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基于电子舌和电子鼻结合氨基酸分析鱼香肉丝调料风味的差异

【智能感官】基于电子舌和电子鼻结合氨基酸分析鱼香肉丝调料风味的差异

电子鼻（Electronic nose）和电子舌（Electronic tongue）是模仿人体嗅觉和味觉机理的仿生检测设备，具有检测周期短、样品处理简单、检测灵敏度高、结果可靠等优点，分别能够从气味和滋味方面识别样品中整体风味信息。本文应用电子鼻、电子舌和氨基酸分析技术，从气味和滋味角度对不同品牌鱼香肉丝调料的风味品质进行检测。

一、材料与方法

材料与仪器

不同品牌鱼香肉丝调料，编号为A、B、C、D、E、F。

实验方法

电子鼻分析电子鼻的传感器阵列由 18 种金属氧化物传感器组成，分布在主机的 3 个矩阵室，每个矩阵室有 6 根非专一性传感器，对一类或几类物质敏感。

电子舌分析电子舌实验采用 Astree 电子舌第六套传感器，该套传感器包括 AHS-Sourcess，PKS，CTS-Saltiness，NMS-umami，CPS，ANS，SCS 共 7 根传感器，选择 Ag/AgCl 作为参比电极。

二、结果与分析

电子鼻对不同品牌鱼香肉丝调料的气味分析

通过电子鼻分析鱼香肉丝调料的气味指纹图谱，也称气味雷达图，结果见图 1。图中为不同品牌鱼香肉丝调料对电子鼻 18 个传感器相应信号强度大小，除 LY2/LG、 LY2/G、 LY2/AA、 LY2/Gh、LY2/gCT1 和 LY2/gCT 传感器信号强度差异不明显，其余 12 个传感器信号强度差异较为明显，其中传感器 T30/1、P10/1、P10/2、P40/1、T70/2、PA/2、P30/1、P40/2、P30/2 信号响应强度大小顺序为：D>C= B>A>F>E。表 2 列出 18 个传感器对应敏感物质类型，结合图 1 可知，LY2/LG、LY2/G、LY2/AA、LY2/Gh、LY2/gCT1 和 LY2/gCT 传感器对应敏感类物质如氮氧化合物、硫化物、丙酮、丙烷和丁烷等，说明样品在以上该类型物质方面差异性不明显，而剩余的传感器对极性物质、非极性物质（碳氢化合物类、氨、氯）、芳香类（甲苯、二甲苯）、胺类和氯类等物质敏感，表明样品在以上该类型物质方面差异性显著。

采用 PCA 分析鱼香肉丝调料的香气，结果如图 2 所示。在图 2 中，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的累积贡献率为 95.3%，大于 80.0%，表明主成分可以反映样品香气的整体信息。鱼香肉丝调料的香气成分区域无重叠，说明 PCA 分析法可以对其进行有效区分。PC1 贡献率远大于 PC2，说明样品在横坐标距离越大，其差异性越大。样品的横坐标大小排列顺序为 D>C=B>A>F>E，该顺序与雷达信号响应强度大小顺序相同。同时，样品 B 和C 的横坐标分布距离较近，说明样品 B 和 C 二者的香气较为相似，其它样品 A、D、F 和 E 的横坐标存在差异，表明样品 A、D、F 和 E 香气差异性明显。

电子舌对不同品牌鱼香肉丝调料的滋味分析

图 3 为电子舌分析鱼香肉丝调料的滋味雷达图。由图 3 可见，电子舌的传感器相对强度值存在明显差异，表明电子舌可有效地区分不同样品的滋味。不同样品的酸、咸、鲜、甜和苦 5 种味觉相对强度值从大到小的顺序为：咸味为 E>F>C>B>A>D，鲜味为 E>B>F>C>D>A，苦味为 E>F>C>B>D>A，酸味为 D>A>B>C>F>E，甜味为 A>E>B>C>D>F，表明不同样品的滋味存在明显差异。

