電子鼻（Electronic nose）和電子舌（Electronic tongue）是模仿人體嗅覺和味覺機(jī)理的仿生檢測設(shè)備，具有檢測周期短、樣品處理簡單、檢測靈敏度高、結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)，分別能夠從氣味和滋味方面識(shí)別樣品中整體風(fēng)味信息。本文應(yīng)用電子鼻、電子舌和氨基酸分析技術(shù)，從氣味和滋味角度對不同品牌魚香肉絲調(diào)料的風(fēng)味品質(zhì)進(jìn)行檢測。
材料與方法
材料與儀器
不同品牌魚香肉絲調(diào)料，編號(hào)為A、B、C、D、E、F。
實(shí)驗(yàn)方法
電子鼻分析 電子鼻的傳感器陣列由 18 種金屬氧化物傳感器組成，分布在主機(jī)的 3 個(gè)矩陣室，每個(gè)矩陣室有 6 根非專一性傳感器，對一類或幾類物質(zhì)敏感。
電子舌分析 電子舌實(shí)驗(yàn)采用 Astree 電子舌第六套傳感器，該套傳感器包括 AHS-Sourcess，PKS，CTS-Saltiness，NMS-umami，CPS，ANS，SCS 共 7 根傳感器，選擇 Ag/AgCl 作為參比電極。
結(jié)果與分析
電子鼻對不同品牌魚香肉絲調(diào)料的氣味分析
通過電子鼻分析魚香肉絲調(diào)料的氣味指紋圖譜，也稱氣味雷達(dá)圖，結(jié)果見圖 1。圖中為不同品牌魚香肉絲調(diào)料對電子鼻 18 個(gè)傳感器相應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度大小 ， 除 LY2/LG、 LY2/G、 LY2/AA、 LY2/Gh、LY2/gCT1 和 LY2/gCT 傳感器信號(hào)強(qiáng)度差異不明顯，其余 12 個(gè)傳感器信號(hào)強(qiáng)度差異較為明顯，其中傳感器 T30/1、P10/1、P10/2、P40/1、T70/2、PA/2、P30/1、P40/2、P30/2 信號(hào)響應(yīng)強(qiáng)度大小順序?yàn)椋篋>C= B>A>F>E。表 2 列出 18 個(gè)傳感器對應(yīng)敏感物質(zhì)類型，結(jié)合圖 1 可知 ，LY2/LG、LY2/G、LY2/AA、LY2/Gh、LY2/gCT1 和 LY2/gCT 傳感器對應(yīng)敏感類物質(zhì)如氮氧化合物、硫化物、丙酮、丙烷和丁烷等，說明樣品在以上該類型物質(zhì)方面差異性不明顯，而剩余的傳感器對極性物質(zhì)、非極性物質(zhì)（碳?xì)浠衔镱悺?、氯）、芳香類（甲苯、二甲苯）、胺類和氯類等物質(zhì)敏感，表明樣品在以上該類型物質(zhì)方面差異性顯著。 
采用 PCA 分析魚香肉絲調(diào)料的香氣，結(jié)果如圖 2 所示。在圖 2 中，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的累積貢獻(xiàn)率為 95.3%，大于 80.0%，表明主成分可以反映樣品香氣的整體信息。魚香肉絲調(diào)料的香氣成分區(qū)域無重疊，說明 PCA 分析法可以對其進(jìn)行有效區(qū)分。PC1 貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)大于 PC2，說明樣品在橫坐標(biāo)距離越大，其差異性越大。樣品的橫坐標(biāo)大小排列順序?yàn)?D>C=B>A>F>E，該順序與雷達(dá)信號(hào)響應(yīng)強(qiáng)度大小順序相同。同時(shí)，樣品 B 和C 的橫坐標(biāo)分布距離較近，說明樣品 B 和 C 二者的香氣較為相似，其它樣品 A、D、F 和 E 的橫坐標(biāo)存在差異，表明樣品 A、D、F 和 E 香氣差異性明顯。
電子舌對不同品牌魚香肉絲調(diào)料的滋味分析
