陈英娇周小理周一鸣文浪谢凡
1．上海师范大学生命与环境科学学院(上海200234)；2．上海应用技术学院香料香精技术与工程学院(上海2(J1418)
摘要风味是熟肉制品最重要的品质之一，目前国内外对熟鸭肉的风味研究较少。以北京烤鸭为试验对象，研究电子鼻技术对烤鸭不同部位肉质的香气响应，并与感官指标进行对比分析。通过主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)法发现，电子鼻技术对烤鸭不同部位肉质的香味均有较好的响应，能将烤鸭不同部位如鸭腿、鸭背、鸭脯、鸭脖的香味有效区分开来，与感官评价法的评价结果趋于一致。表明电子鼻技术应用于熟肉制品的香味鉴定，具有快速、有效的特点。
关键词 北京烤鸭；电子鼻；主成分分析；线性判别分析；感官评价
Application of Aroma Evaluation in Beijing Roast Duck by E/ectronic Nose
Chen Ying-jiao Zhou Xiao Zhou Yi-mingWen LangXie Fan
1. Shanghai Normal University, School of Life Science and Environment (Shanghai 200234);
2. School of Perfume and Aroma Technology, Shanghai Institute of Technology (Shanghai 201418)
Abstract Flavor is one of the most important quality of cooked meat products. Nowadays, little reports focus on the flavor of cooked duck. The electronic nose technology combined with quality and sensory indexes was used to evaluate the aroma response of different parts of Beijing roast duck. The results showed that the different parts of duck samples could be effectively distinguished by using principal component analysis (PCA) and linear analysis (LDA). Moreover. the data of electronic nose was consistent with the results of sensory evaluation. which mean that electronic nose analysis methods were faster and more effective than other technologies, and could provide a basic tool in flavor evaluation of cooked meat.
KeywordsBeijing roast duck; electronic nose; principal component analysis (PCA); linear discrimination analysis (LDA)sensory evaluation
随着人们生活质量的不断提高，肉类食品越来越受到关注。鸭肉中不仅含有16%-25%蛋白质，人体所需的全部氨基酸，以及B族维生素、E族维生素和烟酸，而且口味独特。以北京烤鸭为例，据早在南北朝的《食珍录》中就有“炙鸭”的记载，它以其口感酥香、味道醇厚、肥而不腻、肉质细嫩、易于消化、被誉为“天下美味”而驰名中外。
