基于电子舌对27份宫保鸡丁样品进行味觉品质分析

　　基于电子舌对27份宫保鸡丁样品

　　

　　进行味觉品质分析

　　

　　汪长钢l，贾红亮1，潘 妍1，于佳宏2

　　

　　（1北京农业职业学院，北京 102442;2 威海海洋职业学院，山东威海 264300）

　　

　　基金项目;北京农业职业学院院级课题"电子舌在菜肴工业化中的可行性研究"（XY-YF-16-26）;特色高水平院校建设项目-打造技术创新平台-食品营养与安全应用技术协同创新中心（PXM2021 157102 00005）。

　　

　　作者简介∶汪长钢（1986—），男，汉族，安徽宣城人，硕士，副教授。研究方向∶食品加工及食品检测相关。

　　

　　摘 要∶实验通过电子舌对27份宫保鸡丁样品进行味觉测定，对测定的数据采用相关性分析、主成分分析找出其中影响宫保鸡丁味觉质量的指标。 实验发现苦味是27份样品差异最大的味觉参数，相关性分析发现苦味和苦味回味极其相关，甜味与苦味、苦味回味显著相关，涩味和涩味回味显著相关，鲜味和酸味显著不相关。结果表明，4个主要成分能够表达宫保鸡丁的味觉指标信息，主成分PC1、PC2的方差贡献率分别达到 45.7??18.6??影响PC1的味觉依次苦味、酸味、苦味回味、甜味、丰富性，这些味觉指标决定了宫保鸡丁的味觉品质。

　　

　　关键词∶电子舌;主成分分析;相关性分析;宫保鸡丁

　　

　　电子舌由人工脂膜传感器阵列、模式识别系统、数字信 号釆集系统3大部分组成。电子舌通过3大系统模拟人舌作 用，对检测样品进行识别、分析，利用多元统计方法对所得 检测数据进行分析处理，最终对检测样品进行分析和评价。 人工脂膜传感器可以检测待测样品溶液的酸、甜、苦、咸、 鲜及后味，检测结果呈现数字信号，电子舌也是近些年快速 发展得到应用的食品分析检测仪器'冈。

　　

　　目前，电子舌分析技术已被广泛应用到食品技术领域。 可以被用来辅助新食品的研发、食品质量的控制、食品的溯 源。市场上已被应用且评价不错的设备有法国Alpha MOS 电子舌和日本Insent电子舌。其中日本Insent公司的电子舌 被研究工作者应用到啤酒、日本米酒、液体乳等多种食品的 品质分析电子舌还可以被用做饮料的辨别、植物油的 识别、茶叶品质评价、肉类和牛乳等品质区分以及食源性致 病菌和农药的定性定量分析戸叫除此之外电子舌技术还能 够快速区分鸡肉品质等级和品质，被看作是鸡肉品质评价的 重要手段，证明电子舌在肉制品加工中的应用潜力

　　

　　中国烹饪源远流长，历史悠久，已形成独有的餐饮文化。 随着餐饮业的发展，对菜肴工业化的需求越来越大。菜肴工 业化中菜品的研发又是重中之重，研发中感官评价目前依靠 人的舌头品尝，人舌感官评价受许多种因素影响，使感官评 价的判断结果并不稳定，时有误差。随着电子舌分析技术的 成熟，将其用到菜肴的研发和生产中，必定会对菜肴工业化 生产有积极作用，为人们规范菜肴味觉标准提供科学依据。 电子舌分析检测技术在很多领域被运用，但尚未在菜肴的味 觉分析中运用面。电子舌利用其味觉分析的优势，可以改变 通过舌头对味觉辨别以及对味道喜好的评价方法。电子舌对 菜肴不同味道的测试，进而获得数据，对数据进行主成分分 析及相关性分析处理，从而评判菜肴等级。电子舌还可以被 大型酒店、餐饮连锁店对菜肴味道的监测和调节味型，可以 替代传统的菜肴调味技术，从而实现菜肴成品味觉的标准 化。将电子舌运用于中式菜肴加工，对菜肴标准化、工业化 发展具有重要的现实意义叶坷。