圖 3 為電子舌分析魚香肉絲調(diào)料的滋味雷達(dá)圖。由圖 3 可見，電子舌的傳感器相對強(qiáng)度值存在明顯差異，表明電子舌可有效地區(qū)分不同樣品的滋味。不同樣品的酸、咸、鮮、甜和苦 5 種味覺相對強(qiáng)度值從大到小的順序?yàn)椋合涛稙?E>F>C>B>A>D，鮮味為 E>B>F>C>D>A，苦味為 E>F>C>B>D>A，酸味為 D>A>B>C>F>E，甜味為 A>E>B>C>D>F，表明不同樣品的滋味存在明顯差異。 
電子舌對魚香肉絲調(diào)料滋味進(jìn)行 PCA 分析，其主成分載荷矩陣如圖 4 所示。由圖 4 可見，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的累積貢獻(xiàn)率為89.3%，大于 80.0%，表明電子舌 PCA 分析能夠反映樣品滋味的整體信息。樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)相對集中，說明樣品的電子舌測定結(jié)果的穩(wěn)定性相對較高，而不同樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)分布于四個(gè)象限，表明樣品的滋味差異性明顯。載荷圖是將對第一、二主成分貢獻(xiàn)大的影響因子在 PCA 分析的二維圖中表示出來，影響因子越靠近樣品所在的二維坐標(biāo)（x，y），則說明載荷因子對其影響越大。圖中鮮味和咸味對樣品 E、C 和 F 的識(shí)別貢獻(xiàn)較大，酸味對樣品 A、B 和 D 的識(shí)別貢獻(xiàn)較大。
不同品牌香肉絲調(diào)料游離氨基酸呈味貢獻(xiàn)分析
氨基酸是一種重要的呈味物質(zhì)，與滋味的形成密切相關(guān)，可進(jìn)一步區(qū)分不同樣品滋味的差異性，結(jié)果如表 3 所示。由表 3 可見，魚香肉絲調(diào)料共檢測出21 種氨基酸，其中存在 6 種必需氨基酸，總游離氨基酸總量（TFAA）分布范圍為 451.40~3017.30 mg/kg。根據(jù)味覺強(qiáng)度可分為鮮味氨基酸（Asp、Glu）、甜味氨基酸（Gly、Ala、Thr、Ser、Pro）、苦味氨基酸（Val、Ile、Leu、Phe、His、Tyr、Lys、Arg）和無味氨基酸（Ps、Cys、Met、β-Ala、HYP、Orn）味道強(qiáng)度值（Taste active value，TAV）來評(píng)價(jià)整體滋味的貢獻(xiàn)，當(dāng) TAV 大于 1 時(shí)，該物質(zhì)被認(rèn)為對樣品呈味貢獻(xiàn)較大，當(dāng) TAV<1 時(shí)，表明物質(zhì)對樣品呈味貢獻(xiàn)不明顯[22] ，樣品的氨基酸 TAV 值列于表 3。表中樣品中 TAV 大于 1 的氨基酸有谷氨酸、丙氨酸、絲氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、組氨酸和精氨酸，其中所有樣品中谷氨酸的 TAV 值最大，表明所有樣品的鮮味氨基酸對整體的滋味呈味貢獻(xiàn)較大。同樣，在甜味氨基酸中，只有樣品 E 中丙氨酸和絲氨酸的TAV 值大于 1，說明除樣品 E 以外，樣品 A、B、C、D 和 F 中甜味氨基酸對甜味貢獻(xiàn)不明顯。此外，在苦味氨基酸中，樣品 E 的纈氨酸、苯丙氨酸和組氨酸以及樣品 B 的精氨酸的 TAV 大于 1，但是，苦味通常被鮮味和甜味所掩蓋不具有呈味活性[22]。分析表明樣品 E 的鮮味氨基酸和甜味氨基酸對整體滋味貢獻(xiàn)顯著。 
將游離氨基酸采用歸一化法繪制聚類熱圖，結(jié)果如圖 5 所示。由圖 5 可見，21 種氨基酸可分為2 個(gè)大聚類，其中聚類 1 大部分是由苦味和無味氨基酸組成，聚類 2 大部分則是由甜味和鮮味氨基酸組成。同時(shí)，不同調(diào)料的聚類可分為 2 個(gè)大聚類，其中大聚類 1 為樣品 E，聚類 2 由其它 5 種調(diào)料組成，說明樣品 E 與其它樣品的滋味差異明顯。
電子舌滋味特性與游離氨基酸相關(guān)性分析
