市售方便面调味粉包中滋味品质检测方案(感官智能分析)

中国调味品品China Condiment第41卷第11期2016年11月基础研究 基于电子舌技术对市售方便面调味粉包滋味品质的评价 蔡宏宇，韩千慧，杨成聪，杨梦丽，王海燕，郭壮* (湖北文理学院化学工程与食品科学学院，鄂西北传统发酵食品研究所，湖北襄阳 441053) 摘要：为了对市售方便面调味粉包的滋味品质进行评价，研究从市场上分别采集了隶属于2个品牌的22 个不同品名的油炸方便面样品，采用电子舌技术和多变量统计学方法相结合的手段对调味粉包的滋味品质进行了评价分析。通过围绕中心点的分割算法分析发现调味粉包样品依据其滋味品质可划分为2个聚类，由冗余分析发现2个聚类间的差异是由于酸味和后味A(涩味的回味)2个指标导致的。通过Mann-Whiney 分析发现2个聚类样品在酸味指标上的差异极显著(P<0.001)，而在后味A(涩的回味)这一指标上差异不显著(P>0.05)。 关键词：调味粉包；电子舌；多变量统计学；品质评价 中图分类号：TS207.3 文献标志码：A doi：10.3969/j. issn. 1000-9973.2016.11.012 文章编号：1000-9973(2016)11-0049-05 Evaluation of the Taste and Quality of Commercial Instant NoodlesSeasoning Powder Packages by Electronic Tongue Technology CAI Hong-yu， HAN Qian-hui， YANG Cheng-cong，YANG Meng-li， WANG Hai yan， GUO Zhuang* (Northwest Hubei Research Institute of Traditional Fermented Food， College of Chemical Engineeringand Food Science， Hubei University of Arts and Science， Xiangyang 441053， China) Abstract： In this paper， 22 instant noodle samples for 2 different brands are collected from market and thetaste and quality of commercial instant noodles seasoing powder packages are studied by electronic tongue andmultivariate statistics. Through partitioning around medoids (PAM)， it is found that all seasoning powderpackages samples could be divided into 2 clusters based on taste and quality. Meanwhile， sourness andaftertaste-A are identified by redundancy analysis (RDA) as key variables significantly associated with thetaste difference. There are significant differences in sourness index between 2 groups (Mann-Whitney test，P<0.001)， and aftertaste-A shows the opposite tendency (P>0.05). Key words： seasoning powder package； electronic tongue； multivariate statistics； quality evaluation 作为复合调味品，调味料包在附带汤料的油炸面产品中呈现重要的作用，其赋予了产品独特的滋味和风味。为了提升自身产品的竞争力，我国著名的方 便面品牌均有自己调味粉包的生产线，且其配方独特而保密2。近年来，国内学者在调味粉包的研制和应用方面开展了卓有成效的研究，研制了美味海鲜、葱香 ( 收稿日期：2016-03-15 *通讯作者 ) ( 基金项目：湖北文理学院食品新型工业化学科群建设项目(2016)；湖北文理学院大学生创新创业训创计划项目(201510519002) ) ( 作者简介：郭壮(1984 一 )，男，讲师，博士，研究方向：食品生物技术。 ) 鸡汁、香辣牛肉和红烧排骨等风味的方便面调味粉包31。