食醋的風味是影響產品質量的重要指標，山西老陳醋作為四大名醋之一，以色、香、醇、濃和酸五大特征著稱于世。目前市場上存在兩類老陳醋產品，一類是執(zhí)行標準GB/T18187的“老陳醋”，另一類是執(zhí)行標準GB/T19777的地理標志產品“山西老陳醋”。本研究通過結合使用電子鼻和電子舌，對市面上執(zhí)行不同標準的山西產地的老陳醋產品進行檢測，利用儀器自帶的AlphaSoft軟件進行主成分分析、判別因子分析、氣味成分和味覺分析，研究兩類老陳醋在氣味和滋味上的差異，探究基于電子鼻和電子舌對兩類老陳醋風味區(qū)分的可行性。
01基于電子鼻對山西老陳醋和老陳醋氣味的檢測結果
采用電子鼻對山西老陳醋和老陳醋共12個樣品進行檢測，以所有色譜峰為變量進行PCA。PCA是一種可以將多個指標的信息經過數據轉換及降維，并對降維后的特征向量進行線性分類，從而得到互不相關的幾個綜合指標，而在分析圖上只顯示最重要的兩個指標，形成二維圖。利用PCA可以在最大程度上體現不同樣品之間的差異。12個樣品的PCA結果如圖1所示，PC1軸對應的第1主成分可以反映樣品原本信息的72.689%；PC2軸對應的第2主成分可以反映樣品14.651%的信息。2個主成分累積方差貢獻率為87.34%，大于85%，說明PCA的2個主成分可以基本反映樣品的整體情況，但樣品間的差異主要反映在橫軸上距離的遠近（第1主成分貢獻率顯著，為72.689%）。
由圖1可知，12個樣品在PCA圖上無重疊，識別指數達到90，說明12個樣品在氣味上存在差異。各樣品在PCA圖中的位置分布及距離遠近反映了樣品之間的氣味差異程度，可以看到樣品間的氣味差異程度不同，其中執(zhí)行同一標準的山西產地的老陳醋樣品之間氣味差異較大，結合PCA結果可知，基于氣味差異電子鼻對山西老陳醋和山西產地的老陳醋產品的區(qū)分效果不是很明顯。
02 山西老陳醋和老陳醋的氣味成分定性分析
根據樣品中的揮發(fā)性化合物在色譜柱MXT-5和MXT-1701上的保留指數，比對AroChembase數據庫對化合物進行定性，并獲得可能存在的化合物信息。圖2為12個醋樣品中的揮發(fā)性組分在色譜柱MXT-5中分離經FID檢測器檢測得到的色譜圖。可以看出電子鼻對醋中的揮發(fā)性成分有明顯的響應，山西老陳醋和山西產地的老陳醋樣品的色譜峰的形狀和個數基本相近，但12個樣品的氣味化合物峰面積有所不同，說明其所含有的氣味成分相似但在含量上存在差異。
03 基于電子舌對山西老陳醋和老陳醋滋味的檢測結果
采用電子舌對老陳醋和山西老陳醋樣品進行檢測，兩類食醋的PCA結果可以看出明顯差異（圖3），老陳醋和山西老陳醋在PCA圖上的識別指數達到93，說明12個樣品之間在滋味上存在差異，其中5個山西老陳醋樣品之間的距離較近，并呈小范圍聚集，而7個老陳醋之間的距離相對較遠，說明不同廠家的老陳醋樣品間滋味差異大于山西老陳醋。這也進一步說明山西老陳醋和老陳醋雖然總酸含量均達到6.00g/100mL，但是兩類食醋在整體滋味上是不同的。
04 基于電子舌味覺分析山西老陳醋和老陳醋的滋味差異
采用電子舌的滋味分析功能測定山西老陳醋和老陳醋的滋味差異，從基于電子舌檢測的山西老陳醋和老陳醋在7根傳感器上的滋味評分雷達圖（圖5）可以明顯地看到12個樣品的響應分值不同，說明電子舌配置的7根傳感器基于滋味可以識別樣品間的差異。根據味覺分析功能（圖6）給出的12個樣品的酸味、咸味和鮮味評分結果，可以看到電子舌對于12個樣品在酸味、咸味和鮮味的響應是不同的。整體上呈現老陳醋比山西老陳醋的酸味評分值高的現象。
