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基于電子鼻和電子舌不同部位牛肉燉煮風(fēng)味分析
發(fā)布日期:2022-12-30
        本實驗首先選擇辣椒條、上腦、牛腩、腱子肉和牛臀5 個部位進(jìn)行燉煮,在易嚼性、嫩度、彈性、多汁性、殘渣量、油膩感、燉煮口感7 個感官屬性進(jìn)行評價,同時,利用電子鼻和電子舌對5 種部位牛肉的風(fēng)味進(jìn)行分析比較,本研究通過對不同部位燉煮牛肉的滋味和風(fēng)味2 個方面具體的研究,為燉煮牛肉風(fēng)味數(shù)據(jù)庫的建立提供理論參考以及為燉煮牛肉的工業(yè)化制作提供技術(shù)依據(jù)。
        材料與方法
        材料與試劑
        內(nèi)蒙古黃牛的辣椒條、上腦、腱子肉、牛腩和牛臀,5 個部位,市售。
        儀器與設(shè)備
        Heracles快速氣相電子鼻系統(tǒng)、ASTREE電子舌系統(tǒng)
        方法
        感官評價
        采用定量描述性感官分析,選取10 點制(0~9,0表示強度最弱,9表示強度最高)。評價小組由6人組成(3 男3 女,平均年齡25 歲),每個樣品重復(fù)3 次,相鄰的2 次品嘗之間需要用白開水漱口。評價人員根據(jù)ISO8589(2007)標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn),分別對牛肉的易嚼性、嫩度、彈性、多汁性、殘渣量、油膩感、燉煮口感7個感官屬性進(jìn)行評價,記錄各評價人員的評價結(jié)果。
電子舌
        采用ASTREE電子舌系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由味覺傳感器、信號采集器和模式識別系統(tǒng)3 部分組成。該裝置配有7 個傳感器(SRS-1、BRS-1、SWS-1、UMS-1、STS-1、SPS-1、GPS-1),以Ag/AgCl作為參比電極,在室溫條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集前,電子舌系統(tǒng)需要經(jīng)過自檢、診斷和矯正等步驟,以確保采集得到的數(shù)據(jù)具有可靠性和穩(wěn)定性。本實驗采用體積分?jǐn)?shù)10%乙醇溶液作為清洗溶劑,采樣時間120 s,1 次/s,每個樣品設(shè)置3個平行樣品。
        快速氣相電子鼻
        載氣(H2)流量160 mL/min;頂空時間600 s,頂空溫度60 ℃;進(jìn)樣量500 μL,進(jìn)樣速率500 μL/s,進(jìn)樣口溫度200 ℃;捕集溫度40 ℃,解吸溫度250 ℃;柱溫50 ℃,保持2 s,1 ℃/s升至80 ℃,2 ℃/s升至250 ℃,保持60 s;氫火焰離子化檢測器溫度260 ℃;采集時間100 s。每個樣品設(shè)置4 個平行。
        結(jié)果與分析
        感官評價
        對其感官評價結(jié)果進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表2。樣品之間在易嚼性、嫩度、彈性、殘渣量、多汁性、油膩感、燉煮口感這7 個感官屬性方面都存在顯著差異(P<0.05),樣品之間風(fēng)味不同。除油膩感外,評價人員之間在各個感官屬性上沒有顯著性差異,同時,除殘渣量外,重復(fù)次數(shù)之間也沒有顯著性差異。樣品和重復(fù)次數(shù)之間的相互作用對感官屬性的影響不顯著(P>0.05),表明樣品在重復(fù)實驗時,其感官屬性上的強度是相似的。在易嚼性方面,評價員和重復(fù)次數(shù)之間、評價員和樣品之間的相互作用都有差異(P<0.05),可能由于評價員的牙齒健康程度不一樣,對易嚼性的理解會有差異,這說明每一個評價員對每一個樣品的每個屬性打分不一致,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),有2 個評價員在使用的打分標(biāo)準(zhǔn)上略有差異。
3-1
         以上分析發(fā)現(xiàn)樣品之間存在顯著差異,因此用HSD多重比較過程比較樣品的均值可以得到樣品在7 個感官屬性上的差異,結(jié)果見表3。上腦在易嚼性、嫩度、多汁性方面很占優(yōu)勢,油膩感弱;辣椒條在易嚼性、嫩度及殘渣量的感官屬性都弱,但是彈性、多汁性及燉煮口感強;牛腩在易嚼性、多汁性、殘渣量、油膩感和燉煮口感方面好于其他樣品;腱子肉的易嚼性、嫩度和多汁性都比較弱,彈性方面腱子肉和辣椒條最好,油膩感也較強。牛臀在嫩度和多汁性方面表現(xiàn)很好,但是在其他方面都較弱;相比之下,牛腩在感官評分的綜合燉煮口感是最好的,可能的原因是,肉的風(fēng)味基于受熱條件的存在而產(chǎn)生,牛腩帶有筋、肉和油花,燉煮時能將油花的風(fēng)味充分釋放。
3-2
         電子舌分析
         電子舌主成分分析(principal component analysis,PCA)
