耿利華　崔紅　王華夫等

[摘 要] 本文對TS-5000Z味覺分析系統(tǒng)原理、測試方法、可測試味覺指標(biāo)等進行簡單介紹，以味覺分析系統(tǒng)在茶飲料行業(yè)市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)、品質(zhì)管理等方面應(yīng)用案例進行具體說明。

[關(guān)鍵詞] 味覺分析；TS-5000Z味覺分析系統(tǒng)；茶飲料；味覺量化；電子舌

中圖分類號：TS272 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-5200（2014）06-057-05

味覺評價在食品、飲料、醫(yī)藥行業(yè)有重要意義。一直以來，食品或飲料的味覺評價以人員感官評定和理化學(xué)分析手段為主。但感官評定除存在個體差異之外，還會受測試員身體狀況及心理狀態(tài)等因素影響，因此結(jié)果的客觀性、重現(xiàn)性、可比性等方面均不盡人意[1-2]。而理化學(xué)分析手段雖然可以對食品樣本中所含有的化學(xué)成分進行定性、定量分析，卻無法將理化成分同人的味覺真實感受相關(guān)聯(lián)，無法給出數(shù)字化的味覺指標(biāo)，更無法評價味覺物質(zhì)之間的相互作用（抑制效果，增益效果）對味道的影響[3-4]。在此背景下，Intelligent Sensor Technology， Inc. 和九州大學(xué)于1993年首先開發(fā)出了真正意義上的味覺分析系統(tǒng)。

本文將簡要介紹味覺分析系統(tǒng)和該系統(tǒng)在茶飲料味覺評價方面的應(yīng)用。

1 味覺分析系統(tǒng)

1.1 味覺分析系統(tǒng)概要

1.2 味覺分析系統(tǒng)測試方法

味覺分析系統(tǒng)測試方法如圖3所示。首先傳感器在標(biāo)準(zhǔn)溶液中校零。標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于人的唾液，基本可以認為無味。這時傳感器的膜電位用Vr表示。接下來將傳感器浸漬在樣品溶液當(dāng)中，發(fā)生變化的膜電位用Vs表示。用標(biāo)準(zhǔn)溶液簡單清洗傳感器表面，再次測試標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到膜電位Vr。定義（Vs - Vr）為樣品的相對值，相當(dāng)于人感知到的先味，也就是食物剛攝入口中即刻感覺到的味道。而定義（Vs - Vr）為CPA值（Change in electric Potential due to Adsorption of chemical substances），是因化學(xué)物質(zhì)吸附而引起的電勢變化，相當(dāng)于人感知到的回味，也就是吞咽食物后殘留在口腔中的余味[1-2]，即茶葉感官審評中的“回味”。

味覺分析系統(tǒng)可以給出的各種滋味指標(biāo)如表1所示。屬于先味范疇的是“酸味”、“苦味先味”、“澀味先味”、“鮮味”、“咸味”和“甜味”， 屬于后味范疇的是“酸苦味（苦味回味）”、“鹽酸鹽苦味”、“礦物性苦味”、“澀味回味”和“鮮味回味”。

1.3 味覺分析系統(tǒng)的特點

味覺傳感器必須具備以下4個特點：（1）對各種味道的反應(yīng)閾值與人基本一致；（2）有整體選擇性（global selectivity），即對各種具備同一種味道的味物質(zhì)具備類似的響應(yīng)。就像人的舌頭一樣，并不是區(qū)別各種成分，而是針對同一種味道具有連續(xù)響應(yīng)。如澀味傳感器對人感知的大部分澀味物質(zhì)都具有相應(yīng)的響應(yīng)；（3）對各種具備同一種味道的呈味物質(zhì)的響應(yīng)強度和人的感覺強度相匹配；（4）可以檢測呈味物質(zhì)之間的相互作用，即味道的增益效果和抑制效果。

2 味覺分析系統(tǒng)在茶飲料方面的應(yīng)用

目前，味覺傳感器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到食品的味道數(shù)值化以及品質(zhì)評價當(dāng)中，比如酒類、水、米、面包、肉類、蔬菜類、水果、底湯精、湯品、茶、咖啡、調(diào)料和乳制品等[6-14]。

