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基于電子鼻、電子舌比較分析冷藏方式對(duì)小香雞風(fēng)味的影響

2017-04-10 07:47李雙艷
肉類研究 2017年4期
關(guān)鍵詞:冰鮮電子鼻風(fēng)味

摘 要:利用電子鼻和電子舌研究冷凍、冰鮮和冷鮮小香雞貯藏期間風(fēng)味的變化規(guī)律。對(duì)電子鼻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行雷達(dá)分析、主成分分析(principal components analysis,PCA)和荷載分析(loading),對(duì)電子舌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA分析。結(jié)果表明:冷凍、冰鮮和冷鮮小香雞不同貯藏期揮發(fā)性氣味和滋味呈現(xiàn)顯著差異,貯藏溫度越高,小香雞風(fēng)味驟變時(shí)間越早。冷凍、冰鮮和冷鮮小香雞揮發(fā)性氣味發(fā)生驟變的時(shí)間拐點(diǎn)分別是貯藏24、8、4 d,滋味發(fā)生顯著變化的時(shí)間拐點(diǎn)分別是貯藏12、6、3 d。對(duì)冷凍、冰鮮和冷鮮小香雞電子鼻和電子舌檢測(cè)數(shù)據(jù)與感官評(píng)分?jǐn)M合后進(jìn)行偏最小二乘法(partial least square,PLS)分析,相關(guān)系數(shù)>0.96,表明電子鼻和電子舌能代替感官評(píng)定。

關(guān)鍵詞:小香雞湯汁;冷凍;冰鮮;冷鮮;風(fēng)味;電子鼻;電子舌

Abstract: The changes of flavor characteristics during the frozen, ice and cold storage of Small Fragrant chicken broth were investigated by electronic nose and electronic tongue. The electronic nose data were analyzed by radar analysis, principal component analysis (PCA) and loading analysis (LA), and the electronic tongue data by PCA. The results showed that there was a significant difference in the volatile odor and taste of Small Fragrant chicken broth at different storage periods. The flavor deteriorated earlier at higher storage temperature. The volatile odor changed significantly at 24, 8, and 4 days of frozen, ice and cold storage separately, and the taste changed significantly at 12, 6 and 3 days separately. The sensory scores were fitted against the instrumental data and analyzed by partial least square (PLS) regression to obtain correlation coefficients greater than 0.96. These results show that electronic tongue and nose can be an alternative to sensory evaluation.

Key words: Small Fragrant chicken broth; frozen storage; ice storage; cold storage; flavor; electronic nose; electronic tongue

DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201704009

中圖分類號(hào):TS251.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-8123(2017)04-0050-06

引文格式:

李雙艷, 鄧力, 汪孝, 等. 基于電子鼻、電子舌比較分析冷藏方式對(duì)小香雞風(fēng)味的影響[J]. 肉類研究, 2017, 31(4): 50-55. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201704009. http://www.rlyj.pub

LI Shuangyan, DENG Li, WANG Xiao, et al. Comparative analysis of the effect of different storage methods on the flavor of Small Fragrant chicken broth by electronic nose and electronic tongue[J]. Meat Research, 2017, 31(4): 50-55. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201704009. http://www.rlyj.pub

榕江小香雞是貴州地方優(yōu)良土雞之一[1],于2006年被列為國(guó)家品種資源平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目,并于2014年9月獲得“國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品”認(rèn)證[2]。在農(nóng)村粗放飼養(yǎng)條件下,小香雞長(zhǎng)勢(shì)緩慢,生長(zhǎng)周期長(zhǎng),飼養(yǎng)成本高,營(yíng)養(yǎng)成分在生長(zhǎng)過(guò)程中得到不斷積累,肉質(zhì)細(xì)嫩,味道鮮美,香氣獨(dú)特,風(fēng)味特征物質(zhì)含量遠(yuǎn)超過(guò)其他雞種,是純天然的“味精”。目前,小香雞相關(guān)的研究主要集中于品種概述[3-4]、基因組學(xué)[5-6]和養(yǎng)殖[7-9]等方面,而關(guān)于其貯藏的研究較少。