以游離氨基酸為自變量 X，電子舌滋味特性為因變量 Y 進(jìn)行偏最小二乘法分析（PLS），其相關(guān)性分析結(jié)果如圖 6 所示。在 PLS 模型中，自變量和因變量之間的距離表明二者之間的相關(guān)性，距離越近，正相關(guān)性越強(qiáng)。圖中酸味與蘇氨酸和羥脯氨酸相關(guān)性密切，鮮味、咸味和苦味與谷氨酸相關(guān)性密切，甜味與甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸相關(guān)性密切。
為進(jìn)一步探究不同樣品的呈味氨基酸和電子舌 滋味特性的相關(guān)性，Pearson 相關(guān)系數(shù)用于確定每一個(gè)電子舌滋味特性正相關(guān)的呈味氨基酸，一般況下，相關(guān)系數(shù)|r|在 0.8~1.0 之間表示極強(qiáng)相關(guān)，0.6~0.8 之間表示強(qiáng)相關(guān)，0.4~0.6 之間表示中等強(qiáng)相關(guān)，02~0.4 之間表示弱相關(guān)]。由圖 7 可見，電子舌滋味特性與呈味氨基酸呈現(xiàn)相關(guān)性。酸味與蘇氨酸和精氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，其中與蘇氨酸相關(guān)性顯著（P<0.05）。甜味與甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸和蛋氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，其中與甘氨酸相關(guān)性顯著（P<0.05）。咸味與谷氨酸、纈氨酸和鳥氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，鮮味與谷氨酸、絲氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸和鳥氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，苦味與谷氨酸、絲氨酸、纈氨酸、胱氨酸和鳥氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，其中咸味、鮮味和苦味均是與谷氨酸相關(guān)性極顯著（P<0.01），結(jié)果與氨基酸結(jié)果不同，這可能是由于調(diào)料的原料中含有咸味肽和苦味肽，呈味多肽分解可增加谷氨酸的含量，并且咸味肽也可以呈現(xiàn)出鮮味 ，使得咸味和苦味與谷氨酸相關(guān)性顯著。
結(jié)論
本文利用電子鼻、電子舌和氨基酸檢測對不同品牌的魚香肉絲調(diào)料進(jìn)行分析，采用主成分（PCA）、聚類分析、Pearson 相關(guān)系數(shù)和偏最小二乘法（PLS）對調(diào)料風(fēng)味的差異性進(jìn)行區(qū)分。結(jié)果表明：電子鼻中 12 個(gè)傳感器的響應(yīng)強(qiáng)度差異性明顯，其中碳?xì)浠衔铩⒎枷泐?、胺類和氯類差異顯著。PCA 分析法可以有效地區(qū)分不同品牌魚香肉絲調(diào)料的香氣，樣品 B 和 C 的香氣較為相似，其它樣品的香氣差異明顯。
電子舌和氨基酸分析可見，不同品牌魚香肉絲調(diào)料在滋味上存在差異性，其中樣品 D 的酸味較為突出，樣品 A 的甜味較為突出，樣品 E 在咸味和鮮味較為突出。同時(shí)，在樣品 E 中，鮮味氨基酸和甜味氨基酸對整體滋味貢獻(xiàn)顯著。不同品牌魚香肉絲調(diào)料的滋味特性與大部分游離氨基酸呈現(xiàn)正相關(guān)，其中酸味和甜味分別與蘇氨酸和甘氨酸相關(guān)性顯著（P<0.05），咸味、鮮味和苦味與谷氨酸相關(guān)性極顯著（P<0.01）。
參考文獻(xiàn)：袁燦,何蓮,胡金祥,林丹,喬明鋒,蔡雪梅,彭毅秦,易宇文.基于電子舌和電子鼻結(jié)合氨基酸分析魚香肉絲調(diào)料風(fēng)味的差異[J].食品工業(yè)科技,2022,43(09):48-55.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2021070282.