在茶的味覺評價研究領(lǐng)域，大森（Omori）等[9，15]針對紅茶建立了味評價體系。Hayashi等[16-17]及Toko等[18-19]針對綠茶的澀味和鮮味建立了評價體系，充分證明了味覺分析系統(tǒng)在茶味覺評價領(lǐng)域的有效性。

2.1 市場調(diào)查方面的應(yīng)用

2.2 產(chǎn)品開發(fā)方面的應(yīng)用

味覺分析系統(tǒng)在明確目標(biāo)產(chǎn)品味道特征和現(xiàn)行產(chǎn)品的改良，確認目標(biāo)達成度的開發(fā)流程中，以數(shù)據(jù)的形式給出味覺指標(biāo)，能有效縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期及減低開發(fā)成本。

2.3 品質(zhì)管理方面的應(yīng)用

在食品和飲料行業(yè)中嚴格的品質(zhì)管理非常必要。味覺分析系統(tǒng)可以高精度監(jiān)測產(chǎn)品的味道變化，因此在飲料行業(yè)的品質(zhì)管理方面也在廣泛被應(yīng)用。圖10是綠茶生產(chǎn)過程中，對50個批次的苦味、澀味和鮮味的監(jiān)測結(jié)果?？梢钥吹?，50個批次的偏移在0.5個刻度（一般來說，樣品之間產(chǎn)生1個刻度以上的變化，普通人能感知味道的區(qū)別）范圍內(nèi)，因此可以判定該生產(chǎn)過程的品質(zhì)比較穩(wěn)定[4]。

（所有綠茶樣品在60?C條件下保存8周以上）[21]

客觀設(shè)定嘗味期限是食品行業(yè)的重要課題，無論是從降低制造成本，還是從環(huán)保角度都很重要。從以往經(jīng)驗中得出的結(jié)論，食品和飲料的味道經(jīng)過劣化一般表現(xiàn)為與“溫度的指數(shù)”及“時間的對數(shù)”成比例關(guān)系?？梢砸源私⑷缦履Ｐ?。

Ts=10 （At+B） log（Cd+D） （1）

式中，Ts表示味道的強度；A、B、C、D為常數(shù)；t表示溫度；d表示時間（月數(shù)）。

通過味覺傳感器的測試值可以求得常數(shù)的值，從而決定該樣品的模型。而后在該式中代入時間d，即可求出該時間點的味道變化，以此為基礎(chǔ)確定嘗味期限。例如，由公式（1）可以導(dǎo)出，△苦味先味=10（0.034t-1.05）log（△d+1.2），式中t為溫度（?C），d為時間（月）。

顯示味覺傳感器對飲料的測試結(jié)果，該樣品在5～60?C之間的5個溫度環(huán)境下最長劣化時間為4個月。以苦味為例，給出實際測試值和模型計算值的比較。實際測試和模型計算值在圖中分別用圓點（○）和實線表示?？梢钥闯鰧嶋H測試值和模型計算值表現(xiàn)良好的一致性。

在本次飲料的實驗中，可以看到隨著劣化的進行，主要在苦味回味，酸味和苦味3個指標(biāo)中產(chǎn)生變化。分別對各個指標(biāo)模型化，可得到下列模型。

3 展望

味覺分析系統(tǒng)正逐步實現(xiàn)了“味數(shù)值化”。在科研、新產(chǎn)品開發(fā)、市場策劃、制造過程中的品質(zhì)管理、投訴對應(yīng)、流通過程中的品質(zhì)保證等領(lǐng)域被廣泛利用。此外，在無法對樣品進行口嘗測試的領(lǐng)域，比如新藥、寵物食品、飼料等，味覺分析系統(tǒng)成為有效的評價工具。隨著新技術(shù)的開發(fā)，味覺分析系統(tǒng)將逐步成為世界通用“味標(biāo)準(zhǔn)”手段。endprint

參 考 文 獻

[1] 郭奇慧. 感官品評方法在乳飲料中的應(yīng)用[J]. 乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)， 2010（6）：274-275.

[2] 高碧華. 咖啡香味的感官評估[J]. 中外食品， 2008（2）：48-52.

[3] Leino M， Lapvetelainen A， Menchero P， et al. Characterisation of Stored Arabica Robusta Coffees by Head Space-Gca Sensory Analyse[J]. Food Quality and Preference， 1991，3（2）：115-125.

