牛云蔚，張曉鳴，肖作兵，宋詩清，朱建才，顧永波

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫 214112；2.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海201418）

櫻桃酒感官評價與電子舌感官分析的相關(guān)性研究

牛云蔚1，2，張曉鳴1，*，肖作兵2，宋詩清2，朱建才2，顧永波2

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫 214112；2.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海201418）

對五種不同櫻桃酒的感官屬性（酸、甜、苦、澀）進(jìn)行了感官評價和電子舌指紋分析，利用主成分（PCA）與判別因子（DFA）分析對電子舌區(qū)分櫻桃酒的能力進(jìn)行了評價，并通過PCA、偏最小二乘法（PLSR）將感官評價結(jié)果與電子舌7根傳感器（ZZ、BA、BB、CA、GA、HA、JB）響應(yīng)相關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明，電子舌指紋分析系統(tǒng)對櫻桃酒具有較好的區(qū)分辨別能力，傳感器JB與酸味，傳感器HA、CA與甜味，傳感器ZZ與澀、苦味具有較高的相關(guān)性。

櫻桃酒，電子舌分析，感官評價，相關(guān)性

Abstract：Five different cherry wines，which were described by sour，sweet，bitter and astringent attributes，were analyzed by electronic tongue.The ability of discrimination cherry wines of electronic tongue was evaluated by PCA and DFA.The sensory evaluation results were correlated to response of seven sensors（ZZ，BA，BB，CA，GA，HA，JB） by PCA and PLSR.The results showed that there were better correlation between JB and sour，HA，CA and sweet，ZZ and astringent，bitter，respectively.

Key words：cherry wine；electronic tongue analysis；sensory evaluation；correlation

櫻桃營養(yǎng)豐富，除一般水果具有的營養(yǎng)成分外，其鐵含量居諸果品之首，每100g含鐵高達(dá)6mg，并且具有較高的醫(yī)療保健價值[1]，能治療相關(guān)疾病[2]。櫻桃酒由櫻桃經(jīng)過發(fā)酵等特定的工藝釀制而成，不僅含有櫻桃?guī)缀跛械臓I養(yǎng)成分，而且還具有獨(dú)特的色、香、味，深受消費(fèi)者的青睞。多年來，人們一直通過感官評定的方法評價果酒的品質(zhì)，這需要評價人員擁有較強(qiáng)的味覺判別能力，在品評時才能夠比較準(zhǔn)確地評價產(chǎn)品的質(zhì)量。但是感官鑒別具有一定的主觀性，會隨著評價者的身體狀況、情緒變化等因素而產(chǎn)生不同的結(jié)果，并且評定時間較長，效率低。電子舌是模仿人體味覺機(jī)理研制出來的一種智能識別電子系統(tǒng)，是近年來發(fā)展起來的一種分析、識別液體味道的新型檢測手段[3-4]，與普通的化學(xué)分析方法相比有獨(dú)特的優(yōu)勢，味覺傳感器采集到的是與樣品相關(guān)的味覺信息，這些信號通過具有模式識別能力的計算機(jī)分析后，能得出對樣品味覺特征有關(guān)的總體評價。通過電子舌技術(shù)，王永維等[5]對不同品牌的白酒進(jìn)行了區(qū)分；張浩玉等[6]對不同品種的醋進(jìn)行了辨別研究；Quansheng Chen[7]等對不同等級的綠茶進(jìn)行了區(qū)分研究；Zhenbo Wei等[8]對不同的蜂蜜進(jìn)行了鑒別研究。然而，有關(guān)感官屬性與電子舌傳感器相關(guān)性的報道較少。本研究主要利用電子舌技術(shù)對不同品牌的櫻桃酒進(jìn)行辨別，并通過PCA、PLSR法對感官屬性與不同傳感器的相關(guān)性進(jìn)行了研究，為傳感器的篩選及定量預(yù)測感官屬性提供了一定的理論指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實(shí)驗酒樣分別來自5個不同的廠家 W1：煙臺市華龍釀酒有限公司，W2：臨朐縣三信食品加工廠，W3：山東尊皇櫻桃酒業(yè)科技有限公司，W4：萊州櫻紅酒業(yè)有限公司，W5：四川省漢源縣果酒廠。

電子舌系統(tǒng)（型號：ASTREE） 法國Alpha M.O.S公司。

1.2 感官評價

感官評價采用定量描述性感官評價法，選取10點(diǎn)制，0～9（0=沒味道，9=味道最強(qiáng)）。評價小組由8人組成，4男4女，年齡在23～30歲之間。評價人員根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[9]進(jìn)行了培訓(xùn)，分別對櫻桃酒的4種感官屬性（酸、甜、苦、澀）進(jìn)行評價，每個樣品重復(fù)評價2次。

