食鹽是人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧恼{(diào)味品，氯化鈉是其主要成分。氯化鈉具有維持細(xì)胞外液滲透壓和調(diào)節(jié)體內(nèi)酸堿平衡的作用，是人體必不可少的重要物質(zhì)。
本實驗采用電子舌，以添加氨基酸、有機酸的氯化鈉混合溶液為研究對象，對其咸度進行評定，并與感官評定結(jié)果進行比較，探究電子舌在咸度評定上的適用性以及在食鹽替代物研究中的應(yīng)用前景。
氯化鈉混合溶液的配制
本文選取 L－谷氨酸 ( L－Glu ) 、L－賴氨酸( L－Lys) 、L－檸檬酸(L－Citric)、L－蘋果酸( L－Malic) 為研究對象，以0.03125、0.0625、0.125、0.25、0.50 moL /L( 即 1.83、3.66、7.31、14.63、29.25 mg /mL)的氯化鈉作為反應(yīng)濃度。將不同濃度的谷氨酸、賴氨酸、檸檬酸、蘋果酸 ( 表 1 所示) 分別添加至1.83、3.66、7.31、14.63、29.25 mg /mL 的氯化鈉溶液當(dāng)中，配制成 4 組不同的溶液。
感官評定
溶液咸度的感官評價采用 9 分制定量描述性評分法( 9 = 非常強烈，7 = 強烈，5= 適中，3 = 微弱，1 = 幾乎感覺不到) 。以純凈水( 咸度分?jǐn)?shù)為 1) 和0.625 mol /L 氯 化鈉溶液( 咸度分?jǐn)?shù)為 9 ) 為參比液。在參加正式實驗之前，感官評定人員先對0.2% 、0.4% 、0.8% 、1.0% 和 1.5% ( w /v) NaCl 溶液的咸度進行評定并按照咸度依次增加的順序進行排列。最終篩選出 15 名排列正確的人員，其中 8 名女生，年齡在 20～30 歲之間。在進行感官評定實驗之前至少1 h之內(nèi)，除純凈水外，感官評定人員不得進食其他食物和飲料。所有評定人員只對溶液的咸度進行評分，不考慮其他的味道。每次品嘗量為 5 mL，每次評定結(jié)束后用去離子水漱口，且兩次評定之間間隔 60 s。混合溶液在評定前 24 h 完成配制，放置在 4 ℃條件下，于感官評定之前取出，待溶液溫度至室溫后再進行感官評定。
結(jié)果與討論
氨基酸與氯化鈉混合溶液咸度的評定
L－谷氨酸與氯化鈉混合溶液咸度的評定
電子舌除了對溶液的咸度進行評定以外，還對溶液的酸、苦、澀、鮮四種味道進行評定。將電子舌所測得的咸、酸、苦、澀、鮮五組數(shù)據(jù)和感官咸度評分共六個因素進行主成分分析( PCA) 得到主成分載荷圖( 圖 1) 。由圖 1 可以看出，PC1 和 PC2 累積方差貢獻率為 80.644% ，反映了樣品的大部分信息。在圖上距離越近，因素間的相關(guān)性越強。如圖 1 所示，“感官咸度評分”與電子舌輸出數(shù)據(jù)“咸”距離最近，而與電子舌其他數(shù)據(jù)“酸”、“苦”、“澀”、“鮮”距離很遠(yuǎn)，說明電子舌對溶液咸度的評分“咸”與感官咸度評分相關(guān)性較高。
圖 2 是 L－谷氨酸與氯化鈉混合溶液咸度的感官評定結(jié)果，可以看出在相同的氯化鈉濃度水平下，混合溶液與氯化鈉溶液的咸度差異不顯著( p ＞ 0.05) ;圖 3 是電子舌對溶液咸度的評定結(jié)果，混合溶液與氯化鈉溶液的咸度有顯著性差異( p ＜ 0.05) ，在 1.83、7.31 mg /mL 氯化鈉水平下，混合溶液的咸度低于氯化鈉溶液的咸度，而在 3.66、14.63、29.25 mg /mL 氯化鈉水平下，混合溶液的咸度高于氯化鈉溶液的咸度。
低濃度氯化鈉水平下，谷氨酸對其咸度有抑制效果，但在 3.66 mg /mL 氯化鈉水平下，谷氨酸對其咸度卻有增強作用，而在高濃度氯化鈉水平下，谷氨酸對其咸度有增強作用。谷氨酸對氯化鈉咸度的作用效果受物質(zhì)濃度的影響，研究發(fā)現(xiàn)低濃度的谷氨酸鈉對氯化鈉咸度無影響，高濃度的谷氨酸鈉則對氯化鈉的咸度有增強作用。將 L－谷氨酸與氯化鈉混合溶液咸度的感官評定結(jié)果和電子舌評定結(jié)果進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)其相 關(guān) 性 系 數(shù) r = 0.993 ( p ＜0.01) 。