本研究采用Heracles NEO超快速氣相色譜電子鼻和Astree電子舌對市售不同執(zhí)行標準的山西老陳醋和山西產地的老陳醋樣品進行檢測，結合PCA和DFA結果顯示，12個樣品在氣味和滋味上存在差異，采用電子舌基于滋味差異可以區(qū)分山西產地的老陳醋和山西老陳醋樣品，通過電子舌的味覺分析功能檢測發(fā)現整體上呈現老陳醋比山西老陳醋的酸味評分值高的現象；但電子鼻基于氣味差異對兩類老陳醋產品區(qū)分效果不是很明顯。利用電子鼻從2類老陳醋共12個樣品中共檢出33種氣味化合物，其中酸類化合物5種、酯類化合物6種、醇類化合物7種，醛類化合物4種，酮類化合物3種，酚類化合物2種，其他類化合物6種，33種氣味化合物中有25種為共有氣味成分。山西老陳醋和老陳醋的氣味化合物種類相似，但不同樣品之間存在一定的含量差異，這可能是造成12個樣品之間存在氣味差異的主要原因。后期可以對差異性大的揮發(fā)性化合物進行定量分析，并結合氣味閾值計算氣味活性值，根據氣味活性值的大小確定氣味化合物對食醋氣味的整體貢獻值，從而找到對山西老陳醋香氣起關鍵作用的氣味成分。
來源：感官科學與評定，轉載請注明來源。
參考文獻：喬羽,王艷艷,曾紅艷,等.基于電子鼻和電子舌技術對山西老陳醋和老陳醋的風味檢測[J].食品與發(fā)酵科技,2024,60(02):115-122.
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01基于電子鼻對山西老陳醋和老陳醋氣味的檢測結果
采用電子鼻對山西老陳醋和老陳醋共12個樣品進行檢測，以所有色譜峰為變量進行PCA。PCA是一種可以將多個指標的信息經過數據轉換及降維，并對降維后的特征向量進行線性分類，從而得到互不相關的幾個綜合指標，而在分析圖上只顯示最重要的兩個指標，形成二維圖。利用PCA可以在最大程度上體現不同樣品之間的差異。12個樣品的PCA結果如圖1所示，PC1軸對應的第1主成分可以反映樣品原本信息的72.689%；PC2軸對應的第2主成分可以反映樣品14.651%的信息。2個主成分累積方差貢獻率為87.34%，大于85%，說明PCA的2個主成分可以基本反映樣品的整體情況，但樣品間的差異主要反映在橫軸上距離的遠近（第1主成分貢獻率顯著，為72.689%）。
由圖1可知，12個樣品在PCA圖上無重疊，識別指數達到90，說明12個樣品在氣味上存在差異。各樣品在PCA圖中的位置分布及距離遠近反映了樣品之間的氣味差異程度，可以看到樣品間的氣味差異程度不同，其中執(zhí)行同一標準的山西產地的老陳醋樣品之間氣味差異較大，結合PCA結果可知，基于氣味差異電子鼻對山西老陳醋和山西產地的老陳醋產品的區(qū)分效果不是很明顯。
圖1 12個樣品PCA圖
02 山西老陳醋和老陳醋的氣味成分定性分析
根據樣品中的揮發(fā)性化合物在色譜柱MXT-5和MXT-1701上的保留指數，比對AroChembase數據庫對化合物進行定性，并獲得可能存在的化合物信息。圖2為12個醋樣品中的揮發(fā)性組分在色譜柱MXT-5中分離經FID檢測器檢測得到的色譜圖。可以看出電子鼻對醋中的揮發(fā)性成分有明顯的響應，山西老陳醋和山西產地的老陳醋樣品的色譜峰的形狀和個數基本相近，但12個樣品的氣味化合物峰面積有所不同，說明其所含有的氣味成分相似但在含量上存在差異。
圖2 12個樣品的電子鼻色譜圖
對兩類老陳醋產品共12個樣品的揮發(fā)性氣味化合物進行鑒別，根據Kovats保留指數定性出可能的氣味成分、感官描述以及嗅覺閾見表2。物質氣味的強弱由嗅覺閾值的大小來反映，在含量相同的情況下，閾值越低說明該物質的氣味越強烈。由表2可知，從2類老陳醋共12個樣品中共檢出33種氣味化合物，其中酸類化合物5種、酯類化合物6種、醇類化合物7種，醛類化合物4種，酮類化合物3種，酚類化合物2種，其他類化合物6種，33種氣味化合物中有25種為共有氣味成分。根據定性結果發(fā)現兩類老陳醋在化合物種類上差異較小，但同一氣味物質成分的峰面積不同，即氣味化合物存在含量上的差異，這可能是造成12個樣品之間存在氣味差異的主要原因。此外在所有樣品中都檢測到糠醛和吡嗪類物質。