电子舌对鱼香肉丝调料滋味进行 PCA 分析，其主成分载荷矩阵如图 4 所示。由图 4 可见，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的累积贡献率为89.3%，大于 80.0%，表明电子舌 PCA 分析能够反映样品滋味的整体信息。样品的数据点相对集中，说明样品的电子舌测定结果的稳定性相对较高，而不同样品的数据点分布于四个象限，表明样品的滋味差异性明显。载荷图是将对第一、二主成分贡献大的影响因子在 PCA 分析的二维图中表示出来，影响因子越靠近样品所在的二维坐标（x，y），则说明载荷因子对其影响越大。图中鲜味和咸味对样品 E、C 和 F 的识别贡献较大，酸味对样品 A、B 和 D 的识别贡献较大。

不同品牌香肉丝调料游离氨基酸呈味贡献分析

氨基酸是一种重要的呈味物质，与滋味的形成密切相关，可进一步区分不同样品滋味的差异性，结果如表 3 所示。由表 3 可见，鱼香肉丝调料共检测出21 种氨基酸，其中存在 6 种必需氨基酸，总游离氨基酸总量（TFAA）分布范围为 451.40~3017.30 mg/kg。根据味觉强度可分为鲜味氨基酸（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）和无味氨基酸（Ps、Cys、Met、β-Ala、HYP、Orn）味道强度值（Taste active value，TAV）来评价整体滋味的贡献，当 TAV 大于 1 时，该物质被认为对样品呈味贡献较大，当 TAV<1 时，表明物质对样品呈味贡献不明显[22] ，样品的氨基酸 TAV 值列于表 3。表中样品中 TAV 大于 1 的氨基酸有谷氨酸、丙氨酸、丝氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、组氨酸和精氨酸，其中所有样品中谷氨酸的 TAV 值最大，表明所有样品的鲜味氨基酸对整体的滋味呈味贡献较大。同样，在甜味氨基酸中，只有样品 E 中丙氨酸和丝氨酸的TAV 值大于 1，说明除样品 E 以外，样品 A、B、C、D 和 F 中甜味氨基酸对甜味贡献不明显。此外，在苦味氨基酸中，样品 E 的缬氨酸、苯丙氨酸和组氨酸以及样品 B 的精氨酸的 TAV 大于 1，但是，苦味通常被鲜味和甜味所掩盖不具有呈味活性[22]。分析表明样品 E 的鲜味氨基酸和甜味氨基酸对整体滋味贡献显著。

将游离氨基酸采用归一化法绘制聚类热图，结果如图 5 所示。由图 5 可见，21 种氨基酸可分为2 个大聚类，其中聚类 1 大部分是由苦味和无味氨基酸组成，聚类 2 大部分则是由甜味和鲜味氨基酸组成。同时，不同调料的聚类可分为 2 个大聚类，其中大聚类 1 为样品 E，聚类 2 由其它 5 种调料组成，说明样品 E 与其它样品的滋味差异明显。

电子舌滋味特性与游离氨基酸相关性分析

以游离氨基酸为自变量 X，电子舌滋味特性为因变量 Y 进行偏最小二乘法分析（PLS），其相关性分析结果如图 6 所示。在 PLS 模型中，自变量和因变量之间的距离表明二者之间的相关性，距离越近，正相关性越强。图中酸味与苏氨酸和羟脯氨酸相关性密切，鲜味、咸味和苦味与谷氨酸相关性密切，甜味与甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸相关性密切。

为进一步探究不同样品的呈味氨基酸和电子舌滋味特性的相关性，Pearson 相关系数用于确定每一个电子舌滋味特性正相关的呈味氨基酸，一般况下，相关系数|r|在 0.8~1.0 之间表示极强相关，0.6~0.8 之间表示强相关，0.4~0.6 之间表示中等强相关，02~0.4 之间表示弱相关]。由图 7 可见，电子舌滋味特性与呈味氨基酸呈现相关性。酸味与苏氨酸和精氨酸呈现强相关，其中与苏氨酸相关性显著（P<0.05）。甜味与甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸和蛋氨酸呈现强相关，其中与甘氨酸相关性显著（P<0.05）。咸味与谷氨酸、缬氨酸和鸟氨酸呈现强相关，鲜味与谷氨酸、丝氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸和鸟氨酸呈现强相关，苦味与谷氨酸、丝氨酸、缬氨酸、胱氨酸和鸟氨酸呈现强相关，其中咸味、鲜味和苦味均是与谷氨酸相关性极显著（P<0.01），结果与氨基酸结果不同，这可能是由于调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现出鲜味，使得咸味和苦味与谷氨酸相关性显著。

