食醋的風味是影響產品質量的重要指標，山西老陳醋作為四大名醋之一，以色、香、醇、濃和酸五大特征著稱于世。目前市場上存在兩類老陳醋產品，一類是執(zhí)行標準GB/T18187的“老陳醋”，另一類是執(zhí)行標準GB/T19777的地理標志產品“山西老陳醋”。本研究通過結合使用電子鼻和電子舌，對市面上執(zhí)行不同標準的山西產地的老陳醋產品進行檢測，利用儀器自帶的AlphaSoft軟件進行主成分分析、判別因子分析、氣味成分和味覺分析，研究兩類老陳醋在氣味和滋味上的差異，探究基于電子鼻和電子舌對兩類老陳醋風味區(qū)分的可行性。
01基于電子鼻對山西老陳醋和老陳醋氣味的檢測結果
采用電子鼻對山西老陳醋和老陳醋共12個樣品進行檢測，以所有色譜峰為變量進行PCA。PCA是一種可以將多個指標的信息經過數(shù)據轉換及降維，并對降維后的特征向量進行線性分類，從而得到互不相關的幾個綜合指標，而在分析圖上只顯示最重要的兩個指標，形成二維圖。利用PCA可以在最大程度上體現(xiàn)不同樣品之間的差異。12個樣品的PCA結果如圖1所示，PC1軸對應的第1主成分可以反映樣品原本信息的72.689%；PC2軸對應的第2主成分可以反映樣品14.651%的信息。2個主成分累積方差貢獻率為87.34%，大于85%，說明PCA的2個主成分可以基本反映樣品的整體情況，但樣品間的差異主要反映在橫軸上距離的遠近（第1主成分貢獻率顯著，為72.689%）。
由圖1可知，12個樣品在PCA圖上無重疊，識別指數(shù)達到90，說明12個樣品在氣味上存在差異。各樣品在PCA圖中的位置分布及距離遠近反映了樣品之間的氣味差異程度，可以看到樣品間的氣味差異程度不同，其中執(zhí)行同一標準的山西產地的老陳醋樣品之間氣味差異較大，結合PCA結果可知，基于氣味差異電子鼻對山西老陳醋和山西產地的老陳醋產品的區(qū)分效果不是很明顯。
02 山西老陳醋和老陳醋的氣味成分定性分析
根據樣品中的揮發(fā)性化合物在色譜柱MXT-5和MXT-1701上的保留指數(shù)，比對AroChembase數(shù)據庫對化合物進行定性，并獲得可能存在的化合物信息。圖2為12個醋樣品中的揮發(fā)性組分在色譜柱MXT-5中分離經FID檢測器檢測得到的色譜圖。可以看出電子鼻對醋中的揮發(fā)性成分有明顯的響應，山西老陳醋和山西產地的老陳醋樣品的色譜峰的形狀和個數(shù)基本相近，但12個樣品的氣味化合物峰面積有所不同，說明其所含有的氣味成分相似但在含量上存在差異。
03 基于電子舌對山西老陳醋和老陳醋滋味的檢測結果
采用電子舌對老陳醋和山西老陳醋樣品進行檢測，兩類食醋的PCA結果可以看出明顯差異（圖3），老陳醋和山西老陳醋在PCA圖上的識別指數(shù)達到93，說明12個樣品之間在滋味上存在差異，其中5個山西老陳醋樣品之間的距離較近，并呈小范圍聚集，而7個老陳醋之間的距離相對較遠，說明不同廠家的老陳醋樣品間滋味差異大于山西老陳醋。這也進一步說明山西老陳醋和老陳醋雖然總酸含量均達到6.00g/100mL，但是兩類食醋在整體滋味上是不同的。
04 基于電子舌味覺分析山西老陳醋和老陳醋的滋味差異
采用電子舌的滋味分析功能測定山西老陳醋和老陳醋的滋味差異，從基于電子舌檢測的山西老陳醋和老陳醋在7根傳感器上的滋味評分雷達圖（圖5）可以明顯地看到12個樣品的響應分值不同，說明電子舌配置的7根傳感器基于滋味可以識別樣品間的差異。根據味覺分析功能（圖6）給出的12個樣品的酸味、咸味和鮮味評分結果，可以看到電子舌對于12個樣品在酸味、咸味和鮮味的響應是不同的。整體上呈現(xiàn)老陳醋比山西老陳醋的酸味評分值高的現(xiàn)象。