然而令人遗憾的是，目前关于方便面调味粉包感官品质评价尤其是滋味品质评价的报道尚少。通过对食品的苦、涩、酸、咸和鲜味5种基本味，苦、涩和鲜3种基本味的回味进行评价，电子舌可以对调味品粉包滋味品质进行客观的数字化评价。目前，已经在面酱[4]、豆瓣酱L5，6]、食醋L7-91和花椒101等调味品的滋味品质评价中有了广泛的应用。 本研究从襄阳市采集了隶属于统一和康师傅2个品牌的22个不同品名的袋装油炸型方便面样品，通过采用电子舌技术和多元统计学方法相结合的手段，对其调味粉包的滋味品质进行了评价和分析。 1 材料与方法 1. 材料与试剂 方便面：市售。 内部液、阴离子和阳离子溶液、参比溶液及酸、鲜、咸、涩和苦味味觉标准溶液：均由日本Insent 公司提供。 1.2 仪器与设备 SA 402B电子舌(日本Insent 公司)：该系统配备5个测试传感器和2个参比传感器，其中 AAE，CT0，CA0，AE1 和 C00 测试传感器分别用于测试鲜味、咸味、酸味、涩味和苦味； SHZ-D 水循环多用真空泵：巩义市予华仪器有限责任公司。 1.3 试验方法 1.3.1 样品的采集 从襄阳市各大超市分别购买隶属于统一和康师傅品牌不同品名的袋装油炸型方便便面11个，其中统一品牌系列产品编号为T，T~T分别为香菇炖鸡面、精炖番茄牛肉面、农家小炒肉面、老坛酸菜牛肉面(原味)、老坛酸菜牛肉面(香辣味)、老坛泡椒牛肉面、辣香牛肉面、红烧牛肉面、老坛酸菜鱼面、卤香牛肉面和好劲道鸡蛋面；康师傅品牌系列产品编号为K，Ki~Kn分别为老坛泡椒竹笋鸡面、红烧牛肉面、卤香牛肉面、香菇炖鸡面、红油爆椒牛肉面、老坛酸菜牛肉面、鲜虾鱼板面、老坛泡椒烧牛肉面、红烧牛肉面、脆海带香锅牛肉面和香辣牛肉面。 1.3.2 调味粉包样品的预处理 将5g方便面调味粉包样品使用200 mL煮沸的蒸馏水溶解后，于常温下抽滤，取滤液备用。 1.3.3 使用电子舌对调味粉包浸泡液清液进行测定 传感器经活化和自平衡后，参照文献[11]中的方法对样品进行测定。 传感器在阳离子和阴离子子液中洗涤90s后，在参比溶液中浸泡30 s，读取电势值Vr； 传感器在待测样品溶液中浸浸30s，读取样品电势值 Vs，Vs~Vr的值即为鲜、酸、咸、苦涩味味5个基本味的相对强度值； 传感器在参比溶液中洗涤3s； 传感器在参比溶液中浸泡30 s，读取电势值Vr，Vr~Vr的值即为苦、鲜和涩味3个基本味的回味相对强度值。 每个样品重复测定4次，取后3次测量的数据进行后续分析。 1.3.4 统计分析 使用皮尔森相关性分目法(Pearson CorrelationAnalysis)对各滋味指标之间的相关性进行分析；通过调用R软件(http：//www. r-project. org/)下的“ade4”包计算各方便面调味粉包样品滋味间的延森-香农分歧距离(Jensen-Shannon Divergence Distances，JSDs)，通过围绕中心点的分割算法( PartitioningAround Medoids，PAM)对样品进行聚类分析，并通Calinski-Harabasz 指数(CH Index)确定最佳的聚类数量；使用多元方差分析法(Multivariate Analysis ofVariance ，MANOVA)对类型Ⅰ和类型I样品滋味品质整体结构的差异进行分析；使用曼-惠特尼检验(Mann-Whiney)和冗余分析(Redundancy Analysis，RDA)对滋滋味品质整体结构差异显著相关的指标进行鉴别。RRDA分析采用Canoco4.5车软件(Microcomputer Power，NY，USA)进行分析，其他分析均采用 Matlab 2010b软件(The MathWorks，Natick，MA，USA)。使用 Origin 8.5软件(OriginLabCorp，MA，USA)画图。 2 结果与分析 2.1 市售方便面调味粉包各滋味指标差异性分析方便面调味粉包各滋味指标相对强度的箱形图见 图1. 图1 方便面调味粉包包滋味指标相对强度的箱形图(n=22) Fig. 1 The box plot of relative intensity of each taste index ininstant noodles seasoning powder packages (n=22) 由图1可知，纳入本研究的22个方便面调味粉包样品间酸味的差异性最大，其次为鲜味、洞味、苦味和涩味，而在后味A(涩的回味)、后味B(苦的回味)和丰度(鲜的回味)3个回味指标上的差异较小。当使用电子舌对食品进行测定时，若2个样品某一指标的相对强度值差值大于1，则其差异即使通过感官鉴评也可以区分出来。由此可见，部分调味粉包在酸味、苦味、涩味、鲜味和咸味5个基本味指标上的差异即使通过感官鉴评也可以区分出来，而通过感官鉴评的方法无法对3个回味指标的差异性进行分析。 