在禽肉貯藏保鮮中,低溫保鮮是應(yīng)用最廣泛的保鮮技術(shù)[10]。冷凍保鮮是將食品置于-18 ℃以下對(duì)其進(jìn)行貯藏保鮮,適合長(zhǎng)途批量運(yùn)輸,但冷凍過(guò)程中產(chǎn)生的冰晶會(huì)破壞肉的組織,對(duì)禽肉風(fēng)味有一定影響。冰鮮技術(shù)是第3代低溫保鮮技術(shù),與4 ℃冷鮮貯藏相比,(0.8±0.2) ℃冰鮮貯藏能有效提高雞肉的品質(zhì)和風(fēng)味,并且延長(zhǎng)肉類的貨架期[11-12]。小香雞貯藏過(guò)程中風(fēng)味的變化是品質(zhì)變化的一個(gè)重要指標(biāo)。而燉湯是最能體現(xiàn)小香雞風(fēng)味的熱處理方式之一。

雞肉風(fēng)味檢測(cè)方法主要有感官鑒定和化學(xué)檢測(cè)[19],感官鑒定存在主觀性,化學(xué)檢測(cè)方法操作繁瑣、耗時(shí)、昂貴。而電子鼻和電子舌是快捷、客觀的風(fēng)味評(píng)價(jià)手段。電子鼻是對(duì)氣味整體特征有用信息的評(píng)價(jià)。電子舌是對(duì)味道整體特征有用信息的評(píng)價(jià)[17-19]。電子鼻和電子舌可用于快速檢測(cè)雞肉新鮮度[13,19-22]、區(qū)分雞肉肉質(zhì)[22]。但用電子鼻和電子舌檢測(cè)雞肉貯藏過(guò)程中風(fēng)味的變化均以生雞肉為研究對(duì)象,而雞肉中部分呈味物質(zhì)需要通過(guò)熱誘導(dǎo)反應(yīng)產(chǎn)生[24]。

由于電子鼻檢測(cè)樣品氣味,電子舌檢測(cè)樣品滋味,僅依靠其一難以代表樣品整體風(fēng)味。本研究采集小香雞冷凍、冰鮮和冷鮮貯藏期間,燉制湯汁的電子鼻和電子舌電極響應(yīng)值,利用主成分分析(principal components analysis,PCA)、荷載分析(loading)和偏最小二乘法(partial least square,PLS)對(duì)湯汁風(fēng)味成分進(jìn)行分析,為小香雞保鮮提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小香雞 貴州省榕江山農(nóng)發(fā)展有限公司;雞體大?。? 400~1 600)g,0 ℃貯運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。

1.2 儀器與設(shè)備

α-GENIMI電子鼻 法國(guó)Alpha MOS公司;Insent SA402B電子舌 北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品預(yù)處理

小香雞分為冷凍組、冰鮮組和冷鮮組,分別置于

-18、0、4 ℃貯藏室內(nèi)貯藏,每隔適當(dāng)時(shí)間取出小香雞,備用。

1.3.2 小香雞湯汁制備

小香雞洗凈之后,去尾脂腺,分割頭、頸、爪、腿、翅,雞身架切成5 cm×5 cm左右方塊,按質(zhì)量比1∶3往燉鍋中加入蒸餾水,浸沒(méi)過(guò)雞塊,大火將湯煮沸之后,撇除上層浮沫,微火慢燉2 h。湯汁用10 cm×20 cm兩層紗布過(guò)濾2 次,密封靜置備用[24]。

1.3.3 電子鼻測(cè)定

取4 mL香雞湯汁放置于20 mL進(jìn)樣瓶中,封蓋后在60 ℃條件下平衡30 min,用電子鼻進(jìn)行測(cè)定。電子鼻采用頂空進(jìn)樣方式,每個(gè)樣品重復(fù)3 次。載氣為空氣,速率為300 mL/min。頂空獲取時(shí)間為90 s,延滯180 s,選取70~80 s較平穩(wěn)的階段進(jìn)行信息采集。α-GENIMI電子鼻傳感器性能描述見(jiàn)表1。