　　

　　本文通过电子舌对27个宫保鸡丁样品进行味觉指标分 析，找到味觉指标中各个指标间的相互关系，并确定不同菜 肴差异显著的指标。然后通过主成分分析找到影响宫保鸡丁 味觉的主要味觉参数，并验证电子舌对宫保鸡丁味觉测定的 可行性。

　　

　　1材料与方法

　　

　　1.1材料与仪器

　　

　　1.1.1材料

　　

　　宫保鸡丁，从本地区27个不同饭店取样，并记录为 1〜27号样品，样品不冷藏不冷冻，3 h内制备成待测试样。

　　

　　试剂：Reference溶液(人工唾液/参比溶液)：氯化钾 +酒石酸；负极清洗液：水+乙醇+盐酸；正极清洗液：氯 化钾+水+乙醇+氢氧化钾，均来自日本INSENT公司。 1.1.2仪器设备

　　

　　日本 INSENT 公司 TS-5000Z 电子舌、Eppendorf 5920 R高速大容量冷冻离心机。

　　

　　1.2试验方法

　　

　　1.2.1样品的制备方法

　　

　　宫保鸡丁样品溶液的制备：①将成品菜放入打浆机中 打碎；②用天平准确称取样品10.00 g放入烧杯中；③加入 200 mL蒸馅水，盖上玻璃盖，放在电炉上煮沸，煮沸后， 计时2 min取下；④对样品液进行过滤，滤液收集到锥形瓶 中；⑤用吸量管吸取50 mL滤液到离心管中，记录剩余滤 液数；⑥对样品液离心管用蒸馅水进行配平；⑦将离心管放 入离心机中进行离心，10 000 r/min,持续15 min；⑧离心完成后，将样品液过45卬n水系滤膜，取滤液10 mL用蒸 偏水稀释到200 mL,标记样品待检测。

　　

　　1.2.2试验设计

　　

　　试验选取宫保鸡丁作为试验菜肴，因其在中餐中具有代 表性，制作过程添加调料较多，味觉较为丰富。人们对不同 餐馆相同菜肴的评判标准基本是好吃或不好吃，而量化判断 无从下手，试验试图通过味觉指标来判断菜肴好坏。

　　

　　电子舌测定原理：电子舌首先测定参比溶液的电势阡 作为基准电势；然后测定样品的电势坏；用参比溶液清 洗；再次测试参比溶液电势皿*进行回味测定；用专用洗净 溶液彻底清洗传感器。试验能测出9种味觉指标，分别是 酸味(Sourness)、甜味(Swee妹ess)、苦味(8z说emess)、 咸味(Saltiness)、鲜(Umami)、丰富性(Richness)、 涩味(^stringency)、苦味回味(4徊〃asteM)和涩味回味 {Aftertaste-A )。

　　

　　1.2.3数据统计与分析

　　

　　采用Excel2016进行数据整理，比较不同味觉指标的相 对强度。并通过RStudio软件进行相关性分析(Correlation Analysis, CA)和主成分分析(Principalcomponent Analysis, PCA)筛选核心宫保鸡丁核心味觉指标。

　　

　　2结果与分析

　　

　　2.1不同宫保鸡丁样品味觉指标相对强度

　　

　　将制备的27份宫保鸡丁样品用电子舌进行分析，分别 测出9种味觉指标。将得到的数据用Excel2016绘制箱线图 (见图1),并剔除其中的异常值。由图1可知，27份样品 测试后，差异性最大的为苦味，其次为甜味、酸味、苦味回味、 咸味，涩味、涩味回味和鲜味差别不大。电子舌技术指标显 示，测定的相对强度指标大于1时能够被感官评定识别出来， 表明27份样品在被品尝时苦味、酸味、甜味的差别能够感 知出来。由图1可知，苦味差别非常显著，不同的烹饪工艺中， 苦味差异最明显。

　　

　　2.2基于宫保鸡丁味觉指标的相关性分析

　　

