邱雅楠，張宇晴，朱晗瑀，孔維嘉，郝燁梁，劉樹萍

(哈爾濱商業(yè)大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，哈爾濱 150076)

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現(xiàn)代分析儀器在中餐烹飪研究中的應(yīng)用

邱雅楠，張宇晴，朱晗瑀，孔維嘉，郝燁梁，劉樹萍

(哈爾濱商業(yè)大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，哈爾濱 150076)

現(xiàn)代儀器分析法是一項發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的食品分析技術(shù)。本文主要介紹了現(xiàn)代儀器分析技術(shù)包括質(zhì)構(gòu)儀、電子鼻、電子舌、氣質(zhì)聯(lián)機(jī)、液質(zhì)聯(lián)機(jī)和近紅外光譜等在中餐烹飪中的應(yīng)用。

現(xiàn)代分析儀器；中餐烹飪；研究；應(yīng)用

目前，中餐烹飪菜肴主要依賴于感官評價的方法來評價菜肴的品質(zhì)。感官評價是以人的視覺、嗅覺、觸覺、味覺和聽覺為基礎(chǔ)，用科學(xué)實驗和統(tǒng)計方法來喚起、測量、分析和解釋食品感官特征的一種科學(xué)的評價方法。但是，由于感官評價是以人的五感為基礎(chǔ)的評價方法，評價人員具有主觀的思想，并且每位評價人員的生活習(xí)慣和口味嗜好都不盡相同，因此會對實驗結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，從而導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)可靠性差、重復(fù)性差、不穩(wěn)定性、隨機(jī)性強(qiáng)的問題。近年來，現(xiàn)代分析儀器廣泛應(yīng)用到中餐烹飪菜肴的研究中。

1 現(xiàn)代分析儀器的優(yōu)勢

儀器分析是以物質(zhì)的物理或化學(xué)性質(zhì)作為基礎(chǔ)的分析方法，它的顯著特征是以儀器作為分析測量的主要手段，是人類五官感觸的延伸，人類利用光、電和磁的物理特性通過物理和化學(xué)手段將微小的物理量放大，來獲取物質(zhì)的物理化學(xué)組成及物理化學(xué)結(jié)構(gòu)。通過對傳統(tǒng)理化分析與現(xiàn)代儀器分析的對比，可以發(fā)現(xiàn)儀器分析相對于理化分析有其獨(dú)特的優(yōu)點，如超微量檢測、操作時間短、盡量避免了人為誤差等。

2 現(xiàn)代分析儀器在中餐烹飪研究中的應(yīng)用

目前，現(xiàn)代儀器分析技術(shù)是利用各種大型精密儀器對產(chǎn)品的理化性質(zhì)作出分析，如質(zhì)構(gòu)儀、電子鼻、電子舌、氣相色譜儀、液相色譜儀、近紅外光譜等多項手段對食品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)的檢測及質(zhì)量的監(jiān)測。在中餐烹飪研究中，原料的使用量、質(zhì)量安全、調(diào)料的種類選擇等多方面都需要分析儀器進(jìn)行定量檢測，再結(jié)合感官評價將傳統(tǒng)中式菜肴的味道進(jìn)行現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化，以此滿足大眾消費(fèi)需求。

2.1 質(zhì)構(gòu)儀

2.1.1 質(zhì)構(gòu)儀的原理

硬度、膠黏性、脆性、彈性等這類食品的質(zhì)地，是評價食品品質(zhì)的重要因素。質(zhì)構(gòu)儀是模擬人的觸覺對物理特征進(jìn)行分析檢測的儀器，質(zhì)構(gòu)儀主機(jī)的機(jī)械臂與探頭銜接處有一個力學(xué)感應(yīng)器，能感應(yīng)探頭對標(biāo)本的作用力并將這種力學(xué)信號傳輸給電腦，在應(yīng)用軟件處理下，將力學(xué)信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字和圖形在顯示器上顯現(xiàn)，更直接迅速記錄標(biāo)本的受力情況。該測試能靈敏準(zhǔn)確地反映與力學(xué)特性有關(guān)的食品質(zhì)地特性并可量化處理結(jié)果，避免人為因素對食品品質(zhì)評價結(jié)果的主干擾。

2.1.2 質(zhì)構(gòu)儀在中餐烹飪中的應(yīng)用

質(zhì)構(gòu)儀廣泛應(yīng)用于食品企業(yè)、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)、實驗室等部門的食品品質(zhì)評價、物性分析、感官評價方面。由于其豐富的功能、較高的檢測準(zhǔn)確度、穩(wěn)定的性能等優(yōu)點，應(yīng)用于肉類、面食、果蔬等食品的物性學(xué)分析。