         PCA可以在沒有任何樣品信息的條件下,迅速瀏覽所有數(shù)據(jù),找出它們之間的相關(guān)性,建立一個合理的模型。PC1和PC2總體貢獻(xiàn)率超過70%即可使用。本研究對同一頭牛5 個部位的牛肉樣品進(jìn)行電子舌分析,將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA,如圖1所示。
3-3
        PC1的方差貢獻(xiàn)率為66%,PC2的方差貢獻(xiàn)率為18%,累計方差貢獻(xiàn)率為84%,這說明PC1和PC2已經(jīng)包含了較大的信息量,能夠反映樣品的整體信息,可將不同部位的牛肉在PCA圖中明顯地區(qū)分開。根據(jù)樣品分布情況,各部位樣品自成一類,說明各樣品之間在滋味上存在差異性。但是,上腦和牛腩樣品距離較近,說明其滋味更接近;腱子肉和牛臀的距離近,說明二者滋味相似度比較高。
         電子舌判別因子分析(discriminant factor analysis,DFA)
         DFA是判定個體所屬類別的統(tǒng)計分析方法,它通過2 個或多個已知類別的樣本數(shù)據(jù)優(yōu)化區(qū)分,使組間距離最大的同時保證組內(nèi)差異最小,用于定性判別。將電子舌采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行DFA,結(jié)果如圖2所示。DFA對不同部位牛肉樣品的累計區(qū)分指數(shù)達(dá)到99.519%(DF1為79.293%,DF2為20.226%),DFA法能夠?qū)悠烽g差異有更好的區(qū)分度,并且同一樣品組內(nèi)的離散度也比PCA法小,不同樣品組間的區(qū)分更明顯。
3-4
        UMS、BRS、SWS、SRS、STS分別是鮮、苦、甜、酸、咸味傳感器,GPS是復(fù)合傳感器,從圖2可以看出,腱子肉最接近UMS傳感器,說明腱子肉的鮮味最強,牛腩肉距離復(fù)合傳感器最近,說明牛腩肉在酸、甜、咸、鮮滋味中表現(xiàn)較為均衡,上腦在STS和SRS之間,說明上腦肉在酸味和咸味的口感表現(xiàn)更加突出,而牛臀肉和辣椒條在圖中的下半部,不在5 個傳感器的范圍內(nèi),說明這2 種肉的滋味較為寡淡。PCA法、DFA法均能將樣品明顯地區(qū)分開來,表明ASTREE電子舌有足夠的靈敏度區(qū)分這些不同部位的牛肉產(chǎn)品,通過電子舌,發(fā)現(xiàn)牛腩的口感更加均衡。
        快速氣相電子鼻
        時間-相對含量分布分析
        Heracles II快速氣相電子鼻對牛肉風(fēng)味成分有明顯的響應(yīng),以保留時間-相對含量作不同部位樣品的分布圖,如圖3所示。
   3-5
        以所有樣品中所有峰相對含量的平均值2.35%為顯著響應(yīng)水平時,腱子肉、辣椒條各有4、3 個有效響應(yīng)點,牛臀有2 個有效響應(yīng)點,牛腩有6 個有效響應(yīng)點,上腦有1 個有效響應(yīng)點,腱子肉、辣椒條和牛腩的有效響應(yīng)點較多,氣味明顯。大于10%的顯著響應(yīng)點,腱子肉、牛臀、牛腩分別有2、1、2 個,大于20%的極顯著響應(yīng)點,只有牛腩肉有1 個,說明牛腩的風(fēng)味較突出。
        快速氣相電子鼻PCA
        如圖4所示,PC1的方差貢獻(xiàn)率為51%,PC2的方差貢獻(xiàn)率為40%,累計方差貢獻(xiàn)率為91%。辣椒條和牛腩2 種肉類距離很近,二者氣味方面有相似;腱子肉和牛臀距離較近,二者在氣味上可能有相似點。但是,各部位樣品自成一類,說明在氣味上是存在差異性的。
3-6
        快速氣相電子鼻雷達(dá)圖分析
        從圖5可以看出,快速氣相電子鼻的雷達(dá)圖能夠直觀地反映出揮發(fā)性物質(zhì)的響應(yīng)特征,圖中的9 個時間點下在不同的色譜柱中,5 種不同部位牛肉的揮發(fā)性物質(zhì)都有明顯響應(yīng),同時響應(yīng)強度有很大的不同。51.41-2、15.15-1對牛肉風(fēng)味的響應(yīng)值很大,其中51.41-2對牛腩、腱子肉和辣椒條的響應(yīng)最大,牛腩的風(fēng)味強度最高,在15.15-1中,上腦的響應(yīng)最大。從整體風(fēng)味結(jié)構(gòu)來看,腱子肉、牛腩和辣椒條的揮發(fā)性物質(zhì)響應(yīng)強度最大,說明三者的風(fēng)味較為突出。
3-7
       結(jié) 論
       本實驗綜合分析同一品種、不同部位的牛肉(上腦、辣椒條、牛腩、腱子肉和牛臀)的燉煮風(fēng)味。感官分析結(jié)果顯示不同部位的牛肉感官差異明顯,其中牛腩的脂肪含量較高,燉煮后肉湯味濃厚,口感最佳。電子舌和快速氣相電子鼻分析發(fā)現(xiàn)各部位樣品的口感及揮發(fā)性成分間都存在差異,這與感官評價結(jié)果相符。
來源:感官科學(xué)與評定 ,轉(zhuǎn)載請注明來源。

        參考文獻(xiàn):宋澤,徐曉東,許銳,賈茜,馮濤,宋詩清.不同部位牛肉燉煮風(fēng)味特征分析[J].食品科學(xué),2019,40(04):206-214.DOI:10.17816/ptors7355-62-17540

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