肉类食品的风味主要取决于自身挥发性成分的组成，目前测定肉类食品挥发性成分的检测方法主要有感官评定和气相色谱一质谱测定等。然而，仅仅依靠传统的感官评价难以客观地反映肉类食品的风味品质，尤其是难以有效地展现传统肉类食品的风味特征，而采用气一质谱联用法的成本费用又偏大。因此亟待借助电子鼻等现代检测仪器，达到快速、准确、有效的评价目的。
电子鼻，是模拟人类的嗅觉系统设计研制的一种智能电子仪器，可用于测量一种或多种气味物质的气体敏感系统。目前作为一种快速、有效的检测方法，已应用于罐头食品以及海产品、肉制品等产品及原料的品质检测，包括新鲜度评判、微生物检测等。柴春祥等采用电子鼻判别鸡肉脂肪氧化的程度，准确率达99%。赵梦醒等采用电子鼻技术对凡纳滨对虾虾头和虾肉的气味变化进行检测；付湘晋等采用电子鼻技术对白鲢鱼鱼肉的腥味进行
检测。
以北京烤鸭为研究对象，采用电子鼻技术与感官评价技术相结合，以期建立一种对北京烤鸭不同部位肉质的香气风味评价的有效方法。
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1试验材料
北京烤鸭：市售。
1.1.2试验仪器
T-Nose便携式电子鼻（由1 0个金属氧化物传感器S1-SlO，按一定阵列组合而成）：上海昂申智能科技有限公司。
1.2试验方法
1.2.1样品前处理
将烤鸭称重，将不同部位切割成8 mm×10 mm大小的块丁，贮藏于4℃冰箱备用。
1.2.2 电子鼻检测
各称取5 9样品（样品1，鸭皮；样品2，鸭背肉；样品3，鸭脖肉；样品4，鸭腿肉；样品5，鸭脯肉），置于电子鼻采集瓶内，依次进行3次平行测定以获取数据。电子鼻载气为净化空气(相对湿度在60qo±1%)，气体流量为0.8 L/min，采样时间为60
s，等待时间为lOs，清洗时间为120 s。
试验步骤：仪器预热( 20 min)一样品放人电子鼻系统一清洗传感器一信号采集（等待时间10 s）一记录对应的特征响应值一保存数据。
1.2.3感官评价方法
选取经过培训的8名感官品评员（20-25岁、女性）进行感官评定。采用5点强度法（1-5分）进行打分，5分为最强。评定的6项指标分别为：口感、香味、肉色、弹性、滋味、持水性，先依次给出评判分数，最终评价分以六项分值的平均值计。
1.2.3.1 肉色
新鲜的鸭肉刚开始会呈现肌红蛋白的紫红色，当暴露在空气中后会逐渐氧化为高铁肌红蛋白，肉色会转变为暗深褐色。
1.2.3.2嫩度
指肉在食用时的老嫩程度，由柔软性、易碎性、可咽性来判定。主要由肌肉中各种蛋白质结构特性所决定。
1.2.3.3持水性
指肉类受外力作用如切割、加热、磨碎、挤压时保持水分的能力。
1.2.3.4弹性
是对鸭肉质地有较大影响的指数，与食用时口腔用力、咀碎难易程度有较大的相关性。
1.2.4数据分析方法
目前电子鼻常用的模式识别方法包括相关性分析、主成分分析、聚类分析、判别函数分析、回归分析及人工神经网络。试验以PCA和LDA作为主要区分方法。这是因为PCA是常用的一种线性分类方法，该算法可以从多元变量中解析出最主要的、对结果影响的贡献率最大的因子，从而观察和比较不同样品的主成分分析值在空间的分布差异。同时该算法
仅仅通过改变坐标轴来达到区分样品的目的，不会丢失任何样品信息。LDA分析法则更加注重类别的分类及各组之间的距离分析，它使变换后的类间距最大、类内距最小，目的在于寻找对分类最有帮助的特征矢量。
2结果与分析
2.1 电子鼻传感器信号强度图分析
图1为烤鸭样品经过电子鼻处理的传感器信号强度图。横坐标代表采集时间，纵坐标代表传感器响应强度，每条曲线代表1个传感器在600 s内的响应值变化，图中每个点代表气味物质进入传感器通道时相对电阻率( GIGo)随进样时间的变化。从图1可以看出，在测定的初始阶段到样品气体的平稳过程中，其相对电导率快速的上升，然后逐渐趋于平缓。
2.2样品的特征值数据确定及电子鼻传感器响应值分析
电子鼻输出信号随采集时间变化而变化的关系（如图1）可得到表征各不同部位样品气味的特征值。相应气体浓度越大，GIG。值就越偏离1（大于或者小于1）。