采用質(zhì)構(gòu)分析方法評價樣品時，根據(jù)測試條件的規(guī)定、質(zhì)構(gòu)圖譜的表現(xiàn)模式以及食品樣品本身特性和實驗者的實際需求來選擇。劉興余等[1]為了比較感官測評和兩種儀器測定方法之間的區(qū)別和聯(lián)系性以熟肉為研究對象，研究表明:剪切力、硬度和黏聚性與感官評定的嫩度多汁性、硬度和彈性多汁性分別呈顯著聯(lián)系性。通過建立儀器分析與感官評定間的數(shù)學(xué)量化模型，顯示了質(zhì)構(gòu)剖面分析更能全面預(yù)測豬肉感官品質(zhì)。陳磊等[2]為了分析儀器質(zhì)構(gòu)性狀和豬肉感官性狀間的聯(lián)系，利用儀器質(zhì)構(gòu)測定指標(biāo)并建立感官性狀的預(yù)測模型，結(jié)果表明:大部分儀器測定指標(biāo)均與感官評定值表現(xiàn)出極其明顯的相關(guān)關(guān)系。Larsen等[3]以新西蘭大鱗大馬哈魚為研究對象采用不同烹調(diào)熟化方式對其硬度、黏附性、咀嚼性等幾種質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的影響進(jìn)行測定并分析了主成分，結(jié)果顯示:油炸大馬哈魚肉硬度最高、咀嚼性最好、最終加熱溫度對黏附性影響不大；微波和烤制的大馬哈魚肉咀嚼性幾乎沒有差別；熱炒和油炸的大馬哈魚肉彈性較好。

2.2 電子鼻與電子舌在中餐烹飪中的應(yīng)用

2.2.1 電子鼻的原理與應(yīng)用

電子鼻是一種由氣敏傳感器陣列、模式識別系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)三大部分組成，能夠模擬動物的嗅覺來感知和識別單一及復(fù)雜的氣味，從而對氣味進(jìn)行檢測的智能系統(tǒng)。電子鼻在進(jìn)行檢測工作時，利用氣敏傳感器陣列的響應(yīng)圖案來識別氣味，樣品的氣味分子被氣敏傳感器吸附會產(chǎn)生信號，生成的信號被傳送到信號處理系統(tǒng)進(jìn)行處理和加工之后，會產(chǎn)生不同的響應(yīng)曲線，最終由模式識別系統(tǒng)對結(jié)果做出綜合的判斷而得出結(jié)論。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計模式識別是電子鼻最常用的信號處理方法，如:主成分分析、判別分析、最小二乘回歸法等。

近年來，電子鼻技術(shù)在食品中的應(yīng)用領(lǐng)域集中在肉制品、煙酒業(yè)、果蔬、茶葉幾大類，在肉制品領(lǐng)域的研究非?；钴S。電子鼻是一種有效的通過分析肉制品中揮發(fā)性物質(zhì)來達(dá)到檢測目的的肉類菜肴檢測電子系統(tǒng)?？惸萚4]利用電子鼻和GC-MS對4種不同烹飪方式加工后的熟魚肉進(jìn)行分析，結(jié)果顯示:4種烹飪加工處理后的熟魚肉風(fēng)味彼此分離，清蒸魚肉與水煮魚肉的距離相對較近但二者互不重疊，證明了電子鼻用于魚肉風(fēng)味檢測中的準(zhǔn)確性。王宇璇[5]利用電子鼻研究雞肉產(chǎn)品風(fēng)味的開發(fā)，通過電子鼻的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蒜粉、洋蔥粉對烤雞氣味產(chǎn)生的氣味指紋圖譜較為相似，黑胡椒粉、辣椒粉對烤雞氣味產(chǎn)生的氣味指紋圖譜影響也較為相似，因此蒜粉與洋蔥粉，黑胡椒粉與辣椒粉在一定程度上可以相互替代。辛松林等[6]利用電子鼻檢測黑胡椒鴨胸肉調(diào)理產(chǎn)品在貯藏期的品質(zhì)變化，結(jié)果表明:電子鼻對于具有輕微氣味的樣品有著非常高的辨識度，可以作為一種高效的檢測工具應(yīng)用于肉制品的品質(zhì)鑒別和評價。

2.2.2 電子舌的原理與應(yīng)用

電子舌是一種模仿人體味覺機(jī)理研制出來的利用傳感陣列對被測液體試樣做出響應(yīng)并輸出信號，信號經(jīng)計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和模式識別后，得到反映樣品味覺特征結(jié)果的一類新型分析測試設(shè)備。電子舌技術(shù)現(xiàn)已被廣泛用于食品、醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。