表2 AroChembase數據庫分析山西老陳醋和老陳醋中可能的氣味信息
采用電子舌對老陳醋和山西老陳醋樣品進行檢測，兩類食醋的PCA結果可以看出明顯差異（圖3），老陳醋和山西老陳醋在PCA圖上的識別指數達到93，說明12個樣品之間在滋味上存在差異，其中5個山西老陳醋樣品之間的距離較近，并呈小范圍聚集，而7個老陳醋之間的距離相對較遠，說明不同廠家的老陳醋樣品間滋味差異大于山西老陳醋。這也進一步說明山西老陳醋和老陳醋雖然總酸含量均達到6.00g/100mL，但是兩類食醋在整體滋味上是不同的。
圖3 基于電子舌檢測的山西老陳醋和老陳醋的PCA圖
利用DFA對兩類老陳醋共12個樣品滋味進行分析，結果見圖4。DF1和DF2的貢獻率分別為97.603％和1.586％，累積貢獻率達99.189％，基本包含了原始數據的全部信息。其中5個山西老陳醋樣品都位于坐標軸的右側，且對應位置間的距離相對較近；山西老陳醋和山西產地的7個老陳醋樣品中間有明顯的分界線，與PCA圖相比，DFA圖中12個樣品區(qū)分性較好，同類別的山西老陳醋樣品分布更集中，離散度更小，山西老陳醋和老陳醋樣品間的區(qū)分更顯著，表明基于滋味差異電子舌可以區(qū)分老陳醋和山西老陳醋。
圖4 基于電子舌檢測的山西老陳醋和老陳醋的DFA圖
04 基于電子舌味覺分析山西老陳醋和老陳醋的滋味差異
采用電子舌的滋味分析功能測定山西老陳醋和老陳醋的滋味差異，從基于電子舌檢測的山西老陳醋和老陳醋在7根傳感器上的滋味評分雷達圖（圖5）可以明顯地看到12個樣品的響應分值不同，說明電子舌配置的7根傳感器基于滋味可以識別樣品間的差異。根據味覺分析功能（圖6）給出的12個樣品的酸味、咸味和鮮味評分結果，可以看到電子舌對于12個樣品在酸味、咸味和鮮味的響應是不同的。整體上呈現老陳醋比山西老陳醋的酸味評分值高的現象。
圖5 12個樣品在7根傳感器上的滋味雷達圖
圖6 12個樣品的酸味、咸味和鮮味相對強度趨勢
結論本研究采用Heracles NEO超快速氣相色譜電子鼻和Astree電子舌對市售不同執(zhí)行標準的山西老陳醋和山西產地的老陳醋樣品進行檢測，結合PCA和DFA結果顯示，12個樣品在氣味和滋味上存在差異，采用電子舌基于滋味差異可以區(qū)分山西產地的老陳醋和山西老陳醋樣品，通過電子舌的味覺分析功能檢測發(fā)現整體上呈現老陳醋比山西老陳醋的酸味評分值高的現象；但電子鼻基于氣味差異對兩類老陳醋產品區(qū)分效果不是很明顯。利用電子鼻從2類老陳醋共12個樣品中共檢出33種氣味化合物，其中酸類化合物5種、酯類化合物6種、醇類化合物7種，醛類化合物4種，酮類化合物3種，酚類化合物2種，其他類化合物6種，33種氣味化合物中有25種為共有氣味成分。山西老陳醋和老陳醋的氣味化合物種類相似，但不同樣品之間存在一定的含量差異，這可能是造成12個樣品之間存在氣味差異的主要原因。后期可以對差異性大的揮發(fā)性化合物進行定量分析，并結合氣味閾值計算氣味活性值，根據氣味活性值的大小確定氣味化合物對食醋氣味的整體貢獻值，從而找到對山西老陳醋香氣起關鍵作用的氣味成分。
來源：感官科學與評定，轉載請注明來源。
參考文獻：喬羽,王艷艷,曾紅艷,等.基于電子鼻和電子舌技術對山西老陳醋和老陳醋的風味檢測[J].食品與發(fā)酵科技,2024,60(02):115-122.
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