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材料
表1 樣品信息
FOX 4000 型電子鼻 法國 Alpha MOS 公司；Astree 電子舌 法國 Alpha MOS 公司；S-433D 全自動氨基酸分析儀 德國 Sykam 公司。
方法 電子鼻分析
電子鼻的傳感器陣列由 18 種金屬氧化物傳感器組成，分布在主機的 3 個矩陣室，每個矩陣室有 6 根非專一性傳感器，對一類或幾類物質敏感。準確稱量 2.00 g 樣品，移至 10 mL 頂空進樣瓶中，密封，進行電子鼻測定。頂空加熱溫度為70 ℃，加熱時間 300 s，載氣（空氣）流量 150 mL/s，進樣量（頂空氣體）500 μL，數(shù)據(jù)采集時間 120 s，數(shù)據(jù)采集延遲 180 s。不同品牌魚香肉絲調(diào)料測定 8 次重復，取后 5 次穩(wěn)定的測定結果進行分析。
電子舌分析
電子舌實驗采用 Astree 電子舌第六套傳感器，樣品準確稱量10.00 g，移至 100 mL 容量瓶，用去離子水定容至100 mL，然后用超聲波浸提 30 min，而后取上清液備用。將 80 mL 濾液移至電子舌專用燒杯進行測定。設定電子舌測定條件為：數(shù)據(jù)采集時間為 120 s，采集周期為 1.0 s，采集延遲 0 s，攪拌速度1 r/s。每個樣品測定 8 次重復，取后 5 次的穩(wěn)定值作為檢測結果。
游離氨基酸分析
準確稱取 1.00 g 樣品于 50 mL 的容量瓶中，加 0.01 mol/L 的鹽酸 40 mL，旋渦混勻 5 min，超聲處理 20 min 后，定容。避光靜置 2 h 后，取 5 mL 置于離心器 10000 r/min 離心 4 min，準確取 1 mL 上清液，加入 9 mL 1% 磺基水楊酸水溶液，渦旋 10 min，避光靜置 1 h，10000 r/min 離心 5 min，取 5 mL 用0.22 μm 的水相膜過濾后上機分析。色譜分析條件：色譜柱為 LCA K07/Li（150 mm×4.6 mm），進樣量為50 μL，檢測波長為 570 nm、440 nm，茚三酮流速為0.25 mL/min，檸檬酸鋰緩沖溶液流動相流速為0.45 mL/min，反應器溫度為 130 ℃。
電子舌分析
電子舌實驗采用 Astree 電子舌第六套傳感器，樣品準確稱量10.00 g，移至 100 mL 容量瓶，用去離子水定容至100 mL，然后用超聲波浸提 30 min，而后取上清液備用。將 80 mL 濾液移至電子舌專用燒杯進行測定。設定電子舌測定條件為：數(shù)據(jù)采集時間為 120 s，采集周期為 1.0 s，采集延遲 0 s，攪拌速度1 r/s。每個樣品測定 8 次重復，取后 5 次的穩(wěn)定值作為檢測結果。
游離氨基酸分析
準確稱取 1.00 g 樣品于 50 mL 的容量瓶中，加 0.01 mol/L 的鹽酸 40 mL，旋渦混勻 5 min，超聲處理 20 min 后，定容。避光靜置 2 h 后，取 5 mL 置于離心器 10000 r/min 離心 4 min，準確取 1 mL 上清液，加入 9 mL 1% 磺基水楊酸水溶液，渦旋 10 min，避光靜置 1 h，10000 r/min 離心 5 min，取 5 mL 用0.22 μm 的水相膜過濾后上機分析。色譜分析條件：色譜柱為 LCA K07/Li（150 mm×4.6 mm），進樣量為50 μL，檢測波長為 570 nm、440 nm，茚三酮流速為0.25 mL/min，檸檬酸鋰緩沖溶液流動相流速為0.45 mL/min，反應器溫度為 130 ℃。
結果與分析
電子鼻對不同品牌魚香肉絲調(diào)料的氣味分析
通過電子鼻分析魚香肉絲調(diào)料的氣味指紋圖譜，也稱氣味雷達圖，結果見圖 1。表 2 列出 18 個傳感器對應敏感物質類型，結合圖 1 可知 ，LY2/LG、LY2/G、LY2/AA、LY2/Gh、LY2/gCT1 和 LY2/gCT 傳感器對應敏感類物質如氮氧化合物、硫化物、丙酮、丙烷和丁烷等，說明樣品在以上該類型物質方面差異性不明顯，而剩余的傳感器對極性物質、非極性物質（碳氫化合物類、氨、氯）、芳香類（甲苯、二甲苯）、胺類和氯類等物質敏感，表明樣品在以上該類型物質方面差異性顯著。
