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FUTURE FOOD TECHNOLOGY
通過(guò)通過(guò)全球研究，發(fā)現(xiàn)感官設(shè)計(jì)的未來(lái)！
我們致力于推動(dòng)未來(lái)食品技術(shù)和創(chuàng)新！
上海瑞智能科技有限公司是致力于食品感官分析及感官智能儀器、感官分析軟件代理和銷售
以及技術(shù)服務(wù)和技術(shù)支持的專業(yè)公司。
同時(shí)，引入全新設(shè)備，如：體外模擬消化設(shè)備脈沖光電殺菌設(shè)備等，
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電子鼻在鯽魚肉新鮮度研究中的應(yīng)用
鯽魚是我國(guó)重要的淡水經(jīng)濟(jì)魚類之一，鯽魚肉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，并且味道鮮美，因此廣受人們的喜愛。本文作者以冷藏和微凍貯藏下的鯽魚肉為樣品，利用電子鼻探究其在貯藏中揮發(fā)性氣味的變化，希望為鯽魚新鮮度的研究提供一定的理論基礎(chǔ)。
一、材料與方法
實(shí)驗(yàn)材料
新鮮的鯽魚購(gòu)自農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，分別放在4℃和-3℃的條件下貯藏。
氣味感官評(píng)價(jià)
根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，由10位經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的同學(xué)組成氣味感官評(píng)定小組，以滿分5.0分為標(biāo)準(zhǔn)，每天對(duì)魚肉氣味進(jìn)行評(píng)價(jià)、打分，取10人評(píng)分的平均值作為最終評(píng)定分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)參照 GB2733 -2005《 鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求進(jìn)行。
二、結(jié)果與討論
實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化
樣品的選擇優(yōu)化 利用上海瑞玢電子鼻分別對(duì)鯽魚背部肌肉上白色肉，紅色肉和魚皮的揮發(fā)性氣味進(jìn)行辨別分析，主成分分析結(jié)果如圖 1 所示 。白色肉和魚皮氣味分布較接近，紅色肉與白色肉和魚皮氣味分布較遠(yuǎn)，說(shuō)明白色肉和魚皮的氣味較相似，紅色肉與白色肉和魚皮的氣味差別較大。本實(shí)驗(yàn)判別指數(shù)為94，因此三組分的氣味可以被電子鼻顯著區(qū)分開，組間氣味明顯不同。為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)時(shí)只選用鯽魚背部白色肉做實(shí)驗(yàn)樣品。
進(jìn)樣體積的優(yōu)化 取新鮮的鯽魚背部白色肉做樣品，分別選用 250、500、1000、1500μL4 個(gè)進(jìn)樣體積分析，傳感器響應(yīng)雷達(dá)圖如圖 2 所示。250μL進(jìn)樣體積時(shí)傳感器響應(yīng)值最高超過(guò) 0.3，500μL進(jìn)樣體積響應(yīng)值最超過(guò) 0.5，1000μL和1500μL進(jìn)樣體積時(shí)響應(yīng)值最高超過(guò)0.8。傳感器響應(yīng)值太低，不滿足檢測(cè)要求，太高則容易在貯藏后期因樣品的揮發(fā)性氣味增強(qiáng)而使傳感器中毒。由圖 2 知，新鮮的樣品在500、1000、1500μL進(jìn)樣體積時(shí)響應(yīng)值均較高，不宜選用。本實(shí)驗(yàn)選用250μL作為最優(yōu)進(jìn)樣體積。
不同貯藏條件下的樣品電子鼻雷達(dá)圖比較分析