[4] Kobayashi Y， Habara M， Ikezazki H， et al. Advanced Taste Sensors Based on Artificial Lipids with Global Selectivity to Basic Taste Qualities and High Correlation to Sensory Scores [J]. sensors， 2010，10：3411-3443.

[5] Yusuke Tahara，Kiyoshi Toko. Electronic Tongues – A Review[J]. Ieee Sensors Journal， 2013，13（8）： 3001-3011.

[6] Doi Mikiharu. Evaluation of Kokumi Taste of Japanese Soup Stock Materials Using Taste Sensor.[J] Sensoers and Materials，2011，23（8）： 493-499.

[7] Imamura T， Toko K， Yanagisawaa S， et al. Monitoring of fermentation process of miso （soybean paste） using multichannel taste sensor[J]. Sensors and Actuators B： Chemical， 1996，37（3）：179-185.

[8] Nobuyuki Hayashi R C H I. Evaluation of the Umami Taste Intensity of Green Tea by a Taste Sensor[J]. J. Agric. Food Chem.， 2008，56（16）：7384-7387.

[9] Nobuyuki Hayashi， Yuzo Mizukami， et al.. Evaluation of the Astringency of Black Tea by a Taste Sensor System： Scope and Limitation[J]. Bioscience， Biotechnology， and Biochemistry， 2007，71（2）：587-589.

[10] Yumiko Uchiyama M Y M K. Evaluation of the Taste of Tea with Different Degrees of Fermentation Using a Taste Sensing System[J]. Sensors and Materials， 2011，23（8）：501-506.

[11] Yasumichi M， Hiroaki M， Michio I， et al. Flavor evaluation using taste sensor for UHT processed milk stored in cartons having different light permeabilities[J]. Milchwissenschaft， 2009，64（2）：143-146.

[12] Toko K， Mizota T I Y， Yoshioka T， et al. Heat Effect on the Taste of Milk Studied Using a Taste Sensor[J]. Japanese Journal of Applied Physics， 1995，34（11）：6287.

[13] Arikawa Y， Toko K， Ikezaki H， et al. Analysis of Sake Taste Using Multielectrode Taste Sensor[J]. Sensors And Materials， 1995，7（4）：261.

[14] S Baldacci， T Matsuno， K Toko， et al. Discrimination of wine using taste and smell sensors[J]. Sensors and materials， 1998，10（3）：185-200.

[15] Yumiko Uchiyama， Masashi Omori， et al. Evaluation of the Taste of Tea with Different Degrees of Fermentation Using a Taste Sensing System[J]. Sensors and Materials， 2011，23（8）， 501-506.

[16] Nobuyuki Hayashi， Katsunori Kohata， et al. Techniques for Universal Evaluation of Astringency of Green Tea Infusion by the Use of a Taste Sensor System[J]. Biosci. Biotechnol. Biochem.， 2006， 70 （3）， 626-631.

[17] Nobuyuki Hayashi， Tomomi Ujihara， et al. Evaluation of Umami Taste Intensity of Green Tea by a Taste Sensor[J]. J. Agric. Food Chem. 2008， （56）， 7384-7387.

[18] Rong Gang Chen， Kiyoshi Toko， et al. Study on Evaluating Jimi-Taste of Green Tea Using Multichannel Taste Sensor[J]. Proceedings of the International Conference O-CHA （Tea） Culture and Science. 2004， 736-740.

[19] Hidekazu Ikezaki， Kiyoshi Toko， et al. Quantification of Taste of Green Tea with Taste Sensor[J]. T.IEE Japan， 1997， 117（9）， 465-470.

[20] Taste & Aroma Strategic Research Institute Co.， Ltd. http：//www.mikaku.jp/e/index.html

[21] 王華夫. 全球速溶茶生產(chǎn)狀況及電子舌在速溶茶質(zhì)量控制中的應(yīng)用[C].第12屆中國科協(xié)年會16分會場–茶葉深加工學(xué)術(shù)沙龍.福州：中國茶葉學(xué)會，2010： 4-12.endprint

參 考 文 獻

[1] 郭奇慧. 感官品評方法在乳飲料中的應(yīng)用[J]. 乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)， 2010（6）：274-275.

[2] 高碧華. 咖啡香味的感官評估[J]. 中外食品， 2008（2）：48-52.

[3] Leino M， Lapvetelainen A， Menchero P， et al. Characterisation of Stored Arabica Robusta Coffees by Head Space-Gca Sensory Analyse[J]. Food Quality and Preference， 1991，3（2）：115-125.