1.3 電子舌分析

本實(shí)驗采用ASTREE電子舌系統(tǒng)，主要由味覺傳感器、信號采集器和模式識別系統(tǒng)3部分組成。該裝置配有7個傳感器（ZA、BB、BA、GA、HA、JB、CA），以Ag/AgCl作為參比電極，在室溫下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集前，電子舌系統(tǒng)需要經(jīng)過自檢、診斷和矯正等步驟，以確保采集得到的數(shù)據(jù)具有可靠性和穩(wěn)定性。本文采用體積分?jǐn)?shù)為10%的酒精作為清洗溶劑，采樣時間120s，1次/s，每個樣品重復(fù)采集8次，取穩(wěn)定后的4次數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

將由感官評定和電子舌分析得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，主要包括PCA[10]、DFA[11]和PLSR[12]分析。通過對數(shù)據(jù)的分析，找出感官屬性與傳感器之間的相關(guān)性。相關(guān)數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析由電子舌自帶軟件及SPSS統(tǒng)計分析軟件完成。

2 結(jié)果與討論

2.1 感官評定結(jié)果

對五種櫻桃酒的感官屬性（酸、甜、苦、澀）進(jìn)行感官評定，結(jié)果如表1所示。

表1 酒樣感官評定結(jié)果Table 1 Sensory evaluation results of wines

方差分析表明，不同酒樣同種屬性（酸、甜、苦、澀）之間大多具有顯著性差異（p＜0.01）。鄧肯氏分析結(jié)果表明，酸、甜、苦三個屬性的顯著性差異最顯著，其次是澀屬性。因此，酸、甜、苦、澀四個感官屬性可以較好地解釋不同酒樣的味道和口感特征。由表1可知，W1的酸味和澀感最強(qiáng)，但甜味值最低。W2的苦味值最大，酸味值最小。W5甜味值最大，而澀值最小。相比較而言，W3和W4的味覺和口感強(qiáng)度均處于中等強(qiáng)度。

2.2 傳感器相應(yīng)信號的PCA分析

對電子舌采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA分析，其結(jié)果如圖1所示。主成分得分圖以散點(diǎn)圖為基礎(chǔ)，每個點(diǎn)代表一個樣品，點(diǎn)之間的距離代表樣品之間特征差異的大小。從圖1中可看出同一樣品不同批次的重復(fù)進(jìn)樣構(gòu)成一個獨(dú)立的組群，表示分析的重復(fù)性合格。主成分1（PC1）和主成分2（PC2）的累積方差貢獻(xiàn)率為94.27%，這說明PC1和PC2已經(jīng)包含了較大的信息量，能夠反映樣品的整體信息，可將不同的櫻桃酒在PCA圖中明顯的區(qū)分開來。

將電子舌采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行DFA分析，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，DFA對櫻桃酒樣品的累積區(qū)分指數(shù)達(dá)到了99.297%（DF1為96.388%，DF2為2.909%），DFA法能夠?qū)悠烽g差異有更好的區(qū)分度，并且同一樣品組內(nèi)的離散度也比PCA法（圖1）的小，不同樣品組間的區(qū)分更明顯。PCA法、DFA法均能將樣品明顯的區(qū)分開來，表明ASTREE電子舌有足夠的靈敏度區(qū)分這些不同的櫻桃酒產(chǎn)品。

圖1 電子舌對5種櫻桃酒樣品的PCA分析圖Fig.1 PCA plot of five cherry wines by electronic tongue

圖2 電子舌對5種櫻桃酒樣品的DFA分析圖Fig.2 DFA plot of five cherry wines by electronic tongue

2.3 感官屬性與傳感器響應(yīng)的相關(guān)性分析

圖3 感官分析結(jié)果與傳感器相關(guān)性PCA分析圖Fig.3 PCA plot of correlation between sensory evaluation and sensors

對感官分析結(jié)果與電子舌數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA相關(guān)性分析，如圖3所示。主成分1和2反映了樣品的大部分信息，在圖上距離越近，說明樣品與傳感器的相關(guān)性越強(qiáng)。由圖3可知，傳感器ZZ與澀、苦味的相關(guān)性較好，傳感器JB與酸味相關(guān)性較強(qiáng)，而傳感器HA、CA與甜味的相關(guān)性較好。