L－賴氨酸與氯化鈉混合溶液咸度的評定
對L－Lys 與 NaCl 混合溶液的感官咸度評分和電子舌所測得的咸、酸、苦、澀、鮮五組數(shù)據(jù)進行主成分分析，如圖 4 所示，PC1 和 PC2 累積方差貢獻率為81.219%，“感官咸度評分”和電子舌數(shù)據(jù)“咸”在圖上位 置 重 合，而與電子舌其他數(shù) 據(jù)“酸”、“苦”、“澀”、“鮮”距離很遠(yuǎn)，說明電子舌對溶液咸度的評分“咸”與感官咸度評分相關(guān)性較高。
圖 5 是 L－Lys 與 NaCl 混合溶液咸度的感官評定結(jié)果，可以看出在相同的氯化鈉濃度水平下，整體上混合溶液與氯化鈉 溶 液 的 咸 度 差 異 不 顯 著 ( p ＞ 0.05) ; 圖 6 是電子舌對溶液咸度的評定結(jié)果，在相同的氯化鈉濃度水平下，混合溶液的咸度顯著高于氯化鈉溶液的咸度( p ＜ 0.05) 。將 L－賴氨酸與氯化鈉混合溶液咸度的感官評定結(jié)果和電子舌評定結(jié)果進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)其 相 關(guān) 性 系 數(shù) r = 0.989 ( p ＜ 0.01)。
有機酸與氯化鈉混合溶液咸度的評定
L－ Citric 與 NaCl 混合溶液咸度的評定
對L－Citric與 NaCl 混合溶液的感官咸度評分和電子舌所測得的咸、酸、苦、澀、鮮五組數(shù)據(jù)進行主成分分析。如圖 7 所 示，PC1 和 PC2 累積方差貢獻率為97.981%，“感官咸度評分”和電子舌數(shù)據(jù)“咸”在圖上位置相近，說明電子舌對溶液咸度的評分“咸”與感官咸度評分相關(guān)性較高。在 PCA 分析圖上，“感官咸度評分”除了與電子舌數(shù)據(jù)“咸”在圖上位置相近之外，還與電子舌數(shù)據(jù)“苦”有著非常近的距離。文中主要研究的是兩種方式對溶液咸度的評定，而沒有將苦味的感官評定和電子舌評定進行比較。在L－Citric與 NaCl 混合溶液味道的電子舌評定中，“苦”味可能受到其他味道的干擾而判斷有誤，導(dǎo)致其在 PCA 圖上與“感官咸度評分”相距很近，但不影響對“感官咸度評分”和“咸”之間相關(guān)性的分析。
圖8 是 L－Citric 與 NaCl 混合溶液咸度的感官評定結(jié)果。在相同的氯化鈉濃度水平下，添加 0.26 mg /mL L－檸檬酸的混合溶液與氯化鈉溶液的咸度沒有顯著差異( p ＞ 0.05) ，添加 1.03、4.14 mg /mL L－檸檬酸的混合溶液的咸度則顯著高于氯化鈉溶液的咸度( p ＜0.05) ; 但是在 29.25 mg /mL 氯化鈉濃度下添加4.14 mg /mL L－檸檬酸時，混合溶液的咸度則受到抑制，不同的味道在口中具有不同的傳導(dǎo)途徑，當(dāng)氯化鈉和檸檬酸的濃度過高時，檸檬酸會對氯化鈉的味覺傳導(dǎo)途徑產(chǎn)生影響，阻礙了氯化鈉咸度的感知。
圖 9 是電子舌對溶液咸度的評定結(jié)果。在 1.83、3.66 mg /mL的氯化鈉濃度下，混合溶液的咸度顯著高于氯化鈉溶液( p ＜ 0.05) ，但隨著氯化鈉濃度的升高，混合溶液的咸度有所下降。感官評定和電子舌評定均表明添加1.03、4.14 mg /mL 的 L－ 檸檬酸對1.83、3.66 mg /mL氯化鈉溶液的咸度有增強作用，隨著氯化鈉濃度的升高，檸檬酸對咸度的增強作用逐漸減弱并轉(zhuǎn)變成對咸度的抑制作用。將 L－檸檬酸與氯化鈉混合溶液咸度的感官評定結(jié)果和電子舌評定結(jié)果進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)其相關(guān)性系數(shù) r = 0.966( p ＜ 0.01) 。
L－ Malic與 NaCl 混合溶液咸度的評定
對L－Malic與 NaCl 混合溶液的感官咸度評分和電子舌所測得的咸、酸、苦、澀、鮮五組數(shù)據(jù)進行主成分分析( 如圖 10 所示) 。PC1 和 PC2 累積方差貢獻率為81.818%，“感官咸度評分”和電子舌數(shù)據(jù)“咸”在圖上位置相近，表明電子舌對溶液咸度的評分“咸”與感官咸度評分相關(guān)性較高。