三、结论

本文利用电子鼻、电子舌和氨基酸检测对不同品牌的鱼香肉丝调料进行分析，采用主成分（PCA）、聚类分析、Pearson 相关系数和偏最小二乘法（PLS）对调料风味的差异性进行区分。结果表明：电子鼻中 12 个传感器的响应强度差异性明显，其中碳氢化合物、芳香类、胺类和氯类差异显著。PCA 分析法可以有效地区分不同品牌鱼香肉丝调料的香气，样品 B 和 C 的香气较为相似，其它样品的香气差异明显。

电子舌和氨基酸分析可见，不同品牌鱼香肉丝调料在滋味上存在差异性，其中样品 D 的酸味较为突出，样品 A 的甜味较为突出，样品 E 在咸味和鲜味较为突出。同时，在样品 E 中，鲜味氨基酸和甜味氨基酸对整体滋味贡献显著。不同品牌鱼香肉丝调料的滋味特性与大部分游离氨基酸呈现正相关，其中酸味和甜味分别与苏氨酸和甘氨酸相关性显著（P<0.05），咸味、鲜味和苦味与谷氨酸相关性极显著（P<0.01）。

来源：感官科学与评定，转载请注明来源。

参考文献：袁灿,何莲,胡金祥,林丹,乔明锋,蔡雪梅,彭毅秦,易宇文.基于电子舌和电子鼻结合氨基酸分析鱼香肉丝调料风味的差异[J].食品工业科技,2022,43(09):48-55.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2021070282.

云南农大破解核桃油抗氧化难题

光明日报昆明4月29日电（记者张勇、徐鑫雨） 近日，云南农业大学盛军、田洋教授课题组突破核桃油抗氧化难题，研发出替代植脂末的核桃植物基奶粉，并实现成果转化和应用，相关研究成果在国际期刊《食品工程学报》发表。

云南省核桃种植面积、产量居全国首位，但当前核桃高附加值产品少、产业链短、产业效益低，缺乏核桃油抗氧化技术是制约核桃产业发展的关键。多年来人们一直寻求突破核桃油抗氧化技术，研发出替代植脂末的植物基奶粉。

研究团队以核桃油、核桃蛋白等原料，通过比较喷雾干燥和冷冻干燥对核桃油微胶囊结构和品质特性的影响，研究了核桃油微胶囊在咖啡中替代商业奶精的作用。

研究表明，与冷冻干燥相比，喷雾干燥具有更好的包埋率、流动性和氧化稳定性，而热稳定性无明显差异，据此研制的核桃植物基奶粉的保质期超过一年。应用电子鼻和电子舌技术研究结果表明，喷雾干燥法制备的核桃植物基奶粉的口感和风味能够替代市售植脂末，显示了核桃植物基奶粉的广泛应用前景。

目前，该团队已研发出植物基奶茶、植物基核桃等5个系列60多种产品。由盛军教授牵头制定的国家首个《植物基奶粉团体标准》发布实施。

这一创新成果解决了核桃油易氧化问题，增加了核桃油的食用范围及应用场景，延长了核桃产业链，为实现核桃工业化加工提供了技术支撑。

《光明日报》（2024年04月30日 08版）

来源：光明网-《光明日报》

电子鼻和电子舌的应用效果基于电子舌和电子鼻结合氨基酸分析鱼香肉丝调料风味的差异

基于电子舌和电子鼻结合氨基酸分析鱼香肉丝调料风味的差异

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