本研究采用Heracles NEO超快速氣相色譜電子鼻和Astree電子舌對市售不同執(zhí)行標準的山西老陳醋和山西產地的老陳醋樣品進行檢測，結合PCA和DFA結果顯示，12個樣品在氣味和滋味上存在差異，采用電子舌基于滋味差異可以區(qū)分山西產地的老陳醋和山西老陳醋樣品，通過電子舌的味覺分析功能檢測發(fā)現(xiàn)整體上呈現(xiàn)老陳醋比山西老陳醋的酸味評分值高的現(xiàn)象；但電子鼻基于氣味差異對兩類老陳醋產品區(qū)分效果不是很明顯。利用電子鼻從2類老陳醋共12個樣品中共檢出33種氣味化合物，其中酸類化合物5種、酯類化合物6種、醇類化合物7種，醛類化合物4種，酮類化合物3種，酚類化合物2種，其他類化合物6種，33種氣味化合物中有25種為共有氣味成分。山西老陳醋和老陳醋的氣味化合物種類相似，但不同樣品之間存在一定的含量差異，這可能是造成12個樣品之間存在氣味差異的主要原因。后期可以對差異性大的揮發(fā)性化合物進行定量分析，并結合氣味閾值計算氣味活性值，根據氣味活性值的大小確定氣味化合物對食醋氣味的整體貢獻值，從而找到對山西老陳醋香氣起關鍵作用的氣味成分。
來源：感官科學與評定，轉載請注明來源。
參考文獻：喬羽,王艷艷,曾紅艷,等.基于電子鼻和電子舌技術對山西老陳醋和老陳醋的風味檢測[J].食品與發(fā)酵科技,2024,60(02):115-122.
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01基于電子鼻對山西老陳醋和老陳醋氣味的檢測結果
采用電子鼻對山西老陳醋和老陳醋共12個樣品進行檢測，以所有色譜峰為變量進行PCA。PCA是一種可以將多個指標的信息經過數(shù)據轉換及降維，并對降維后的特征向量進行線性分類，從而得到互不相關的幾個綜合指標，而在分析圖上只顯示最重要的兩個指標，形成二維圖。利用PCA可以在最大程度上體現(xiàn)不同樣品之間的差異。12個樣品的PCA結果如圖1所示，PC1軸對應的第1主成分可以反映樣品原本信息的72.689%；PC2軸對應的第2主成分可以反映樣品14.651%的信息。2個主成分累積方差貢獻率為87.34%，大于85%，說明PCA的2個主成分可以基本反映樣品的整體情況，但樣品間的差異主要反映在橫軸上距離的遠近（第1主成分貢獻率顯著，為72.689%）。
由圖1可知，12個樣品在PCA圖上無重疊，識別指數(shù)達到90，說明12個樣品在氣味上存在差異。各樣品在PCA圖中的位置分布及距離遠近反映了樣品之間的氣味差異程度，可以看到樣品間的氣味差異程度不同，其中執(zhí)行同一標準的山西產地的老陳醋樣品之間氣味差異較大，結合PCA結果可知，基于氣味差異電子鼻對山西老陳醋和山西產地的老陳醋產品的區(qū)分效果不是很明顯。
圖1 12個樣品PCA圖
02 山西老陳醋和老陳醋的氣味成分定性分析
根據樣品中的揮發(fā)性化合物在色譜柱MXT-5和MXT-1701上的保留指數(shù)，比對AroChembase數(shù)據庫對化合物進行定性，并獲得可能存在的化合物信息。圖2為12個醋樣品中的揮發(fā)性組分在色譜柱MXT-5中分離經FID檢測器檢測得到的色譜圖。可以看出電子鼻對醋中的揮發(fā)性成分有明顯的響應，山西老陳醋和山西產地的老陳醋樣品的色譜峰的形狀和個數(shù)基本相近，但12個樣品的氣味化合物峰面積有所不同，說明其所含有的氣味成分相似但在含量上存在差異。
圖2 12個樣品的電子鼻色譜圖
對兩類老陳醋產品共12個樣品的揮發(fā)性氣味化合物進行鑒別，根據Kovats保留指數(shù)定性出可能的氣味成分、感官描述以及嗅覺閾見表2。物質氣味的強弱由嗅覺閾值的大小來反映，在含量相同的情況下，閾值越低說明該物質的氣味越強烈。由表2可知，從2類老陳醋共12個樣品中共檢出33種氣味化合物，其中酸類化合物5種、酯類化合物6種、醇類化合物7種，醛類化合物4種，酮類化合物3種，酚類化合物2種，其他類化合物6種，33種氣味化合物中有25種為共有氣味成分。根據定性結果發(fā)現(xiàn)兩類老陳醋在化合物種類上差異較小，但同一氣味物質成分的峰面積不同，即氣味化合物存在含量上的差異，這可能是造成12個樣品之間存在氣味差異的主要原因。此外在所有樣品中都檢測到糠醛和吡嗪類物質。