圖1 不同品牌魚香肉絲調(diào)料的電子鼻雷達圖
表2 傳感器對應敏感物質類型
采用 PCA 分析魚香肉絲調(diào)料的香氣，結果如圖 2 所示。在圖 2 中，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的累積貢獻率為 95.3%，大于 80.0%，表明主成分可以反映樣品香氣的整體信息。魚香肉絲調(diào)料的香氣成分區(qū)域無重疊，說明 PCA 分析法可以對其進行有效區(qū)分。PC1 貢獻率遠大于 PC2，說明樣品在橫坐標距離越大，其差異性越大。樣品的橫坐標大小排列順序為 D>C=B>A>F>E，該順序與雷達信號響應強度大小順序相同。同時，樣品 B 和C 的橫坐標分布距離較近，說明樣品 B 和 C 二者的香氣較為相似，其它樣品 A、D、F 和 E 的橫坐標存在差異，表明樣品 A、D、F 和 E 香氣差異性明顯。
圖2 不同品牌魚香肉絲調(diào)料電子鼻的主成分（PCA）分析二維圖
電子舌對不同品牌魚香肉絲調(diào)料的滋味分析
圖 3 為電子舌分析魚香肉絲調(diào)料的滋味雷達圖。由圖 3 可見，電子舌的傳感器相對強度值存在明顯差異，表明電子舌可有效地區(qū)分不同樣品的滋味。不同樣品的酸、咸、鮮、甜和苦 5 種味覺相對強度值從大到小的順序為：咸味為 E>F>C>B>A>D，鮮味為 E>B>F>C>D>A，苦味為 E>F>C>B>D>A，酸味為 D>A>B>C>F>E，甜味為 A>E>B>C>D>F，表明不同樣品的滋味存在明顯差異。樣品 E 在咸味、鮮味和苦味貢獻較為突出，這可能是由于樣品 E 水溶液中含有高濃度的水溶性離子型有機物和無機物等咸味貢獻物質，如食用鹽，并且可能還含有較高濃度的核苷酸、氨基酸等鮮味貢獻物質，如味精中谷氨酸鈉、5′-呈味核苷酸二鈉。樣品 D 的酸味較為突出，可能由于樣品 D 含有較高濃度的酸味貢獻物，如添加食醋（添加量≥20%）。同時，樣品 A 的甜味較為突出，可能由于樣品 A 含有較高濃度的蔗糖。
圖3 不同品牌魚香肉絲調(diào)料的電子舌雷達圖
電子舌對魚香肉絲調(diào)料滋味進行 PCA 分析，其主成分載荷矩陣如圖 4 所示。由圖 4 可見，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的累積貢獻率為89.3%，大于 80.0%，表明電子舌 PCA 分析能夠反映樣品滋味的整體信息。樣品的數(shù)據(jù)點相對集中，說明樣品的電子舌測定結果的穩(wěn)定性相對較高，而不同樣品的數(shù)據(jù)點分布于四個象限，表明樣品的滋味差異性明顯。載荷圖是將對第一、二主成分貢獻大的影響因子在 PCA 分析的二維圖中表示出來，影響因子越靠近樣品所在的二維坐標（x，y），則說明載荷因子對其影響越大。圖中鮮味和咸味對樣品 E、C 和 F 的識別貢獻較大，酸味對樣品 A、B 和 D 的識別貢獻較大。
圖4 不同品牌魚香肉絲調(diào)料電子舌的主成分（PCA）分析二維圖
不同品牌香肉絲調(diào)料游離氨基酸呈味貢獻分析
氨基酸是一種重要的呈味物質，與滋味的形成密切相關，可進一步區(qū)分不同樣品滋味的差異性，結果如表 3 所示。由表 3 可見，魚香肉絲調(diào)料共檢測出21 種氨基酸，其中存在 6 種必需氨基酸，總游離氨基酸總量（TFAA）分布范圍為 451.40~3017.30 mg/kg。根據(jù)味覺強度可分為鮮味氨基酸（Asp、Glu）、甜味氨基酸（Gly、Ala、Thr、Ser、Pro）、苦味氨基酸（Val、Ile、Leu、Phe、His、Tyr、Lys、Arg）和無味氨基酸（Ps、Cys、Met、β-Ala、HYP、Orn）。不同味型的氨基酸含量排列順序分別為：鮮味為 E>F>C>B>D>A，甜味為 E>A>B>D>C>F，苦味為 E>D>B>A>C>F。其中氨基酸的鮮味、甜味和苦味含量排列順序與電子舌相對強度值順序不同，這可能是由于甜味的呈味物質由蔗糖、麥芽糊精和氨基酸等物質組成，苦味呈味物質由陰陽離子半徑之和較大的無機鹽和氨基酸組成，進而導致樣品的氨基酸含量排列順序與電子舌不同?？辔栋被岵痪哂形队X活性，通常被鮮味和甜味所掩蓋，因此，甜味氨基酸和鮮味氨基酸被視為構成魚香肉絲滋味的主要成分。
