文献应用
【人工智能】基于智能感官评价技术的苦荞米饭差异分析
2024-11-12 09:08  浏览:15
苦荞(Fagopyrum tataricum)是一种蓼科 (Polygonaceae)荞麦属(Fagopyrum Mill.)一年生草本植物。苦荞是一种可为人类提供优质营养,具有较好食用价值及保健功能的特色杂粮,具有很多其他农作物无法比拟的优点。
电子感官评价系统主要包括电子眼、电子舌和电子鼻,能够实现对样本色泽、滋味和气味的评定。人工感官评价是指经过专业培训的人员通过眼、耳、鼻、舌、口对产品看、听、闻、 尝和触摸,评价食品风味品质的一种方法。感官评价技术已由单一手段发展到人工感官评价与仪器分析相结合。但目前综合利用电子眼、电子舌和电子鼻对苦荞米感官品质评价的研究不多。本研究采用电子感官评价系统结合人工感官评价,系统比较了11种比例苦荞米饭色泽、滋味和气味的差异,为苦荞米饭食用及品质评价提供理论参考。
01 材料与方法
1.1 实验材料
1.2 电子眼检测
将样本置于白板同一位置进行拍摄,每个样品重复测定6次。对采集的图像提取图像中心圈的特征信息,记录占比大于1%的色号作为分析数据。
1.3 电子舌检测
米饭与水按照1:15的比例混匀,浸泡10 min,取80 mL待测液放于电子舌专用杯中检测。电子舌传感器名称及其性能描述见表2。
1.4 电子鼻检测
准确称取5 g试样,放入顶空瓶内,40℃恒温金属浴加热10 min。捕集阱初始温度40 ℃,捕集阱最终温度250℃,捕集阱分流速率10 mL/min,捕集持续时间50 s,进样口温度200℃,进样口压力10 kPa;进样量5000 μL,注射速度125 μL/s,数据采集周期(0.01 s)采集时间110s;每个样品重复测定5次。
1.5 人工感官评价
邀请10位具有感官品评经验的人员,对苦荞米饭进行感官评价,评分细则见表3。
02 结果与讨论
2.1 苦荞米饭的颜色差异
通过电子眼检测,占比在1%以上的特征色号有22个。其中,随着苦荞米添加量的增加,占比在增大的特征色号有13个,如:1619、1875、1876、1891、1892、1893、2147、2148、2163、2164、2165、2421、2437;随着苦荞米添加量的增加占比在减少的特征色号有9个,如:2709、2982、2983、2984、3000、3255、3256、3257、3273。为验证电子眼采集图像的稳定性,以确保实验数据的可靠性,计算样本的相对标准偏差(Relative standard deviation, RSD),结果如表4所示。样本特征色号RSD值均小于5%,表明电子眼采集的苦荞米饭色泽数据具有良好的重现性,可满足后续分析。
2.2 不同比例苦荞米饭的滋味分析
对所有样品电子舌传感器的响应值绘制雷达图(图1),其中SCS苦味传感器、CPS基本味传感器的响应值最高,其次是ANS甜味传感器、CTS咸味传感器、PKS基本味传感器的响应值较高。
通过味觉分析比较发现不同比例苦荞米饭的滋味呈现一定的规律性,随着苦荞米添加量的增大,各传感器的响应值也随之增大。上述结果表明,不同比例的苦荞米饭滋味会因苦荞米添加量的不同而逐渐变化。这一结果表明,不同比例的苦荞米饭滋味会因苦荞米添加量的不同而逐渐变化。
2.3 不同比例苦荞米饭的气味分析
经电子鼻测定的线性判别分析如图2所示。由图可知,LD1的贡献率为52.2%,LD2的贡献率为31.9%,其累计贡献率为84.1%,能够反映样品中的大部分气味信息。1、2、11号样本与其余样本距离较远,表明了1、2、11号样本与其余样本之间的差异较大。6~10号样本距离较近,存在部分重叠现象,说明这几组样本气味相似,并且随着苦荞米添加量的增大,样本呈现出从左向右依次移动的趋势。1、2号样本米饭的香味较重、苦荞的香味较淡,苦荞香味从3号样本开始逐渐明显,11号样本苦荞味过重。
2.4 不同比例苦荞米饭的人工感官评价分析
由图3可知,样品的各感官指标均存在显著性差异,各指标的得分均呈现先上升后下降的趋势,其中3号样品的得分最高,表明3号样品的滋味口感程度最易被评价员接受。添加一定的苦荞米可以改善米饭的滋味口感,苦荞米的添加量过大则会降低米饭的滋味口感。在香气方面,苦荞米添加量越大,苦荞味愈发浓郁,米饭的香味逐渐降低。
结合电子鼻测定结果可知,随苦荞米添加量的增大,14种挥发性化合物的含量随之增大,16种化合物的含量随之减少。1、2号样品苦荞香味较淡,3号样品苦荞香味明显,人工感官评价结果与之具有一致性。对于外观结构而言,随着苦荞米添加量的增大,米饭颜色变得越来越暗沉,这与电子眼测定结果一致。适口性、冷饭质地的得分变化趋势与质构指标的变化趋势一致,3号样品得分显著高于其他样品得分,添加适量的苦荞米可以改善米饭的质地、口感,但随着苦荞米添加量的增大,米饭的弹性降低、质地变差。在滋味方面,苦荞米添加量越高,苦味越重,滋味得分越低,越不易被评价员所接受。4号样品开始出现苦味较重的现象,且4号样品和3号样品差异明显,这与电子舌测定结果具有一致性。
03 结论
人工感官评价结果与智能感官评价结果一致,且3号样品的得分显著高于其他样品,表明3号样品更易被评价员所接受。智能感官评价技术与人工感官评价有机结合,可以更有效地评价苦荞米饭的感官品质。
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