[4] Kobayashi Y， Habara M， Ikezazki H， et al. Advanced Taste Sensors Based on Artificial Lipids with Global Selectivity to Basic Taste Qualities and High Correlation to Sensory Scores [J]. sensors， 2010，10：3411-3443.

[5] Yusuke Tahara，Kiyoshi Toko. Electronic Tongues – A Review[J]. Ieee Sensors Journal， 2013，13（8）： 3001-3011.

[6] Doi Mikiharu. Evaluation of Kokumi Taste of Japanese Soup Stock Materials Using Taste Sensor.[J] Sensoers and Materials，2011，23（8）： 493-499.

[7] Imamura T， Toko K， Yanagisawaa S， et al. Monitoring of fermentation process of miso （soybean paste） using multichannel taste sensor[J]. Sensors and Actuators B： Chemical， 1996，37（3）：179-185.

[8] Nobuyuki Hayashi R C H I. Evaluation of the Umami Taste Intensity of Green Tea by a Taste Sensor[J]. J. Agric. Food Chem.， 2008，56（16）：7384-7387.

[9] Nobuyuki Hayashi， Yuzo Mizukami， et al.. Evaluation of the Astringency of Black Tea by a Taste Sensor System： Scope and Limitation[J]. Bioscience， Biotechnology， and Biochemistry， 2007，71（2）：587-589.

[10] Yumiko Uchiyama M Y M K. Evaluation of the Taste of Tea with Different Degrees of Fermentation Using a Taste Sensing System[J]. Sensors and Materials， 2011，23（8）：501-506.

[11] Yasumichi M， Hiroaki M， Michio I， et al. Flavor evaluation using taste sensor for UHT processed milk stored in cartons having different light permeabilities[J]. Milchwissenschaft， 2009，64（2）：143-146.

[12] Toko K， Mizota T I Y， Yoshioka T， et al. Heat Effect on the Taste of Milk Studied Using a Taste Sensor[J]. Japanese Journal of Applied Physics， 1995，34（11）：6287.

[13] Arikawa Y， Toko K， Ikezaki H， et al. Analysis of Sake Taste Using Multielectrode Taste Sensor[J]. Sensors And Materials， 1995，7（4）：261.

[14] S Baldacci， T Matsuno， K Toko， et al. Discrimination of wine using taste and smell sensors[J]. Sensors and materials， 1998，10（3）：185-200.

[15] Yumiko Uchiyama， Masashi Omori， et al. Evaluation of the Taste of Tea with Different Degrees of Fermentation Using a Taste Sensing System[J]. Sensors and Materials， 2011，23（8）， 501-506.

[16] Nobuyuki Hayashi， Katsunori Kohata， et al. Techniques for Universal Evaluation of Astringency of Green Tea Infusion by the Use of a Taste Sensor System[J]. Biosci. Biotechnol. Biochem.， 2006， 70 （3）， 626-631.

[17] Nobuyuki Hayashi， Tomomi Ujihara， et al. Evaluation of Umami Taste Intensity of Green Tea by a Taste Sensor[J]. J. Agric. Food Chem. 2008， （56）， 7384-7387.

[18] Rong Gang Chen， Kiyoshi Toko， et al. Study on Evaluating Jimi-Taste of Green Tea Using Multichannel Taste Sensor[J]. Proceedings of the International Conference O-CHA （Tea） Culture and Science. 2004， 736-740.

[19] Hidekazu Ikezaki， Kiyoshi Toko， et al. Quantification of Taste of Green Tea with Taste Sensor[J]. T.IEE Japan， 1997， 117（9）， 465-470.

[20] Taste & Aroma Strategic Research Institute Co.， Ltd. http：//www.mikaku.jp/e/index.html

[21] 王華夫. 全球速溶茶生產(chǎn)狀況及電子舌在速溶茶質(zhì)量控制中的應(yīng)用[C].第12屆中國科協(xié)年會16分會場–茶葉深加工學(xué)術(shù)沙龍.福州：中國茶葉學(xué)會，2010： 4-12.endprint

參 考 文 獻

[1] 郭奇慧. 感官品評方法在乳飲料中的應(yīng)用[J]. 乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)， 2010（6）：274-275.