味道強度值（Taste active value，TAV）來評價整體滋味的貢獻，當 TAV 大于 1 時，該物質被認為對樣品呈味貢獻較大，當 TAV<1 時，表明物質對樣品呈味貢獻不明顯，樣品的氨基酸 TAV 值列于表 3。表中樣品中 TAV 大于 1 的氨基酸有谷氨酸、丙氨酸、絲氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、組氨酸和精氨酸，其中所有樣品中谷氨酸的 TAV 值最大，表明所有樣品的鮮味氨基酸對整體的滋味呈味貢獻較大。同樣，在甜味氨基酸中，只有樣品 E 中丙氨酸和絲氨酸的TAV 值大于 1，說明除樣品 E 以外，樣品 A、B、C、D 和 F 中甜味氨基酸對甜味貢獻不明顯。此外，在苦味氨基酸中，樣品 E 的纈氨酸、苯丙氨酸和組氨酸以及樣品 B 的精氨酸的 TAV 大于 1，但是，苦味通常被鮮味和甜味所掩蓋不具有呈味活性。分析表明樣品 E 的鮮味氨基酸和甜味氨基酸對整體滋味貢獻顯著。
氨基酸是一種重要的呈味物質，與滋味的形成密切相關，可進一步區(qū)分不同樣品滋味的差異性，結果如表 3 所示。由表 3 可見，魚香肉絲調(diào)料共檢測出21 種氨基酸，其中存在 6 種必需氨基酸，總游離氨基酸總量（TFAA）分布范圍為 451.40~3017.30 mg/kg。根據(jù)味覺強度可分為鮮味氨基酸（Asp、Glu）、甜味氨基酸（Gly、Ala、Thr、Ser、Pro）、苦味氨基酸（Val、Ile、Leu、Phe、His、Tyr、Lys、Arg）和無味氨基酸（Ps、Cys、Met、β-Ala、HYP、Orn）。不同味型的氨基酸含量排列順序分別為：鮮味為 E>F>C>B>D>A，甜味為 E>A>B>D>C>F，苦味為 E>D>B>A>C>F。其中氨基酸的鮮味、甜味和苦味含量排列順序與電子舌相對強度值順序不同，這可能是由于甜味的呈味物質由蔗糖、麥芽糊精和氨基酸等物質組成，苦味呈味物質由陰陽離子半徑之和較大的無機鹽和氨基酸組成，進而導致樣品的氨基酸含量排列順序與電子舌不同?？辔栋被岵痪哂形队X活性，通常被鮮味和甜味所掩蓋，因此，甜味氨基酸和鮮味氨基酸被視為構成魚香肉絲滋味的主要成分。
味道強度值（Taste active value，TAV）來評價整體滋味的貢獻，當 TAV 大于 1 時，該物質被認為對樣品呈味貢獻較大，當 TAV<1 時，表明物質對樣品呈味貢獻不明顯，樣品的氨基酸 TAV 值列于表 3。表中樣品中 TAV 大于 1 的氨基酸有谷氨酸、丙氨酸、絲氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、組氨酸和精氨酸，其中所有樣品中谷氨酸的 TAV 值最大，表明所有樣品的鮮味氨基酸對整體的滋味呈味貢獻較大。同樣，在甜味氨基酸中，只有樣品 E 中丙氨酸和絲氨酸的TAV 值大于 1，說明除樣品 E 以外，樣品 A、B、C、D 和 F 中甜味氨基酸對甜味貢獻不明顯。此外，在苦味氨基酸中，樣品 E 的纈氨酸、苯丙氨酸和組氨酸以及樣品 B 的精氨酸的 TAV 大于 1，但是，苦味通常被鮮味和甜味所掩蓋不具有呈味活性。分析表明樣品 E 的鮮味氨基酸和甜味氨基酸對整體滋味貢獻顯著。
表3 不同魚香肉絲調(diào)料游離氨基酸含量、閾值、呈現(xiàn)特性及 TAV 值
將游離氨基酸采用歸一化法繪制聚類熱圖，結果如圖 5 所示。由圖 5 可見，21 種氨基酸可分為2 個大聚類，其中聚類 1 大部分是由苦味和無味氨基酸組成，聚類 2 大部分則是由甜味和鮮味氨基酸組成。同時，不同調(diào)料的聚類可分為 2 個大聚類，其中大聚類 1 為樣品 E，聚類 2 由其它 5 種調(diào)料組成，說明樣品 E 與其它樣品的滋味差異明顯。
圖5 不同品牌魚香肉絲調(diào)料聚類分析熱圖