來源：感官科學(xué)與評(píng)定，轉(zhuǎn)載請注明出處。
提醒：文章僅供參考，如有不當(dāng)，歡迎留言指正；讀者不應(yīng)該在缺乏具體的專業(yè)建議的情況下，擅自根據(jù)文章內(nèi)容采取行動(dòng)，因此導(dǎo)致的損失，本運(yùn)營方不負(fù)責(zé)；如文章涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我處理或支付稿酬。
材料與方法
材料與儀器
不同品牌魚香肉絲調(diào)料，編號(hào)為A、B、C、D、E、F。
實(shí)驗(yàn)方法
電子鼻分析 電子鼻的傳感器陣列由 18 種金屬氧化物傳感器組成，分布在主機(jī)的 3 個(gè)矩陣室，每個(gè)矩陣室有 6 根非專一性傳感器，對一類或幾類物質(zhì)敏感。
電子舌分析 電子舌實(shí)驗(yàn)采用 Astree 電子舌第六套傳感器，該套傳感器包括 AHS-Sourcess，PKS，CTS-Saltiness，NMS-umami，CPS，ANS，SCS 共 7 根傳感器，選擇 Ag/AgCl 作為參比電極。
結(jié)果與分析
電子鼻對不同品牌魚香肉絲調(diào)料的氣味分析
通過電子鼻分析魚香肉絲調(diào)料的氣味指紋圖譜，也稱氣味雷達(dá)圖，結(jié)果見圖 1。圖中為不同品牌魚香肉絲調(diào)料對電子鼻 18 個(gè)傳感器相應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度大小 ， 除 LY2/LG、 LY2/G、 LY2/AA、 LY2/Gh、LY2/gCT1 和 LY2/gCT 傳感器信號(hào)強(qiáng)度差異不明顯，其余 12 個(gè)傳感器信號(hào)強(qiáng)度差異較為明顯，其中傳感器 T30/1、P10/1、P10/2、P40/1、T70/2、PA/2、P30/1、P40/2、P30/2 信號(hào)響應(yīng)強(qiáng)度大小順序?yàn)椋篋>C= B>A>F>E。表 2 列出 18 個(gè)傳感器對應(yīng)敏感物質(zhì)類型，結(jié)合圖 1 可知 ，LY2/LG、LY2/G、LY2/AA、LY2/Gh、LY2/gCT1 和 LY2/gCT 傳感器對應(yīng)敏感類物質(zhì)如氮氧化合物、硫化物、丙酮、丙烷和丁烷等，說明樣品在以上該類型物質(zhì)方面差異性不明顯，而剩余的傳感器對極性物質(zhì)、非極性物質(zhì)（碳?xì)浠衔镱悺?、氯）、芳香類（甲苯、二甲苯）、胺類和氯類等物質(zhì)敏感，表明樣品在以上該類型物質(zhì)方面差異性顯著。
圖 3 為電子舌分析魚香肉絲調(diào)料的滋味雷達(dá)圖。由圖 3 可見，電子舌的傳感器相對強(qiáng)度值存在明顯差異，表明電子舌可有效地區(qū)分不同樣品的滋味。不同樣品的酸、咸、鮮、甜和苦 5 種味覺相對強(qiáng)度值從大到小的順序?yàn)椋合涛稙?E>F>C>B>A>D，鮮味為 E>B>F>C>D>A，苦味為 E>F>C>B>D>A，酸味為 D>A>B>C>F>E，甜味為 A>E>B>C>D>F，表明不同樣品的滋味存在明顯差異。
氨基酸是一種重要的呈味物質(zhì)，與滋味的形成密切相關(guān)，可進(jìn)一步區(qū)分不同樣品滋味的差異性，結(jié)果如表 3 所示。由表 3 可見，魚香肉絲調(diào)料共檢測出21 種氨基酸，其中存在 6 種必需氨基酸，總游離氨基酸總量（TFAA）分布范圍為 451.40~3017.30 mg/kg。根據(jù)味覺強(qiáng)度可分為鮮味氨基酸（Asp、Glu）、甜味氨基酸（Gly、Ala、Thr、Ser、Pro）、苦味氨基酸（Val、Ile、Leu、Phe、His、Tyr、Lys、Arg）和無味氨基酸（Ps、Cys、Met、β-Ala、HYP、Orn）味道強(qiáng)度值（Taste active value，TAV）來評(píng)價(jià)整體滋味的貢獻(xiàn)，當(dāng) TAV 大于 1 時(shí)，該物質(zhì)被認(rèn)為對樣品呈味貢獻(xiàn)較大，當(dāng) TAV<1 時(shí)，表明物質(zhì)對樣品呈味貢獻(xiàn)不明顯[22] ，樣品的氨基酸 TAV 值列于表 3。表中樣品中 TAV 大于 1 的氨基酸有谷氨酸、丙氨酸、絲氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、組氨酸和精氨酸，其中所有樣品中谷氨酸的 TAV 值最大，表明所有樣品的鮮味氨基酸對整體的滋味呈味貢獻(xiàn)較大。同樣，在甜味氨基酸中，只有樣品 E 中丙氨酸和絲氨酸的TAV 值大于 1，說明除樣品 E 以外，樣品 A、B、C、D 和 F 中甜味氨基酸對甜味貢獻(xiàn)不明顯。此外，在苦味氨基酸中，樣品 E 的纈氨酸、苯丙氨酸和組氨酸以及樣品 B 的精氨酸的 TAV 大于 1，但是，苦味通常被鮮味和甜味所掩蓋不具有呈味活性[22]。分析表明樣品 E 的鮮味氨基酸和甜味氨基酸對整體滋味貢獻(xiàn)顯著。