表1 方便面调味粉包各滋味指标的相关性分析 Table 1 Correlation analysis of each taste index in instantnoodles seasoning powder packages 酸味 苦味 涩味 咸味 鲜味 后味A 后味B 苦味-0.766*** 涩味 0.949*** -0.62* -0.759*** 0.496* -0.691*** -0.994***0.713***-0.965***0.781*** 后味A -0.047 0.37 0.156 0.284 0.006 后味B 0.105 0.407 0.286 -0.04 -0，1460.554** 丰度 0.013 0.044 0.056 0.122 -0.023 0.227 0.177 注：“*”表示P<0.05；“**”表示 P<0.01；“***”表示P≤0.001. 由表1可知，方便面调味粉包不同滋味指标之间呈现出一定的相关性，其中酸味与苦味(R=-0.766)、咸味(R==0.759)和鲜味(R=-0.994)均呈极显著负相关(P<0.001)，而与涩味呈现现显著正相关(R=0.949，P<0.001)；鲜味与 苦味和咸味均呈现极显著正相关(P≤0.001)，其相关系数分别为0.713和0.781，而与涩味呈现极显著负相关(R=-0.965，P<0.001)。 2.2 市售方便面调味粉包整体滋味品质的评价 为了进一步判定不同风味市售方便面调味粉包的滋味品质是否存在相似性，本研究在计算各样品滋味间 JSDs 的基础之上，通过 PAM分析对22个样品进行了聚类分析，同时通过 Calinski-Harabasz(CH)指数确定了其最佳的聚类数量。基于延森-香农分歧距离的方便面调味粉包最佳聚类数分析见图2. 图2 基于延森香农分歧距离的方便面调味粉包最佳聚类数分析 Fig. 2 The optimal cluster number of instant noodles seasoningpowder packages using Jensen-Shannon divergence distances 由图2可知，22个市售方便面调味粉包样品分成2个聚类时 CH 指数为61.3，明显高于其他聚类数。Arumugam 等2报道称只有 CH 指数大于50时聚类分析结果才具有可靠性，因而，我们采用PAM分析将22个样品划分为2大类是具有统计学意义的。基于PAM 分析的方便面调味粉包聚类分析见图 3。 图3 基于PAM分析的方便面调味粉包聚类分析 Fig. 3 The cluster analysis of instant noodles seasoningpowder packages using PAM analysis 由图3可知，类型I由T，Ts，Ti，T， Tio，Tu，K2，K，K，K，Kz，Kg，K1和Ku14个样品构成，类型II由T，T，Ts，T，T，K.K，和Kg8个样品构成。 其中类型Ⅰ主要由牛肉面、鸡蛋面和炖鸡面等系列方便面调味粉包样品构成，而类型Ⅱ由老坛泡椒、老坛酸菜和精炖番茄等系列样品构成。我们进一步采用MANOVA 对类型Ⅰ和类型II所代表的变异度进行了检验，研究发现以类型Ⅰ和类型II为分组依据时，2个组的调味粉包样品滋味品质之间差异极显著(P=4.99E-7)。由此可以推断，导致22个调味粉包样品分成2个聚类的原因可能与方便面产品的风味类型不同有关。通过进一步查阅配料表发现，类型Ⅱ的调味粉包中均添加了柠檬酸、乳酸、苹果酸或柠檬酸钠等酸味剂，而类型Ⅰ的调味粉包配料中没有添加上述物质。由此可以进一步推断，类型I和类型I的调味粉包样品可能在酸味上会存在较大的差异。因而在采用PAM分析对调味粉包整体滋味品质评价的基础上，采用RDA 分析和Mann-Whitney检验对与2个类型调味粉包整体结构差异显著相关的指标进行了鉴定。 2.3 与两个类型调味粉包整体结构差异显著相关指标的鉴定 作为一种有监督的多元统计学方法，通过分析原始变量和典型变量之间的相关性，RDA 可以分析引起原始变量变异的原因。为了进一步研究环境因素(类型I/类型II)对市售方便面调味粉包滋味品质的影响，以5个基本味和3个回味指标在各个样本中的丰度作为原始变量，在构建变量丰度矩阵的基础上，用RDA分析对不同类型调味粉包滋味品质的差异性进行了研究。RDA 双序图见图4。 图4 RDA 双序图 Fig. 4 Biplot of RDA - 由图4可知，酸味和后味A(涩的回味)2个指标与 RDA 排序图约束轴上的样本赋值良好相关。因此可以推断，正是上述2个指标代表了类型Ⅰ和类型II调味粉包滋味品质总体结构差异显著相关的关键滋味。