从表1可以看出，在五组样品传感器响应值中，样品1依次对传感器8、1、2比较敏感；样品2依次对传感器8、2、l比较敏感；样品3依次对传感器1、8、2比较敏感；样品4依次对传感器l、8、2比较敏感；样品5依次对传感1、2、8比较敏感。
试验结果表明，5组样品均对传感器1（氨气、胺类），传感器2（硫化氢、硫化物），传感器8（气体污染物）的气味成分敏感。这主要是由于，烤鸭的原料中具有丰富的香味前体物质，如氨基酸、脂类、核苷酸、维生素、糖类等化合物。而在烤鸭的烤制过程中，由于美拉德反应和其他作用因素的共同作用，会促使上述前体物（如胺类、硫化物）大量的产生；其次，由于试验在通风条件下进行，不可避免的在测定过程中带人了空气中的气体污染物，如：（硫氧化物、碳氧化物等）杂质成分，而被电子鼻灵敏地捕集到。
2.3主成分分析图和线性判别分析
图2为烤鸭不同部位的主成分分析图。PCA图特
点是能快速浏览图中所示数据，并且找出样品间相关联特征，从中总结出样品信息，用来比较和观察不同样品的主成分分值在空间的分布差异。横、纵坐标分别表示在PCA中转换到的PCA．和PCA：的贡献率（或称权重）。一般情况下，总贡献率超过70%-850-/0的方法即可使用。由PCA图得出：
1) PCA,的贡献率达到99.9%，PCA2的贡献率为 0.1%，二者之和为1 000-/0，表明主成分可以较为充分地反映样品信息。
2) PCA的识别指数(DI)值达到了96.7%，说明烤鸭各不同部位样品之间区分有效。
3)分别以PCA图上横、纵坐标的起始原点作为参照，样品1与样品2、3、4、5分布在两个互不干扰的区域（注：样品1位于区域左下方，2、4左上方，3、5右侧，且相互之间没有明显重叠）表明电子鼻可以将烤鸭皮与烤鸭肉的气味有效区分。
图3为烤鸭不同部位的线性判别分析图。LDA也是一种比较常用且有效的特征抽取方法，也能对样本实现很好的预测和评价功能，具有一定的代表性，因此选择该法与PCA法结合使用。
由LDA图得出：
1)样品2和样品3之间有部分重叠，说明鸭背肉和鸭脖肉气味接近但不完全一致，而样品2，3与5也比较靠近。
2) PCA图与LDA图相比较后发现，各样品在LDA图的分布较PCA图更为集中，表明PCA的区分效果优于LDA效果。
因此，电子鼻可以将5个不同部位的烤鸭样品根据其自身不同特征香气区分开来，且电子鼻具有对烤鸭不同细微风味做出较为准确判断的能力。
2.4感官评价结果
由表2烤鸭感官鉴评表中与香味直接相关的香味、口感、滋味指标看出，烤鸭皮得分最高。这是因为烤鸭在烤炉高温烤制过程中，烤制顺序是决定烤鸭成色的重要步骤。一般烤制顺序为先从鸭坯左右侧依次向鸭的背部、胸脯、下肢，待鸭坯的左右烤制颜色至金黄色，通过左右旋转至鸭背部、胸脯、下肢各部位烘烤呈橘黄色，最终遍体呈现枣红色时即可出炉。同时为了增加烤鸭表面光洁度和食欲感，还会涂抹一层香油，更加增添了香气，而有别于鸭背、鸭脖、鸭腿、鸭脯肉。其次鸭脖和鸭背肉得分接近，这是因为其肉质层偏薄，虽与鸭脯肉有一定区别，但是整体香气比较接近。此外，从得分表看出，鸭背肉和脯肉的得分较低，可能是由于这两部分的肉脂肪含量偏低，白肌纤维含量较少，不能使肌内脂肪更多地从肌纤维中融化出来，降低了整体的香味。
3结论与讨论
1)通过电子鼻传感器对北京烤鸭中香气挥发物质的响应结果试验得知，电子鼻对烤鸭不同部位的挥发性物质有明显的响应，并且每个传感器对各部位样品中挥发物质的响应值各不相同。说明电子鼻系统可作为一种肉类食品主要香气物质区分的判别方法。
2)电子鼻技术与PCA和LDA分析法的结合，具有前处理简单、分析速度快等优点，能有效地区分烤鸭中鸭皮、鸭腿肉、鸭脖肉、鸭脯肉、鸭背肉不同部位样品的香气。但鉴于其检测的精确度仍是一种宏观的区分方法，若需要提高测定的精确度尚需与GC-MS，GC-O等仪器联用分析。
3)5点强度法感官评价与电子鼻测定方法的联用，实现了鸭皮与鸭肉、鸭肉不同部位的香气区分，具有成本低、结果形象具体，可操作性强的优点。
4)选择烤鸭的不同部位进行香气评价，可为拓宽肉类休闲食品的分类小包装化，满足不同消费者的需求具有重要应用价值。
下一篇:返回列表