1.3.4 電子舌測(cè)定

將25 mL小香雞湯汁分別裝入電子舌專用燒杯中,置于自動(dòng)進(jìn)樣分析裝置上。湯汁采集時(shí)間為120 s,每1 s采集1 次數(shù)據(jù),以最后30 s數(shù)據(jù)的平均值作為樣品檢測(cè)1 次的數(shù)據(jù)。每個(gè)樣品測(cè)量前電子舌系統(tǒng)均需完成自檢、初始化、校正等環(huán)節(jié),測(cè)量后傳感器清洗時(shí)間300 s。每個(gè)樣品重復(fù)3 次。Insent SA402B電子舌AAE、CT0、CA0、C00和AE1傳感器的響應(yīng)特性為鮮味、咸味、酸味、苦味和澀味。

1.3.5 感官評(píng)價(jià)指標(biāo)

由6 名經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的評(píng)價(jià)員組成感官評(píng)價(jià)小組,根據(jù)雞湯風(fēng)味評(píng)價(jià)表[17]并稍作修改,以小香雞湯汁的氣味和滋味為主要評(píng)價(jià)指標(biāo),權(quán)重分別為50%,對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià),具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)果由SPSS.v 16.0和SIMCA-P 11.5軟件結(jié)合對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行雷達(dá)分析、主成分分析和荷載分析,并用偏最小二乘法進(jìn)行指標(biāo)預(yù)測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 小香雞湯汁電子鼻檢測(cè)

2.1.1 小香雞湯汁電子鼻雷達(dá)圖

對(duì)小香雞湯汁的風(fēng)味進(jìn)行電子鼻測(cè)定。6 個(gè)坐標(biāo)軸分別代表6 個(gè)傳感器,坐標(biāo)軸的大小代表傳感器的靈敏程度,其響應(yīng)強(qiáng)度變化可說(shuō)明小香雞雞湯中某些揮發(fā)性氣味成分濃度的變化。

由圖1可知,電子鼻的6 個(gè)傳感器對(duì)小香雞湯汁的風(fēng)味成分有明顯的響應(yīng)。3 種冷藏方式下,苯類、胺類、醇類、碳?xì)浠衔锖吐葷舛茸兓^顯著,硫化物和氨、胺化合物等揮發(fā)性物質(zhì)較穩(wěn)定存在。冷鮮組湯汁貯藏至4 d的響應(yīng)值與冰鮮組18 d的響應(yīng)值接近,冰鮮組湯汁貯藏至12 d的響應(yīng)值與冷凍組24 d的響應(yīng)值接近,表明貯藏溫度越高,揮發(fā)性風(fēng)味變化越明顯。三圖差別顯著,說(shuō)明利用電子鼻區(qū)分不同溫度貯藏條件下的樣品是可行性的。

2.1.2 小香雞湯汁電子鼻主成分分析

主成分分析(PCA)主要是對(duì)傳感器響應(yīng)值的特征向量矩陣進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維,通過(guò)對(duì)降維后的特征向量進(jìn)行線性分類,并將分類結(jié)果以散點(diǎn)圖的形式直觀地展現(xiàn)出來(lái)。文獻(xiàn)[20]指出主成分總貢獻(xiàn)率超過(guò)70%~85%,分析結(jié)果就基本綜合了全部傳感器的響應(yīng)結(jié)果。圖2中的橢圓代表單一樣品重復(fù)的整體信息特征,圖形距離的遠(yuǎn)近代表樣品間氣味差異的大小。