為了進(jìn)一步確認(rèn)感官分析結(jié)果與電子舌數(shù)據(jù)的相關(guān)性，對兩者進(jìn)行PLSR分析，7個不同的傳感器（ZA、BB、BA、GA、HA、JB、CA）作為X變量，感官屬性（酸、甜、苦、澀）作為Y變量，如圖4所示。該P(yáng)LSR模型的方差貢獻(xiàn)率為PC1=55%，PC2=42%。圖4是感官屬性與傳感器的相關(guān)性載荷圖，圖中的兩個橢圓，分別表示50%和100%的方差貢獻(xiàn)率。傳感器ZA、BB、BA、GA、HA、CA和感官屬性澀、甜味位于兩個橢圓之間，說明該模型可以對這些變量具有更好的解釋能力。由圖4可知，傳感器ZZ與澀、苦味的相關(guān)性較好，傳感器JB與酸味相關(guān)性較強(qiáng)，而傳感器HA、CA與甜味的相關(guān)性較好。此相關(guān)性結(jié)果與圖3 PCA的相關(guān)性結(jié)果相符合。

圖4 感官分析結(jié)果與傳感器相關(guān)性PLSR分析圖Fig.4 PLSR plot of correlation between sensory evaluation and sensors

3 結(jié)論

5個櫻桃酒樣品的不同感官屬性（酸、甜、苦、澀）大多數(shù)具有顯著性差異；PCA分析法和DFA分析法可用于不同酒樣味覺和口感特征的模式識別分析，能將不同樣品明顯的區(qū)別開來，說明ASTREE電子舌具有辨別這5種酒樣的能力；通過PCA、PLSR對感官屬性與傳感器的相關(guān)性分析，表明傳感器ZZ與澀、苦味的相關(guān)性較好，傳感器JB與酸味相關(guān)性較強(qiáng)，而傳感器HA、CA與甜味的相關(guān)性較好。在今后的實(shí)驗過程中，可以根據(jù)各傳感器的不同特點(diǎn)，選擇性地對傳感器測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便取得更好的分析結(jié)果，為電子舌定量預(yù)測感官屬性起到一定的理論指導(dǎo)作用。

[1]閏國華，張開春，周宇，等．櫻桃保健功能研究進(jìn)展[J]．食品工業(yè)科技，2008，29（2）：313-316.

[2]鐘耀廣，朱蓓薇．櫻桃果實(shí)采后生理及保鮮研究[J]．北方園藝，2004（2）：67.

[3]Deisingh A K，Stone D C， Thompson M.Application of electronic noses and tongues in food analysis[J].International Journal of Food Science and Technology，2004，39（6）：587-604.

[4]姜莎，陳芹芹，胡雪芳，等.電子舌在紅茶飲料區(qū)分辨識中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009，25（11）：345.

[5]王永維，王俊，朱晴虹.基于電子舌的白酒檢測與區(qū)分研究[J].包裝與食品機(jī)械，2009，27（5）：57-61.

[6]張浩玉，張柯，黃星奕.電子舌對不同品種醋的辨別研究[J].中國調(diào)味品，2011，36（5）：1-4.

[7]Quansheng Chen， Jiewen Zhao， Saritporn Vittayapadung.Identification of the green tea grade level using electronic tongue and pattern recognition[J].Food Research International，2008，41：500-504.

[8]Zhenbo Wei，Jun Wang，Wenyan Liao.Technique potential for classification of honey by electronic tongue[J].Journal of Food Engineering，2009，94：260-266.

[9]Tikk K，Haugen J E，Andersen H J，et al.Monitoring of warmedover flavour in pork using the electronic nose-correlation to sensory attributes and secondary lipid oxidation products[J].Meat Science，2008，80（4）：1254-1263.

[10]H K Ekenel，B Sankur.Feature selection in the independent component subspace for face recognition[J].Pattern Recognition Letters，2004，25：1377-1388.

[11]陳曉明，馬明輝．電子鼻在天然蘋果香精檢測中的應(yīng)用[J]．食品科學(xué)，2007，28（3）：261-265.

[12]Hongmei Zhang，Jun Wang，Sheng Ye.Predictions of acidity，soluble solids and firmness of pear using electronic nose technique[J].Journal of Food Engineering，2008，86：370-378.

Study on correlation between sensory evaluation and sensors analysis of electronic tongue of cherry wines

NIU Yun-wei1，2，ZHANG Xiao-ming1，*，XIAO Zuo-bing2，SONG Shi-qing2，ZHU Jian-cai2，GU Yong-bo2
（1.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214112，China；2.School of Perfume and Aroma Technology，Shanghai Institute of Technology，Shanghai 201418，China）

TS201.2

A

1002-0306（2012）16-0105-03

2012-03-27 *通訊聯(lián)系人

牛云蔚（1981-），男，在職博士，研究方向：食品風(fēng)味化學(xué)。

“十二五”國家支撐計劃（2011BAD23B01）。