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电子鼻助力食品加工企业气味品质控制

鸡精作为现代厨房最常见的复合调味品之一,由于其营养性与卓越的调味功能,迅速走进了千家万户。它不仅适用于烹饪工艺,还广泛应用于食品加工领域,是我国正在快速增长的消费品。除了能增强食物的味感,鸡精同样也具有鸡肉香、鲜香及辛香料等感官属性,对食品的增鲜、增香具有重要作用。鸡精中含有鸡油、植物油等物质,使得鸡精在某些情况下可能产生不良的风味,从而影响鸡精的品质和风味。

电子鼻作为仿生的电子感官仪器,用以代替人的鼻子来分析、识别和检测复杂香气,与其他常规的检测仪器相比,电子鼻对于样品的要求较低,无需样品处理,可快速分辨样品的气味信息,是一种将现代科技集于一身的高端检测仪器。

与人工感官评定相比,电子鼻的检测更为客观,不受人的主观因素影响,结果可靠稳定,并具有较好的重复性。目前,电子鼻技术已经成功应用于饮料制品、乳制品、茶、咖啡、肉制品、水果以及其他食品风味分析中。

通过技术对新鲜鸡精、久置鸡精和哈败(通常是指鸡精在生产储存过程中因氧化、微生物滋生或成分变化而导致的风味劣变和品质下降)鸡精的挥发性风味成分进行分析鉴定,研究表明,哈败鸡精的风味轮廓与新鲜鸡精有明显差异。

通过电子鼻技术分析发现,哈败鸡精中醇类、酮类、醛类、酯类和杂环化合物含量显著增多,而含硫化合物含量减少,这导致了其不良风味的产生,结合电子鼻技术,为企业调控鸡精调味品的生产及香气品质控制提供理论指导。


结果与分析:人工感官评价

对鸡精样品的感官属性(鸡肉味、油脂味、腥味、鲜味、苦味、腐败感和整体接受度)进行感官评定。

分析表明,新鲜鸡精、久置鸡精和哈败鸡精的感官属性(鸡肉味、油脂味、腥味、鲜味、苦味、腐败感和整体接受度)除油脂味均具有显著性差异(P<0.05),说明3个鸡精在嗅觉感官上的差异显著,人工感官评价可以很好地体现3种鸡精的不同感官特性。

根据人工感官评价结果进行CA,如图所示。

人工感官评价CA图

如图所示,根据人工感官评价结果,新鲜鸡精和久置鸡精在离差平方和约为0.3时可以聚为一类,表明从感官上新鲜鸡精与久置鸡精更为接近,而哈败鸡精与其他2个样品之间的差异更显著。


结果与分析:电子鼻鉴定不同鸡精样品


新鲜鸡精、久置鸡精与变味鸡精的电子鼻雷达图

分别将新鲜鸡精、久置鸡精和哈败鸡精的电子鼻数据做雷达图,对比结果如图所示。哈败鸡精的响应值信号与新鲜鸡精、久置鸡精有较大差异,电子鼻分析得到新鲜鸡精和久置鸡精的风味轮廓更为接近,并与哈败鸡精有较大不同。

新鲜鸡精、久置鸡精和哈败鸡精的电子鼻PCA图

PCA(Principal Components Analysis)是一种综合了向量分析以及相关矩阵的分类方法,通过分析传感器采集的信息,将数据转换及降维,从而最大程度上体现不同样品之间的差异。根据电子鼻采集到的样品信息,对3种鸡精样品做PCA,如图所示。

电子鼻对新鲜鸡精、久置鸡精、哈败鸡精可以有效区分。新鲜鸡精和久置鸡精更为接近,说明二者风味更为接近,这与感官评价结果一致。


结果与分析:挥发性风味物质与嗅闻感官属性相关性分析


挥发性风味物质与嗅闻感官属性相关性PLS分析图

为了探究检测得到的挥发性风味物质对鸡精整体风味的贡献程度,利用PLS(Partial Least Squares)建立感官评定与挥发性风味成分的关系,从而推断每种风味成分与嗅闻感官属性的相关性,如图所示。

模型包含的信息可以解释所有香气成分与5个嗅闻感官属性的相关性。挥发性风味物质与嗅闻感官属性建立相关性,便于确定影响感官属性的物质,为鸡精的货架期调控有重要的参考价值


技术比较:结 论

采用电子鼻、人工感官评价和SPME-GC-MS技术,对鸡精样品的挥发性风味物质和风味属性进行较全面分析。电子鼻与人工感官评价结果、SPME-GC-MS分析结果一致。研究表明电子鼻结合PLS法可以综合评价鸡精调味品中的挥发性风味物质和风味属性,更全面的评价鸡精调味品的香气。

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