咸味（SA）和蛋白味（PR）仅与部分样品关联较为紧密。Cochran"s Q test结果表明，不同样品之间在甜味（SW）、乳香（MA）、余味（RF）、浓稠度（TH）和爽滑度（SM）这5个感官特性选择频次上无显著差异（p>0.05）。这5个感官特性与大多数样品距离均非常近，表明是多数消费者能感知到、且与所有样品关联密切的感官特性。支瑞聪等[2]和Zhi等[18]建立了液体奶的关键感官特性同样包括甜味，稠厚度和细腻感，与本研究报道较为一致。

2.3 UHT奶产品关键感官特性的接受性分析

采用恰好标度（Just-About-Right, JAR）对不同类型UHT奶的5个感官特性接受性进行评价，结果绘制成热图（图3）。热图的优势在于将数据可视化，不同颜色代表不同产品中相同物质含量或相同特性强度的高低，红色代表该物质含量高或该特性强度高，蓝色则代表该物质在对应样品中的含量低或该特性强度低[22]。由图可见，不同类型的UHT的5个感官特性接受性存在较大差异。从消费者感知角度，有机奶的乳香（MA）和甜味（SW）偏强；脱脂奶的5个感官特性均偏弱，但S3感官特性的接受性与低脂奶更接近，且表现出偏强的甜味。高端和普通全脂奶的感官特性强度大部分呈现“恰好”，但P6呈现偏强的乳香、余味和偏弱的爽滑度，P7表现偏弱的甜味和爽滑度。

将JAR结果中选择“有点强”和“太强”的归为“偏强”一类（+），选择“有点弱”和“太弱”的归为“偏弱”一类（-），选择“恰好”的归为一类。考察14个UHT奶样品的感官特性接受性的差异，具体如图4。卡方检验结果表明，不同UHT样品的5个感官特性接受性存在显著差异（p<0.05）。

乳香和甜味是消费者所感知的UHT纯牛奶的重要香气和滋味特性。不同类型UHT奶样品的乳香性和甜味特性接受度均存在显著差异（p<0.05）。认为UHT奶样品乳香“恰好”的人群占比分布范围为12%～ 52%，差异显著（p<0.05）。大部分消费者认为脱脂乳S1（78%）、S2（64%）和全脂乳P7（52%）的乳香偏弱，有机奶（约45%）和P6（52%）乳香偏强（图4a）。甜味特性的接受性与乳香呈现类似分布，大部分消费者认为脱脂乳S1、S2和全脂乳P7的甜味偏弱，有机奶、P6和S3的甜味偏强，其余样品的甜味“恰好”（图4b）。余味是产品吞咽或移除后口腔中仍然感受到的香气或滋味特性，是一种综合感官风味特性。14个样品中，半数以上的消费者认为脱脂乳S1和S2的余味偏弱，P6和P7余味偏强（图4c）。有报道表明，脱脂会导致香气和余味减弱，从而影响消费选择，与本研究结果较为一致[12,14]。

质地也是UHT的重要感官特性，消费者感知的UHT质地特性包括浓稠和爽滑。图4d结果表明，大部分消费者认为低脂奶和脱脂奶的浓稠强度“偏弱”和“恰好”，且两者的人群占比接近；对于有机奶和全脂奶，认为强度“恰好”的人群占比更高（>50%）。对于爽滑，认为“恰好”的人群占比分布为49%～75%，表明大部分消费者感知较为一致。此外，P6、P7和S1的爽滑强度“偏弱”人群占比约为30%（图4e）。

2.4 UHT奶产品整体喜好与关键感官特性接受性的关联分析

采用PLS对14个UHT奶产品的关键感官特性接受性与整体喜好进行关联分析，第一主成分和第二主成分对结果解释占比分别为49.7%，第二主成分对结果解释占比30.2%。前两个主成分特征值的累计贡献率已达79.9%，表明第一主成分及第二主成分基本包含了样本大部分信息。图5是UHT奶产品的整体喜好与感官特性接受性的PLS图。整体喜好与5个感官特性恰好强度均分布在x轴的右边，特别是乳香，余味，甜味和浓稠均表现出与整体喜好的强正向相关性。此外，爽滑偏强（+）也表现出与整体喜好的强正向相关性。5个感官特性强度偏弱（-）均分布在x轴左边，与喜好呈现强负相关性。甜味偏强（+）也与整体喜好表现出一定的正相关性，而浓稠、乳香和余味偏强时与整体喜好呈现较弱关联性。

图5表明14种UHT奶产品在95%的置信区间空间分布的区域性明显，模型参数Q2=0.847，R2分别为0.832和0.912，R2和Q2相差没有超过0.3，表明模型具有较好的预测能力[23]。结合PLS的模型回归系数，共有7个变量对模型具有显著影响力，如图6所示，分别为余味、乳香、甜味、浓稠、爽滑（-）、甜味（-）和乳香（-）。

聚类结果表明，14个UHT样品被分成了4组（图5）。其中，脱脂奶S1和S2一类（A类），全脂奶P6和P7一类（B类），这两类均分布在X轴左边。有机奶和L1、P4和P1一类（C类），其余样品一类（D类），均在X轴右边；其余样品分布在原点附近。A类和B类样品均具有较低的整体喜好值，且彼此之间差异不显著（p<0.05）；但感官特性接受性差异较大。A类脱脂奶S1和S2喜好值偏低与甜味（-）、乳香（-）不足强相关，B类P6和P7的整体喜好值偏低与爽滑（-）强相关。因此，这两类奶制品喜好值不高与甜味、乳香和爽滑等感官特性接受性偏弱有关。C类和D类是具有高喜好值的UHT奶产品，这与余味、乳香、甜味、浓稠的恰好浓度具有强相关性。C和D类的整体喜好值并没有显著差异，但C类表现出跟余味、乳香、甜味、浓稠更密切的关联性。此外，C类中有机奶表现与甜味（+）具有强相关性，而其余几个样品与爽滑（+）表现出强相关性。

3 结论

对14个市场上不同类型UHT纯牛奶进行了整体喜好差异和重要感官特性的接受性展开研究。脱脂奶和部分全脂奶具有显著偏低的整体喜好值，有机奶、高端奶和低脂奶的整体喜好差异不显著。进一步，采用恰好标度法对消费者感知到的UHT奶的5个感官特性，乳香（MA）、甜味（SW）、余味（RF）、浓稠度（TH）和爽滑度（SM）的感官特性接受性进行评价，不同类型UHT乳感官特性接受性存在显著差异。结合PLS分析，构建了整体喜好与感官特性接受性的关联模型。感官特性强度偏弱是导致奶样品整体喜好偏低的关键因素，基于VIP值>1，筛选了7个指标对整体喜好影响较大，分别为余味、乳香、甜味、浓稠、爽滑（-）、甜味（-）和乳香（-）。甜味、乳香偏弱以及是爽滑偏弱是分别导致低脂奶喜好值和全脂奶样品喜好值偏低的关键因素。本研究中阐明了导致喜好差异的UHT奶制品关键感官特性接受性，为后期UHT纯牛奶消费喜好和产品感官品质基础研究提供和数据参考。