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智能感官 | 利用电子鼻检测不同香辛料熬制的卤汤
        香辛料是利用植物的种子 、花蕾 、叶茎 、树皮 、根块 、果实或其提取物制成的一类具有芳香 、辛香等典型风味的天然植物性原料统称。本研究首次利用电子鼻检测肉制品加工中不同香辛料熬制出的调味卤汤,通过采取主成分分析、线性判别分析2种模式来对优化信息进行处理,以期获得不同香辛料配方对卤汤的影响,从而为酱卤肉制品的调味提供合理建议,为其加工工艺的改进提供有效的理论依据。 
        一、材料与试剂
        材料
        小茴香 、肉桂 、八角 、花椒 、草果 、豆蔻 、砂仁 、甘草、香叶、丁香 、白芷 、山奈 ,市售
        样品的制备
        12种香辛料骤制作卤汤,基础配方见表1。然后固定11种香辛料配方,通过改变某种香辛料的比例来制备样品,各香辛料浓度设5个水平 (表2),样品总量为60个 。
智能感官-利用电子鼻检测不同香辛料熬制的卤汤1
智能感官-利用电子鼻检测不同香辛料熬制的卤汤2
        二、电子鼻检测条件
        样品气体流量 1L/min,检测时间180s,等待进样时间108s,清洗时间120s,一般清洗2~3次每个样品平行测定4次。
        三、结果与分析
        电子鼻数据主要采用的分析方法有主成分分析 (princi—palcomponentsanalysis,简称PCA)法 、线性判别分析 (lineardiscriminantanalysis,简LDA)法。
        不同香辛料的PCA分析结果
        由图1可知,小茴香第1主成分贡献率达92.6% ,第1主成分 、第2主成分的总贡献率均达到 99.4% ,小茴香样品之间的差别主要是由第1主成分决定的 ,第1主成分主要为芳香族化合物类 ,这与事实也相符 ;此外,从香叶 、草果 、八角 、花椒等材料中也可得出类似的结论;而对肉桂进行分析得出,其第1主成分 、第2主成分均对 肉桂的风味有一定的影响,这说明芳香族化合物类、氮氧化合物、低分子胺类对其风味有一定影响,这是肉桂不同于其他11种香辛料风味特征的主要原因 。
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        不同香辛料的LDA分析结果
        由图2可知,除了肉桂2比较接近外,其他组分均分布较远,呈现无规律的变化情况;同时发现,香辛料D,均高于80%,说明LDA对各香辛料的区分辨别效果非常明显 。所有香辛料均不随添加量呈现比例等值的变化,这可能有3个原因:(1)每种香辛料的风味均有多种物质组成;(2)不同风味物质浓度不呈现比例累积的趋势,可能会有相乘作用、加强作用,甚至还会有相杀作用;(3)可能与本研究为不同香辛料组的混合卤汤这个检测对象有关。
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        香辛料特征值比较
        通过对不同香辛料综合分析,为了更好地比较各种香辛料对汤料的影响,将其换算成风味特征值。由表3可知,山柰对风味的影响最大 ,小茴香、丁香、甘草、肉桂、草果次之,其他的影响较小。总体比较,所测 12种香辛料做成的汤料对整体风味特征值的排序为山柰 >小茴香 >丁香 >草果 >甘草 >肉桂 >花椒 、白芷 >豆蔻 >砂仁 >八角 >香叶。从显著性差异比较来看,单种香辛料特征值都很明显 ,结合图1、图2,可以通过主成分1、2来进行成功预测,卤汤中某种香辛料的增加或者减少,对卤汤风味的影响可以通过电子鼻来成功地判断是哪种香辛料成分。
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        雷达图分析
        在雷达图分析过程中,发现12种香辛料的变化趋势基本一致,以小茴香 、豆蔻为例进行解释 ,详见图3、图4。由图3可知,5种不同小茴香浓度样品的电子鼻传感器响应值的大致轮廓相似 ,说明5种样品的整体风味相似,符合试验设计要求;但仍有一些差别,主要表现在雷达图中的2、5、11、12、13的传感器信号差别,这是由于小茴香含量不同造成的,表明传感器能够识别小茴香的风味物质。由图3还可见,小茴香3的图形位于最外圈,总体特征值最大,表明感应器对样品3的小茴香成分敏感度大于其他4个样品中小茴香成分添加量,间接表明人类对香辛料整体风味的感受与香辛料含量并不呈正相关,并非香辛料添加量越多,人体嗅觉感受越明显。
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        由图4可知,豆蔻3样品的图形位于最外圈,总体特征值明显大于其余4种样品,表明电子鼻对豆蔻3样品风味更敏感,同时说明该样品中豆蔻的添加量对整体气味、风味影响最明显,高于或低于此添加量,对于产品的气味影响都较小。
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        结论
        12种食用香辛料对整体风味影响因素排序为山柰 >小茴香 >丁香 >草果 >甘 草 >肉桂 >花椒 、白芷 >豆蔻 >砂仁 >八角 >香 叶,主成分分析 (PCA)完全可以识别12食用香辛料中任意1种香辛料添加量的变化,线性判别分析 (LDA)使样品类内距离变小、类间距离变大,使模式在空间中有最佳的分离性。根据对雷达图分析表明,人体对于香辛料整体风味的感觉与香辛料含量并不呈正相关,并非香辛料添加量越多,人体嗅觉感受越明显。
参考文献:王储炎,熊国远,贾敬敏,袁士光,方义均.利用电子鼻检测不同香辛料熬制的卤汤[J].江苏农业科学,2017,45(10):136-140.DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2017.10.039.
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