新鮮水產(chǎn)品在貯藏保鮮中受到溫度，微生物作用，酶的催化分解及脂質(zhì)的自動(dòng)氧化作用等因素影響使鮮度品質(zhì)下降，并產(chǎn)生一些揮發(fā)性的物質(zhì)。傳感器可以對(duì)這些揮發(fā)性氣味進(jìn)行響應(yīng)、分析和識(shí)別。圖3和圖4是不同貯藏溫度下樣品連續(xù) 8d(圖3和圖4中1-8分別代表1-8d)的傳感器響應(yīng)雷達(dá)圖。從圖中看出電子鼻分析數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)很好的重現(xiàn)性。從第二天起，微凍貯藏下的樣品傳感器響應(yīng)值最高超過(guò)0.5，冷藏樣品的響應(yīng)值最高超過(guò) 0.6。每根傳感器對(duì)不同樣品的響應(yīng)值存在區(qū)別，傳感器 P30/2，P30/1，T30/1，T70/2，PA/2，P10/1，P40/1，P10/2 在冷藏和微凍樣品中的響應(yīng)值均較高。18根傳感器對(duì)樣品的響應(yīng)值不同，可以將樣品的揮發(fā)性氣味很好的區(qū)分開。圖3和圖4比較看出，冷藏樣品傳感器響應(yīng)值總體高于微凍樣品傳感器響應(yīng)值。
不同貯藏條件下樣品的主成分分析
圖5是冷藏貯藏下的樣品電子鼻PCA分析。由圖知，第一主成分(PC1) 貢獻(xiàn)率為 99.318%，第二主成分(PC2)貢獻(xiàn)率為0.479%，兩者累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到99.797%>95%。相鄰兩天間的氣味分布比較接近但并沒有重疊，本實(shí)驗(yàn)判別指數(shù)為 91，說(shuō)明不同貯藏時(shí)間的樣品氣味可被電子鼻很好的區(qū)分 。第3d和第4d，樣品揮發(fā)性氣味的主成分方向發(fā)生變化，從前3d沿著PC1軸向左PC2軸向下變?yōu)檠豍C2軸向上，整體趨勢(shì)呈"V" 字型。
圖6是微凍貯藏樣品的PCA圖，從圖中看出，第一主成分(PC1) 貢獻(xiàn)率達(dá)到 99.021%，第二主成分(PC2) 貢獻(xiàn)率為 0.404%，兩者累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到 99.425% >95% 。本實(shí)驗(yàn)判別指數(shù)為81，不同貯藏時(shí)間的樣品氣味有著明顯差異。隨著貯藏時(shí)間的增加，氣味分布方向先是沿PC1軸向左PC2軸向下，后變成沿PC1軸向右 PC2 軸向下最后變?yōu)檠豍C1軸向左PC2軸向上。圖5和圖6比較看出， PCA分析圖差異很大。魚體所貯藏的溫度不同，魚體內(nèi)微生物作用和酶的活力也不同，因此腐敗變質(zhì)速率就不同，微凍比冷藏有更低的溫度，在貯藏期間可能更有效的抑制了微生物作用，降低了酶的活性，減緩了魚體腐敗變質(zhì)的速率。因此，相同貯藏時(shí)間內(nèi)微凍和冷藏樣品間的揮發(fā)性氣味出現(xiàn)明顯區(qū)別，兩組分傳感器響應(yīng)值就差異很大。
DFA分析
DFA分析是在PCA分析后，通過(guò)一系列數(shù)學(xué)變化，在充分保存現(xiàn)有信息的前提下，使同類間差異盡量縮小，不同數(shù)據(jù)間差異盡量擴(kuò)大。圖7中，第一判別因子 (DF1) 貢獻(xiàn)率為 97.916%，DF1 和 DF2 累計(jì)貢獻(xiàn)率為 99.263% >95%，第1d 和第2d 氣味分布的距離大于其他天數(shù)間的距離且第3d和第4d氣味分布方向發(fā)生改變。相比于圖7、圖8中微凍貯藏的樣品，第一判別因子(DF1) 貢獻(xiàn)率是91.333%，DF1和DF2累計(jì)貢獻(xiàn)率是97.807% >95%。
氣味感官評(píng)分和電子鼻PLS分析
將上海瑞玢電子鼻測(cè)得的樣品數(shù)據(jù)和氣味感官評(píng)分(表2)結(jié)合，以4℃和-3℃不同貯藏天數(shù)的樣品氣味感官評(píng)分為橫軸，以此貯藏天數(shù)下傳感器響應(yīng)信號(hào)和整體樣本平均響應(yīng)信號(hào)間距離為縱軸，經(jīng)偏最小二乘回歸分析，得到圖 9和圖10。冷藏樣品的回歸方程決定系數(shù)(R2)為0.9976，微凍樣品的回歸方程決定系數(shù)(R2)為0.9887。這表明電子鼻的 PLS分析可以很好的表征樣品的氣味感官評(píng)定。表明電子鼻分析的鯽魚樣品新鮮度結(jié)果和氣味感官評(píng)定結(jié)果之間具有高度的一致性。
三、結(jié)論
綜上所述，可以得到如下結(jié)論:在相同貯藏時(shí)間內(nèi)，冷藏鯽魚樣品的傳感器響應(yīng)值高于微凍樣品的響應(yīng)值。電子鼻 PCA分析能很好的區(qū)分不同貯藏時(shí)間的樣品。電子鼻測(cè)得的數(shù)據(jù)和氣味感官評(píng)分結(jié)合，經(jīng)偏最小二乘回歸分析(PLS)，相關(guān)系數(shù)(R2)達(dá)到0.9976(4℃)和0.9887( -3℃)，PLS分析可以很好的表征氣味感官評(píng)價(jià)。電子鼻可以將冷藏和微凍貯藏下，不同新鮮度的鯽魚樣品區(qū)分開，并且冷藏樣品的區(qū)分效果要好于微凍樣品。