[2] 高碧華. 咖啡香味的感官評估[J]. 中外食品， 2008（2）：48-52.

[3] Leino M， Lapvetelainen A， Menchero P， et al. Characterisation of Stored Arabica Robusta Coffees by Head Space-Gca Sensory Analyse[J]. Food Quality and Preference， 1991，3（2）：115-125.

[4] Kobayashi Y， Habara M， Ikezazki H， et al. Advanced Taste Sensors Based on Artificial Lipids with Global Selectivity to Basic Taste Qualities and High Correlation to Sensory Scores [J]. sensors， 2010，10：3411-3443.

[5] Yusuke Tahara，Kiyoshi Toko. Electronic Tongues – A Review[J]. Ieee Sensors Journal， 2013，13（8）： 3001-3011.

[6] Doi Mikiharu. Evaluation of Kokumi Taste of Japanese Soup Stock Materials Using Taste Sensor.[J] Sensoers and Materials，2011，23（8）： 493-499.

[7] Imamura T， Toko K， Yanagisawaa S， et al. Monitoring of fermentation process of miso （soybean paste） using multichannel taste sensor[J]. Sensors and Actuators B： Chemical， 1996，37（3）：179-185.

[8] Nobuyuki Hayashi R C H I. Evaluation of the Umami Taste Intensity of Green Tea by a Taste Sensor[J]. J. Agric. Food Chem.， 2008，56（16）：7384-7387.

[9] Nobuyuki Hayashi， Yuzo Mizukami， et al.. Evaluation of the Astringency of Black Tea by a Taste Sensor System： Scope and Limitation[J]. Bioscience， Biotechnology， and Biochemistry， 2007，71（2）：587-589.

[10] Yumiko Uchiyama M Y M K. Evaluation of the Taste of Tea with Different Degrees of Fermentation Using a Taste Sensing System[J]. Sensors and Materials， 2011，23（8）：501-506.

[11] Yasumichi M， Hiroaki M， Michio I， et al. Flavor evaluation using taste sensor for UHT processed milk stored in cartons having different light permeabilities[J]. Milchwissenschaft， 2009，64（2）：143-146.

[12] Toko K， Mizota T I Y， Yoshioka T， et al. Heat Effect on the Taste of Milk Studied Using a Taste Sensor[J]. Japanese Journal of Applied Physics， 1995，34（11）：6287.

[13] Arikawa Y， Toko K， Ikezaki H， et al. Analysis of Sake Taste Using Multielectrode Taste Sensor[J]. Sensors And Materials， 1995，7（4）：261.

[14] S Baldacci， T Matsuno， K Toko， et al. Discrimination of wine using taste and smell sensors[J]. Sensors and materials， 1998，10（3）：185-200.

[15] Yumiko Uchiyama， Masashi Omori， et al. Evaluation of the Taste of Tea with Different Degrees of Fermentation Using a Taste Sensing System[J]. Sensors and Materials， 2011，23（8）， 501-506.

[16] Nobuyuki Hayashi， Katsunori Kohata， et al. Techniques for Universal Evaluation of Astringency of Green Tea Infusion by the Use of a Taste Sensor System[J]. Biosci. Biotechnol. Biochem.， 2006， 70 （3）， 626-631.

[17] Nobuyuki Hayashi， Tomomi Ujihara， et al. Evaluation of Umami Taste Intensity of Green Tea by a Taste Sensor[J]. J. Agric. Food Chem. 2008， （56）， 7384-7387.

[18] Rong Gang Chen， Kiyoshi Toko， et al. Study on Evaluating Jimi-Taste of Green Tea Using Multichannel Taste Sensor[J]. Proceedings of the International Conference O-CHA （Tea） Culture and Science. 2004， 736-740.

[19] Hidekazu Ikezaki， Kiyoshi Toko， et al. Quantification of Taste of Green Tea with Taste Sensor[J]. T.IEE Japan， 1997， 117（9）， 465-470.

[20] Taste & Aroma Strategic Research Institute Co.， Ltd. http：//www.mikaku.jp/e/index.html

[21] 王華夫. 全球速溶茶生產(chǎn)狀況及電子舌在速溶茶質(zhì)量控制中的應(yīng)用[C].第12屆中國科協(xié)年會16分會場–茶葉深加工學(xué)術(shù)沙龍.福州：中國茶葉學(xué)會，2010： 4-12.endprint