圖 11 是 L－Malic 與 NaCl 混合溶液咸度的感官評定結(jié)果。在 1.83、3.66 mg /mL 的氯化鈉濃度下，添加 0.76、3.02 mg /mL L－蘋果酸的混合溶液的咸度顯著高于氯化鈉溶液(p ＜ 0.05) ; 在 29.25 mg /mL 氯化鈉濃度下，添加 3.02mg /mL L－蘋果酸的混合溶液的咸度顯著低于氯化鈉溶液(p ＜ 0.05) 。圖 12 是電子舌對溶液咸度的評定結(jié)果。在 1.83，3.66 mg /mL 的氯化鈉濃度下，混合溶液的咸度顯著高于氯化鈉溶液( p ＜0.05) ; 而在其他氯化鈉濃度下，混合溶液的咸度顯著低于氯化鈉溶液( p ＜ 0.05) ，其中在 7.31 mg /mL的氯化鈉濃度下，添加 3.02 mg /mL L－蘋果酸的混合溶液的咸度顯著高于其他兩組混合溶液，但仍顯著低于氯化鈉溶液( p ＜ 0.05) 。將 L－蘋果酸與氯化鈉混合溶液咸度的感官評定結(jié)果和電子舌評定結(jié)果進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)其相 關(guān) 性 系 數(shù) r = 0.984 ( p ＜0.01) 。
在氨基酸與氯化鈉混合溶液咸度的評定中，感官評定結(jié)果表明 L－谷氨酸和 L－賴氨酸的添加整體上對氯化鈉的咸度無顯著影響; 而在電子舌評定結(jié)果中可知，L－谷氨酸對低濃度氯化鈉的咸度有抑制效果而對高濃度氯化鈉的咸度有增強作用，但是在3.66 mg /mL 的低氯化鈉水平下，谷氨酸對其咸度卻有增強作用; L－賴氨酸對氯化鈉溶液的咸度有增強作用。感官評定結(jié)果和電子舌評定結(jié)果存在一定的差異。因為感官評定是符合韋伯－費希納定律的，一般情況下當(dāng)物理刺激量呈幾何級增長時才會引起味覺感知量的數(shù)學(xué)級增長，即感知量的增加小于物理量的增加; 而電子舌捕獲的僅僅是物理量的改變，這種改變程度與感官評定中味覺感知量的改變是不一樣的。在 L－檸檬酸與氯化鈉混合溶液咸度的評定中，電子舌與感官評定結(jié)果均表明 添 加 1.03、4.14 mg /mL L－檸檬酸對 1.83、3.66 mg /mL 氯化鈉溶液的咸度有增強作用; 在 L－蘋果酸與氯化鈉混合溶液咸度的評定中，電子舌與感官評定結(jié)果均表明添加 0.76、3.02 mg /mL L－蘋果酸對 1.83、3.66 mg /mL 氯化鈉溶液的咸度有增強作用。L－檸檬酸與 L－蘋果酸本身沒有咸味，但它們的添加對氯化鈉溶液的咸度有增強作用。
對以上四組混合溶液的咸度電子舌評定結(jié)果和感官評定結(jié)果進行相關(guān)性分析，得到相關(guān)性系數(shù) r =0.969( p ＜ 0.01) 。根據(jù)主成分分析和相關(guān)性分析結(jié)果，可知電子舌對溶液咸度的評定結(jié)果與感官評定結(jié)果有著顯著的正相關(guān)。
結(jié)論
本文以氨基酸、有機酸與氯化鈉混合溶液為研究對象，利用電子舌和感官評定方法對混合溶液的咸度進行評價。在對 L－檸檬酸與氯化鈉、L－蘋果酸與氯化鈉的混合溶液咸度的評定中，電子舌和感官評定結(jié)果均發(fā)現(xiàn) L－檸檬酸、L－蘋果酸的添加對1.83、3.66 mg /mL 氯化鈉溶液的咸度有增強作用。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)電子舌系統(tǒng)對溶液咸度的評定結(jié)果與感官評定結(jié)果呈現(xiàn)顯著正相關(guān)( r = 0.969，p ＜ 0.01) 。本文為今后電子舌在食鹽替代物研制中關(guān)于咸度評定提供了理論依據(jù)，電子舌可以實現(xiàn)對咸度的快速有效的評定。 來源：感官科學(xué)與評定 轉(zhuǎn)載請注明來源。
參考文獻：黃孝闖,張雅瑋,任曉鏷,朱玉霞,劉世欣,鮑英杰,劉成花,李順,彭增起.電子舌與感官評定對咸度評價的比較[J].食品工業(yè)科技,2017,38(11):285-290.轉(zhuǎn)載請注明來源。
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