由圖2可知,圖2a中第1主成分(PC1)和第2主成分(PC2)的總貢獻(xiàn)率達(dá)到94.8%;圖2b中PC1和PC2的總貢獻(xiàn)率達(dá)到92.6%;圖2c中PC1和PC2的總貢獻(xiàn)率達(dá)99.1%,表明提取的信息能夠反映原始數(shù)據(jù)的大部分信息。冷凍組湯汁的揮發(fā)性物質(zhì)成分區(qū)域幾乎無(wú)重疊,表明PCA方法可對(duì)其進(jìn)行區(qū)分,貯藏4~20 d相對(duì)較集中,可能是由于雞肉在低溫時(shí)微生物生長(zhǎng)受抑制,肉品較新鮮,氣味變化不明顯,第24 天時(shí)氣味驟變。冰鮮組的湯汁分別在貯藏0、2 d和10、12、14 d的揮發(fā)性物質(zhì)區(qū)域有部分重疊,氣味較為接近,貯藏8 d時(shí)氣味發(fā)生明顯變化。冷鮮組的湯汁在貯藏2、3 d時(shí),揮發(fā)性物質(zhì)區(qū)域有部分重疊,氣味較為接近,貯藏4 d時(shí)氣味發(fā)生明顯變化。貯藏溫度越高,揮發(fā)性氣味變化越明顯。

2.1.3 小香雞湯汁電子鼻荷載分析

由圖3a可知,P30/1、P40/2和PA/2對(duì)PC1貢獻(xiàn)比較大,T70/2對(duì)PC2貢獻(xiàn)比較大,表明樣品揮發(fā)氣味中的碳?xì)浠衔?、氨類、氯和醇類物含量較高,苯類也占有一定比例。圖3b中LY2/gCTL對(duì)PC1貢獻(xiàn)比較大,T70/2、P30/1和LY2/Gh對(duì)PC2貢獻(xiàn)比較大,表明冰鮮組湯汁揮發(fā)性氣味中硫化物的含量明顯高于冷凍組,而碳?xì)浠衔锖吐阮惖暮棵黠@低于冷凍組,二者差異顯著。冷鮮組的湯汁揮發(fā)性氣味中苯類和氯化物等成分的含量明顯高于冰鮮組。出現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能是,隨著保藏期的延長(zhǎng),小香雞雞肉新鮮度降低,蛋白質(zhì)、脂類和碳水化合物等成分在內(nèi)源酶或微生物作用下,最終分解為氨、硫化氫、苯類、氨類等風(fēng)味物質(zhì)。

2.2 小香雞湯汁的電子舌的主成分分析

由圖4可知,圖4a中PC1和PC2的總貢獻(xiàn)率達(dá)到89.1%;圖4b中PC1和PC2的總貢獻(xiàn)率達(dá)到88.9%;圖4c中PC1和PC2的總貢獻(xiàn)率達(dá)到97.4%,表明提取的信息能夠反映原始數(shù)據(jù)的大部分信息。冷凍、冰鮮和冷鮮組湯汁的滋味分別在貯藏12、6、3 d發(fā)生明顯變化。冷凍和冷鮮組湯汁滋味物質(zhì)成分區(qū)域幾乎無(wú)重疊,表明PCA方法可對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。電子舌PCA分析發(fā)生拐點(diǎn)的時(shí)間和電子鼻的略有不同,這可能是因?yàn)殡娮颖菣z測(cè)時(shí)獲取的樣品信息主要來(lái)自于雞湯的揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì),而電子舌檢測(cè)時(shí)獲取的信息來(lái)自于雞湯中的水溶性物質(zhì)[19],故僅用電子鼻或電子舌研究雞肉風(fēng)味變化不全面。電子舌的5 個(gè)傳感器可以分別對(duì)鮮、咸、酸、苦和澀5 種滋味做出評(píng)價(jià),但是由于鮮和苦這2 種滋味的成味物質(zhì)較為復(fù)雜,因此,電子舌不能進(jìn)行具體的評(píng)價(jià)。