后味A(涩的回味)位于类型I一侧，而酸味指标位于类型Ⅱ一侧，这说明隶属于类型I调味粉包的后味A(涩的回味)相对强度可能较高，而类型I的酸味强度可能较高。类型Ⅰ和类型ⅡI方便面调味粉包各滋味指标的差异性分析见表2。 表2 类型和类型II方便面调味粉包各滋味指标的差异性分析 Table 2 Significance analysis of each index of instant noodlesseasoning powder packages for type I and type I 类型I(n=8) 类型Il(n=14) P值 酸味 -3.29，(-7.07~0.29)* 4.68，(1.88~7.99) 6.254E-06 咸味 1.08，(0~2.73) -0.69，(-1.62~1.09) 8.51E-04 苦味 -0.64，(-1.53~0.07) 0.39，(0.26~0.71) 6.254E-06 涩味 0.2.(-0.63~2.32) -2.03.(-2.87~-1.39) 6.254E-06 鲜味 1.56，(-0.29~3.58) -2.31，(-3.83~-1.21) 6.254E-06 后味A(涩的回味) 0.1，(-0.01~0.33) 0.1，(-0.01~0.15) 0.933 后味B(苦的回味) -0，02，(-0，63~0，42) -0.09.(-0.65~0.55) 0.920 丰度(鲜的回味) 0.14，(-0.45~0.84) 0.05，(-0.01~0.16) 0.181 注：“*”表示中位数(最小值~最大值)。 由表2可知，类型Ⅰ方便面调味粉包样品的勺味、涩味和鲜味要显著高于著型II，且经 Mann-Whiney 分析发现其差异极显著(P<0.001)，而酸味和苦味呈现出相反的趋势(P<0.001)。值得一提的是，类型Ⅰ和类型II样品在后味A(涩的回味)、后味B(苦的回味)和丰度(鲜的回味)3个指标上差异不显著(P≥0.05)。综上所述，酸味和后味A是类型Ⅰ和Ⅱ调味粉包滋味品质总体结构差异显著相关的关键滋味，其中类型II的酸味强度极显著高于类型Ⅰ(P<0.001)，而后味A(涩的回味)差异不显著(P≥0.05)。 3 结论 本研究分别从市场上采集了22个隶属于统一和康师傅品牌不同品名的袋装油炸型方便面样品，通过采用电子舌和多元统计学相结合的方法对其方便面调味粉包滋味品质进行评价分析发现，纳入本研究的样品依据其滋味品质可划分为2个聚类，2个聚类间的差异是由于酸味和后味A(的回味)2个指标导致的。 ( 参考文献： ) ( [ 1 ]王春香.马铃薯方便面的试验研究[D].杨凌：西北农林科 技大学，2005： 1 - 3. ) ( [2]李党国.方便面煎炸油品质改良的研究[D].福州：福建农 林大学，2008：1 - 10. ) ( [3]陈慧，陈卫栋，孔佳麒.挂面调味粉包研制与应用[J].粮食 与油脂，2007，21(1)： 3-6. ) ( [ 4 ]张玉玉，黄明泉，陈海寿，等.7种面酱的电子鼻和电子舌辨别分析[J].中国食品学报，2012，12(1)：198-205. ) ( [5]Imamura T， Toko K， Ya n agisawa S， et al. Mo n itoring offermentation process of n miso ( soybean p aste)) u sing multichannel taste sensor J] . Sensors and Actuators B-Chemical， 1 996， 37(3)： 1 79- 1 85. ) ( [6]贾洪锋，周凌洁，张淼，等.电子舌在豆瓣区分识别中的应 用[ J ].食品工业科技，2012，33(4)：177-179，1 8 3. ) ( [7]张林琳，黄明泉，孙宝国，等.电子舌技术在食醋口感评价 ) (上接第48页)由基清除率和脂质过氧化物抑制率仅比冷冻干燥低4.02%，4.34%，这可能与冷冻干燥对酸菜中营养物质保留率高有一定的关系。 3 结论 实验结果表明：不同的干燥方式对酸菜营养特性、物理特性及抗氧化能力均有影响。酸菜营养特性：挤压膨化处理酸菜粉中可溶性膳食纤维含量最高，游离氨基酸含量和乳酸含量均是冷冻干燥处理最高；酸菜物理特性：喷雾干燥制作的酸菜粉冲调性最好，喷雾干燥和真空冷冻干燥制得的酸菜粉流动性较好，真空冷冻干燥的容重最小，堆积密度最小，水和能力最高，挤压膨化处理的酸菜粉吸油能力最高；酸菜抗氧化特性：冷冻干燥无论对羟基自由基清除率还是脂质过氧化物抑制率的影响均最小。 整体而言，几种干制方法中，冷冻干燥、喷雾干燥及挤压膨化能很好地保持酸菜粉的营养特性、物理特性及抗氧化特性。