　　用RStudio软件对27份样品的味觉指标进行Pearson相 关性分析，并绘制热图。从图2可以看出各味觉指标的相关 性，相关性的数字来表示，其中1表示显著相关，0表示完 全不相关。结果表明苦味和苦味回味极其相关，甜味与苦 味、苦味回味显著相关，涩味和涩味回味显著相关，鲜味和 酸味显著不相关。在制作菜肴时显著相关的味觉指应相结合 考虑。

　　

　　2.3宫保鸡丁味觉指标的主成分分析

　　

　　通过RStudio软件中factoextra安装包对实验中的数据 进行主成分分析并绘图，主成分分析法是一种简化数据集的 方法，其通过线性变化来减小相关多维变量的维数。通过构 造适当的值函数，低维系统进一步转换为一维系统。此变换 将数据转换为新的坐标系，以便任何数据投影的第一个大方 差在第一个坐标上(称为第一个在主成分上)，第二个大方 差在第二个坐标上(在第二个主成分上)。主成分分析通常用 于减少数据集的维数，同时保持对数据集贡献最大差异的 特征。

　　

　　由图3可知，主成分分析的结果显示，4个主要成分基 本能反应宫保鸡丁的味觉指标信息，其累积方差贡献率超 过80%。结果中主成分FC1、FC2的方差贡献率分别达到 45.7%、18.6%o

　　

　　图4直观的展示了宫保鸡丁各味觉指标在主成分PC1 和FC2中的分布情况。颜色的差异代表了各味觉指标对 PCX的贡献率大小，越接近圆周线的贡献率越大。贡献率大 小依次为苦味、酸味、苦味回味、甜味、丰富性等。其次载 荷图中各指标的向量解释了相互之间的关系。苦味及苦味回 味、涩味和涩味回味正相关。甜味和酸味、咸味负相关。

　　

　　试着用载荷图去解释味觉的增强、相消作用。味觉相消 作用，有经验的厨师在制作菜肴时，如果烹调过酸或过咸时, 适当的加点糖，能对酸和咸进行减弱。由于甜和酸、咸呈负 相关，有味觉增强的作用，在咸味菜肴中加少量的食醋，就 可以使菜肴咸味增强。

　　

　　从图5可以看出，除了 16号和17号样品、18号和21号样品有部分重叠外，其他样品均能很好鉴定分离出。说明取样 的宫保鸡丁味觉指标能通过电子舌很好的区分。通过主成分分 析发现，样品被很好的分成了 3类。这可能跟宫保鸡丁做法有 关，这也说明釆样的27份宫保鸡丁釆取了 3种烹饪方法。

　　

　　3结论

　　

　　中式菜肴在全国范围内种类繁多，“八大菜系”声名远洋。 近些年关于中式菜肴的创新、标准化生产发展迅速。中式菜 肴的工业化、标准化生产被广泛研究。标准化不仅涉及到生 产工艺，还有产品质量检验。但长期以来中式菜肴的味觉质 量检验都通过品评员的口进行评判，人有主观、易疲劳等弱 点。所以创新中式菜肴味觉质量的检验方法非常重要。

　　

　　本研究通过电子舌测定房山地区27家饭店所做宫保鸡 丁的9种味觉指标。测定的数据通过相关性分析和主成分分 析，进行描述性的统计。从相关性分析发现苦味和苦味回味 极其相关，甜味与苦味、苦味回味显著相关，涩味和涩味回 味显著相关，鲜味和酸味显著不相关，这些特点在主成分分 析的载荷图中也得到证实。其次通过主成分的载荷图发现传 统的一些烹饪手法，如菜肴过咸或过酸，可以通过加糖解决, 这是理论层面首次验证这些经验。最后通过主成分散点图， 发现电子舌能很好地区分27份宫保鸡丁样品，所以用电子 舌来评判宫保鸡丁的味觉质量是可行的。实验尚有待完善的 地方，即实验没有进行感官实验，如果能将感官实验评判出 大众好吃的与电子测定味觉进行比较，能得出更有价值的信 息。菜肴的味觉质量不简单是数据，而是能让人感到舒服愉 悦的一种状态。

　　

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