2.3 小香雞湯汁感官評(píng)定與電子鼻、電子舌相關(guān)性分析

在冷凍、冰鮮和冷鮮3 種冷藏方式下,小香雞風(fēng)味均隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而改變,但其變化趨勢(shì)顯著不同,這為通過(guò)感官評(píng)定將三者準(zhǔn)確區(qū)分提供了有利條件。由表3可知,在不同冷藏方式下,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),小香雞湯汁的感官評(píng)分逐漸下降,其中冷鮮組的湯汁感官評(píng)分值的下降速率明顯比冷凍和冰鮮組的快,這與邵磊等[25]

研究的冷鮮和冰鮮條件下雞肉相關(guān)品質(zhì)變化的研究結(jié)果一致。冰鮮組湯汁感官值在貯藏10 d以內(nèi)高于冷凍組,10 d以后低于冷凍組,這可能因?yàn)槔洳販囟仍降停⑸锷L(zhǎng)受抑制越高,小香雞品質(zhì)下降速率越慢。

以在冷凍、冰鮮和冷鮮方式下不同貯藏時(shí)間小香雞湯汁實(shí)際感官評(píng)分(表3)為橫坐標(biāo),電子鼻和電子舌預(yù)測(cè)感官評(píng)分為縱坐標(biāo),進(jìn)行偏最小二乘回歸分析(PLS),如圖5所示。

由圖5可知,冷凍、冰鮮和冷鮮組的湯汁感官評(píng)分真實(shí)值與電子鼻、電子舌預(yù)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)分別為0.965、0.975和0.970,說(shuō)明模型較好地預(yù)測(cè)了低溫貯藏小香雞湯汁的品質(zhì)。感官評(píng)價(jià)的結(jié)果與電子鼻、電子舌的結(jié)果有良好的重復(fù)性,并且電子鼻、電子舌比人為感官評(píng)價(jià)的辨識(shí)度更高,區(qū)分結(jié)果更為精確、客觀。

3 結(jié) 論

通過(guò)雷達(dá)圖分析和荷載分析表明:電子鼻對(duì)小香雞的揮發(fā)性物反應(yīng)靈敏,可無(wú)損檢測(cè)雞肉的揮發(fā)性物質(zhì);隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),P30/1(碳?xì)浠衔?、氨)、T70/2(甲苯、二甲苯)、PA/2(乙醇)、P40/2(氯)傳感器響應(yīng)值變化顯著。通過(guò)主成分分析對(duì)冷凍、冰鮮和冷鮮貯藏期間小香雞湯汁的品質(zhì)進(jìn)行區(qū)分和評(píng)價(jià),可以得出:冷凍、冰鮮和冷鮮貯藏期間小香雞湯汁揮發(fā)性氣味和滋味分布具有一定的規(guī)律,確定了這3 種貯藏方式下小香雞燉煮湯汁氣味和滋味的驟變分別在24、8、4 d和12、6、3 d。電子鼻和電子舌同時(shí)檢測(cè)同一樣品,但驟變時(shí)間卻不同,這可能是電子鼻僅能檢測(cè)樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),而電子舌主要檢測(cè)樣品半揮發(fā)性和不揮發(fā)性物質(zhì),所以單一使用電子鼻或電子舌檢測(cè)湯汁,不能代表其整體風(fēng)味,需要聯(lián)合使用。用偏最小二乘法(PLS)對(duì)冷凍、冰鮮和冷鮮貯藏期間小香雞的湯汁電子鼻和電子舌響應(yīng)信號(hào)和感官評(píng)分進(jìn)行擬合,PLS線性擬合曲線的相關(guān)系數(shù)為分別0.965、0.975和0.970,表明PLS建立的模型可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)小香雞風(fēng)味變化。

冰鮮貯藏前期小香雞風(fēng)味明顯優(yōu)于冷凍貯藏,而貯藏期明顯短于冷凍貯藏。相比冷鮮貯藏,冰鮮貯藏能夠有效延長(zhǎng)雞肉貨架期。研究結(jié)果可作為小香雞貯藏工藝設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù),并對(duì)其他肉禽類冷藏工藝起到參照作用。

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