而微波真空干燥可以在合适温度条件下对物料进行快速干燥，能较好地保持物料的营养成分，处理后的酸菜粉的物理特性及抗氧化性能均较好，是一种较为理想、更为实用推广的干燥方式。 ( 中的应用[J ] .食品与发酵工业，2013， 3 9(11)：22 0 - 2 26. ) ( [8]张浩玉，张柯，黄星奕.电子舌对不同品种醋的辨别研 究[J].中国调味品，2011，36(5)：1-4. ) ( [9]武雯，王国军，王青标，等.电子舌对酿造食醋与配制食醋 的区分辨识[J]. 中 国调味品，2012，37(3)：50- 5 2. ) ( [10]王素霞，赵镭，史波林，等.基于差别度的电子舌对花椒麻味物质的定量预测[J].食品科学，2014，35(18)：84- 88. ) ( [ 11 ] Kobayashi Y ， H abara M ， Ikezazki H ， et a l . A d va n cedtast e sensors b ased on artific ia l l ipids with globalselectivity to basic taste qua l ities and h igh c orrela t ion t o sensory scores[J ] . Sensors (Base l ， Switzerland)， 2 0 1 0 ， 1 0 (4)： 3 411-3443. ) ( [ 12] A rumugam M， Rae s J，Pelletier E， e t al. Enterotypes of t he human g ut microbiome [ J] . N ature， 2 0 1 1， 4 73(7346 )： 17 4- 180. ) ( 参考文献： ) ( [1]张庆芳，迟乃玉，魏棠棠.大白菜腌渍发酵的研究现状、趋势及存在问题[J].食品研究与开发，2000，21 ( 3)：8-12. ) ( [2]瑞瑞娟，毕金峰，陈芹芹，等.不同干燥方式对胡萝卜粉品质 的影响[J]. 食 品科学，2014， 3 5(11)：48-53. ) ( [ 3 ]张静，张锦丽，杨娟侠.乳酸菌群对乳酸发酵作用的探 讨[ J ].天津农业科学，2002，8 ( 2)：18-2 0 . ) ( [ 4]朱瑾，李新霞，陈坚.茚三酮比色法测定蒜氨酸原料药中总 氨基酸的含量[J].西 北 药学杂志，2008，23(3)：136-138. ) ( [5]黄建安，刘仲华，施兆鹏，等.提高速溶红茶品质的新技 术[J].食品与发酵工业，2003，29(12)：44-47 ， 61. ) ( [ 6]涂宝军.鲜切绿芦笋高氧气调保鲜研究[D ] .真江：江苏大 学，2009. ) ( [ 7]杨华，杨性民，孙金才.不同干燥方式对西兰花蔬菜粉品质 的影响[J ] . 中 国食品学报，2013，13(7)：152 - 158. ) ( [8]李锴.造米挤压膨化的研究[D]. 无 锡：江南大学，2009 . ) ( [9]周禹含，毕金峰，陈芹芹，等.不同干燥方式对枣粉品质的影 响[ J ].食品科学，2014，3 5 (11)：36-4 1 . ) ( [10]王储炎，阎晓明，任子旭，等.不同干燥方式对桑椹果粉物 理特性的影响[J].桑叶 科 学，2013，39(2)：340- 34 5. ) ( [11]张刘，刘晓明.不同干燥方法对生姜粉物理性质的影 响[J ] .包装与食品食械，2005，23(3)：10-14. ) ( [12]李翠丽，冀晓龙，许芳溢，等.干燥方式对梨枣粉品质特性 的影响[J]. 中 国食品学报，2014(12 ) ：121-127. ) - — 样品：隶属于2个品牌的22个不同品名的油炸方便面样品调味粉包仪器：日本INSENT电子舌 SA402B检测指标：滋味品质实验结果：通过围绕中心点的分割算法分析发现调味粉包样品依据其滋味品质可划分为2个聚类，由冗余分析发现2个聚类间的差异是由于酸味和后味A(涩味的回味)2个指标导致的。通过Mann- Whiney分析发现2个聚类样品在酸味指标上的差异极显著(P<0.001)，而在后味A(涩的回味)这一指标上差异不显著(P>0.05)。研究意义：作为复合调味品，调味料包在附带汤料的油炸面产品中呈现重要的作用，其赋予了产品独特的滋味和风味”。为了提升自身产品的竞争力,我国zhu名的方便面品牌均有自己调味粉包的生产线，且其配方独特而保密。近年来，国内学者在调味粉包的研制和应用方面开展了卓有成效的研究。但是目前关于方便面调味粉包感官品质评价尤其是滋味品质评价的报道尚少。通过对食品的苦、涩、酸、咸、鲜和涩6种基本味，苦、涩和鲜3种基本味的回味进行评价，日本INSENT电子舌可以对调味品粉包滋味品质进行客观的数字化评价。目前,已经在面酱、豆瓣酱、食醋和花椒等调味品的滋味品质评价中有了广泛的应用。