表2 AroChembase數(shù)據庫分析山西老陳醋和老陳醋中可能的氣味信息
采用電子舌對老陳醋和山西老陳醋樣品進行檢測，兩類食醋的PCA結果可以看出明顯差異（圖3），老陳醋和山西老陳醋在PCA圖上的識別指數(shù)達到93，說明12個樣品之間在滋味上存在差異，其中5個山西老陳醋樣品之間的距離較近，并呈小范圍聚集，而7個老陳醋之間的距離相對較遠，說明不同廠家的老陳醋樣品間滋味差異大于山西老陳醋。這也進一步說明山西老陳醋和老陳醋雖然總酸含量均達到6.00g/100mL，但是兩類食醋在整體滋味上是不同的。
圖3 基于電子舌檢測的山西老陳醋和老陳醋的PCA圖
利用DFA對兩類老陳醋共12個樣品滋味進行分析，結果見圖4。DF1和DF2的貢獻率分別為97.603％和1.586％，累積貢獻率達99.189％，基本包含了原始數(shù)據的全部信息。其中5個山西老陳醋樣品都位于坐標軸的右側，且對應位置間的距離相對較近；山西老陳醋和山西產地的7個老陳醋樣品中間有明顯的分界線，與PCA圖相比，DFA圖中12個樣品區(qū)分性較好，同類別的山西老陳醋樣品分布更集中，離散度更小，山西老陳醋和老陳醋樣品間的區(qū)分更顯著，表明基于滋味差異電子舌可以區(qū)分老陳醋和山西老陳醋。
圖4 基于電子舌檢測的山西老陳醋和老陳醋的DFA圖
04 基于電子舌味覺分析山西老陳醋和老陳醋的滋味差異
采用電子舌的滋味分析功能測定山西老陳醋和老陳醋的滋味差異，從基于電子舌檢測的山西老陳醋和老陳醋在7根傳感器上的滋味評分雷達圖（圖5）可以明顯地看到12個樣品的響應分值不同，說明電子舌配置的7根傳感器基于滋味可以識別樣品間的差異。根據味覺分析功能（圖6）給出的12個樣品的酸味、咸味和鮮味評分結果，可以看到電子舌對于12個樣品在酸味、咸味和鮮味的響應是不同的。整體上呈現(xiàn)老陳醋比山西老陳醋的酸味評分值高的現(xiàn)象。
圖5 12個樣品在7根傳感器上的滋味雷達圖
圖6 12個樣品的酸味、咸味和鮮味相對強度趨勢
結論本研究采用Heracles NEO超快速氣相色譜電子鼻和Astree電子舌對市售不同執(zhí)行標準的山西老陳醋和山西產地的老陳醋樣品進行檢測，結合PCA和DFA結果顯示，12個樣品在氣味和滋味上存在差異，采用電子舌基于滋味差異可以區(qū)分山西產地的老陳醋和山西老陳醋樣品，通過電子舌的味覺分析功能檢測發(fā)現(xiàn)整體上呈現(xiàn)老陳醋比山西老陳醋的酸味評分值高的現(xiàn)象；但電子鼻基于氣味差異對兩類老陳醋產品區(qū)分效果不是很明顯。利用電子鼻從2類老陳醋共12個樣品中共檢出33種氣味化合物，其中酸類化合物5種、酯類化合物6種、醇類化合物7種，醛類化合物4種，酮類化合物3種，酚類化合物2種，其他類化合物6種，33種氣味化合物中有25種為共有氣味成分。山西老陳醋和老陳醋的氣味化合物種類相似，但不同樣品之間存在一定的含量差異，這可能是造成12個樣品之間存在氣味差異的主要原因。后期可以對差異性大的揮發(fā)性化合物進行定量分析，并結合氣味閾值計算氣味活性值，根據氣味活性值的大小確定氣味化合物對食醋氣味的整體貢獻值，從而找到對山西老陳醋香氣起關鍵作用的氣味成分。
來源：感官科學與評定，轉載請注明來源。
參考文獻：喬羽,王艷艷,曾紅艷,等.基于電子鼻和電子舌技術對山西老陳醋和老陳醋的風味檢測[J].食品與發(fā)酵科技,2024,60(02):115-122.
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