以游離氨基酸為自變量 X，電子舌滋味特性為因變量 Y 進(jìn)行偏最小二乘法分析（PLS），其相關(guān)性分析結(jié)果如圖 6 所示。在 PLS 模型中，自變量和因變量之間的距離表明二者之間的相關(guān)性，距離越近，正相關(guān)性越強(qiáng)。圖中酸味與蘇氨酸和羥脯氨酸相關(guān)性密切，鮮味、咸味和苦味與谷氨酸相關(guān)性密切，甜味與甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸相關(guān)性密切。
為進(jìn)一步探究不同樣品的呈味氨基酸和電子舌 滋味特性的相關(guān)性，Pearson 相關(guān)系數(shù)用于確定每一個(gè)電子舌滋味特性正相關(guān)的呈味氨基酸，一般況下，相關(guān)系數(shù)|r|在 0.8~1.0 之間表示極強(qiáng)相關(guān)，0.6~0.8 之間表示強(qiáng)相關(guān)，0.4~0.6 之間表示中等強(qiáng)相關(guān)，02~0.4 之間表示弱相關(guān)]。由圖 7 可見，電子舌滋味特性與呈味氨基酸呈現(xiàn)相關(guān)性。酸味與蘇氨酸和精氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，其中與蘇氨酸相關(guān)性顯著（P<0.05）。甜味與甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸和蛋氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，其中與甘氨酸相關(guān)性顯著（P<0.05）。咸味與谷氨酸、纈氨酸和鳥氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，鮮味與谷氨酸、絲氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸和鳥氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，苦味與谷氨酸、絲氨酸、纈氨酸、胱氨酸和鳥氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，其中咸味、鮮味和苦味均是與谷氨酸相關(guān)性極顯著（P<0.01），結(jié)果與氨基酸結(jié)果不同，這可能是由于調(diào)料的原料中含有咸味肽和苦味肽，呈味多肽分解可增加谷氨酸的含量，并且咸味肽也可以呈現(xiàn)出鮮味 ，使得咸味和苦味與谷氨酸相關(guān)性顯著。
本文利用電子鼻、電子舌和氨基酸檢測對不同品牌的魚香肉絲調(diào)料進(jìn)行分析，采用主成分（PCA）、聚類分析、Pearson 相關(guān)系數(shù)和偏最小二乘法（PLS）對調(diào)料風(fēng)味的差異性進(jìn)行區(qū)分。結(jié)果表明：電子鼻中 12 個(gè)傳感器的響應(yīng)強(qiáng)度差異性明顯，其中碳?xì)浠衔铩⒎枷泐?、胺類和氯類差異顯著。PCA 分析法可以有效地區(qū)分不同品牌魚香肉絲調(diào)料的香氣，樣品 B 和 C 的香氣較為相似，其它樣品的香氣差異明顯。
電子舌和氨基酸分析可見，不同品牌魚香肉絲調(diào)料在滋味上存在差異性，其中樣品 D 的酸味較為突出，樣品 A 的甜味較為突出，樣品 E 在咸味和鮮味較為突出。同時(shí)，在樣品 E 中，鮮味氨基酸和甜味氨基酸對整體滋味貢獻(xiàn)顯著。不同品牌魚香肉絲調(diào)料的滋味特性與大部分游離氨基酸呈現(xiàn)正相關(guān)，其中酸味和甜味分別與蘇氨酸和甘氨酸相關(guān)性顯著（P<0.05），咸味、鮮味和苦味與谷氨酸相關(guān)性極顯著（P<0.01）。
參考文獻(xiàn)：袁燦,何蓮,胡金祥,林丹,喬明鋒,蔡雪梅,彭毅秦,易宇文.基于電子舌和電子鼻結(jié)合氨基酸分析魚香肉絲調(diào)料風(fēng)味的差異[J].食品工業(yè)科技,2022,43(09):48-55.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2021070282.
來源：感官科學(xué)與評(píng)定，轉(zhuǎn)載請注明出處。
提醒：文章僅供參考，如有不當(dāng)，歡迎留言指正；讀者不應(yīng)該在缺乏具體的專業(yè)建議的情況下，擅自根據(jù)文章內(nèi)容采取行動(dòng)，因此導(dǎo)致的損失，本運(yùn)營方不負(fù)責(zé)；如文章涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我處理或支付稿酬。