電子舌滋味特性與游離氨基酸相關性分析
以游離氨基酸為自變量 X，電子舌滋味特性為因變量 Y 進行偏最小二乘法分析（PLS），其相關性分析結果如圖 6 所示。在 PLS 模型中，自變量和因變量之間的距離表明二者之間的相關性，距離越近，正相關性越強。圖中酸味與蘇氨酸和羥脯氨酸相關性密切，鮮味、咸味和苦味與谷氨酸相關性密切，甜味與甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸相關性密切。
以游離氨基酸為自變量 X，電子舌滋味特性為因變量 Y 進行偏最小二乘法分析（PLS），其相關性分析結果如圖 6 所示。在 PLS 模型中，自變量和因變量之間的距離表明二者之間的相關性，距離越近，正相關性越強。圖中酸味與蘇氨酸和羥脯氨酸相關性密切，鮮味、咸味和苦味與谷氨酸相關性密切，甜味與甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸相關性密切。
圖 6 游離氨基酸與電子舌 PLS 相關性分析
為進一步探究不同樣品的呈味氨基酸和電子舌滋味特性的相關性，Pearson 相關系數(shù)用于確定每一個電子舌滋味特性正相關的呈味氨基酸，一般情況下，相關系數(shù)|r|在 0.8~1.0 之間表示極強相關，0.6~0.8 之間表示強相關，0.4~0.6 之間表示中等強相關，02~0.4 之間表示弱相關。由圖 7 可見，電子舌滋味特性與呈味氨基酸呈現(xiàn)相關性。酸味與蘇氨酸和精氨酸呈現(xiàn)強相關，其中與蘇氨酸相關性顯著（P<0.05）。甜味與甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸和蛋氨酸呈現(xiàn)強相關，其中與甘氨酸相關性顯著（P<0.05）。咸味與谷氨酸、纈氨酸和鳥氨酸呈現(xiàn)強相關，鮮味與谷氨酸、絲氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸和鳥氨酸呈現(xiàn)強相關，苦味與谷氨酸、絲氨酸、纈氨酸、胱氨酸和鳥氨酸呈現(xiàn)強相關，其中咸味、鮮味和苦味均是與谷氨酸相關性極顯著（P<0.01），結果與氨基酸結果不同，這可能是由于調(diào)料的原料中含有咸味肽和苦味肽，呈味多肽分解可增加谷氨酸的含量，并且咸味肽也可以呈現(xiàn)出鮮味，使得咸味和苦味與谷氨酸相關性顯著。
圖7 電子舌和游離氨基酸 Pearson 相關性圖
結論
本文利用電子鼻、電子舌和氨基酸檢測對不同品牌的魚香肉絲調(diào)料進行分析，采用主成分（PCA）、聚類分析、Pearson 相關系數(shù)和偏最小二乘法（PLS）對調(diào)料風味的差異性進行區(qū)分。結果表明：電子鼻中 12 個傳感器的響應強度差異性明顯，其中碳氫化合物、芳香類、胺類和氯類差異顯著。PCA 分析法可以有效地區(qū)分不同品牌魚香肉絲調(diào)料的香氣，樣品 B 和 C 的香氣較為相似，其它樣品的香氣差異明顯。電子舌和氨基酸分析可見，不同品牌魚香肉絲調(diào)料在滋味上存在差異性，其中樣品 D 的酸味較為突出，樣品 A 的甜味較為突出，樣品 E 在咸味和鮮味較為突出。同時，在樣品 E 中，鮮味氨基酸和甜味氨基酸對整體滋味貢獻顯著。不同品牌魚香肉絲調(diào)料的滋味特性與大部分游離氨基酸呈現(xiàn)正相關，其中酸味和甜味分別與蘇氨酸和甘氨酸相關性顯著（P<0.05），咸味、鮮味和苦味與谷氨酸相關性極顯著（P<0.01）。綜上所述，電子鼻、電子舌結合氨基酸檢測技術，可凸顯樣品風味的差異性，為魚香肉絲調(diào)料的風味品質差異性研究提供新思路和理論支持。
文獻來源：袁燦,何蓮,胡金祥等.基于電子舌和電子鼻結合氨基酸分析魚香肉絲調(diào)料風味的差異[J].食品工業(yè)科技,2022,43(09):48-55.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2021070282.
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