電子舌在中餐烹飪中主要應(yīng)用于監(jiān)控菜肴處理過程、研究原料新鮮度和貨架壽命、控制摻假識別、成分識別、定量分析和其他質(zhì)量。在肉及肉類產(chǎn)品質(zhì)量測定中也有著較廣泛的應(yīng)用，如:肉類新鮮度檢測、品種辨別和肉類衛(wèi)生質(zhì)量安全等方面。吳浩等[7]利用電子舌分析了如何對魚糜種類進(jìn)行區(qū)分，發(fā)現(xiàn)電子舌可以把淡水魚糜和海水魚糜區(qū)分開且可以區(qū)分兩種海水魚糜，但無法區(qū)分三種淡水魚糜。電子舌可以廣泛應(yīng)用于肉類原料新鮮度的區(qū)分，韓劍眾[8]等課題組對此進(jìn)行了深入研究。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，電子舌通過對金華豬以及被宰后豬肉的不同部位來加以區(qū)分，用兩種不同儲藏條件下同儲藏時間的肉品質(zhì)特性來進(jìn)行肉類新鮮度的檢測。王鵬等[9]利用電子舌對同品種不同部位(胸肉和腿肉)煮制雞肉的研究結(jié)果表明，多頻脈沖電子舌能很好辨識同品種不同部位煮制雞肉的差異。

2.2.3 電子鼻與電子舌的聯(lián)用

自電子鼻和電子舌作為新興的檢測手段出現(xiàn)以來，傳統(tǒng)的檢測手段已經(jīng)逐漸被取代。鑒于電子鼻與電子舌在檢測中優(yōu)越的性能，它們已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)等多個領(lǐng)域。田曉靜[10]展開了對電子鼻和電子舌技術(shù)在羊肉品質(zhì)檢測中的應(yīng)用研究。運(yùn)用電子鼻、電子舌系統(tǒng)檢測和識別了豬肉、雞肉、凍融不同次數(shù)的羊肉及混入豬肉、雞肉的摻假羊肉糜樣品，達(dá)成了電子鼻、電子舌及電子鼻和電子舌聯(lián)用信號對不同種類樣品區(qū)分和識別的目的，創(chuàng)建了羊肉凍融次數(shù)和羊肉糜中混入豬肉、雞肉含量的有效預(yù)測模式。區(qū)分五種魚糜[11]可以利用電子鼻和電子舌系統(tǒng)的使用結(jié)合感官評價進(jìn)行鑒別，電子鼻、電子舌以及感官評價均能把淡水魚糜和海水魚糜區(qū)分開，并且可以區(qū)分兩種海水魚糜。

2.3 氣相色譜-質(zhì)譜的應(yīng)用

氣相色譜是英國科學(xué)家在1952年創(chuàng)立的經(jīng)典分析方法，是色譜儀器專業(yè)化的先驅(qū)。質(zhì)譜方法被認(rèn)為是同時具有高特異性和高靈敏度被廣泛應(yīng)用的一種普遍又適宜的分析方法。借助氣相色譜較強(qiáng)的分離能力與質(zhì)譜儀鑒定物質(zhì)的能力相結(jié)合，組成氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，可以在中餐烹飪方面得到廣泛應(yīng)用。

呂玉，史智佳等[12]通過氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用的方法對熟牦牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測分析，結(jié)果檢測出多種化合物。通過嗅聞儀檢測表明：4種化合物具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，對牦牛肉腥膻味的形成有較大影響。王震等[13]建立了利用氣相色譜-質(zhì)譜法來檢測腌制肉類食品中多種脂肪酸的方法，這種方法應(yīng)用起來具有快速、準(zhǔn)確度高、靈敏性強(qiáng)的優(yōu)點，檢測中實際樣品檢出值相對標(biāo)準(zhǔn)偏差較低屬于合理范圍內(nèi)，由此說明，腌制肉類食品中的多種脂肪酸可以用該方法檢測。

2.4 液相色譜-質(zhì)譜的應(yīng)用

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，簡稱LC-MS，是一種分離及分析復(fù)雜有機(jī)混合物的有效工具。液相色譜對樣品的熱穩(wěn)定性進(jìn)行分離分析且不受沸點的影響。它將液相色譜儀有效隔離熱不穩(wěn)定性和高沸點化合物的分離能力與質(zhì)譜儀很強(qiáng)的識別能力有效地結(jié)合在一起，具有較強(qiáng)靈敏度、定量的精度和強(qiáng)大分辨率等優(yōu)點的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在中餐烹飪領(lǐng)域被廣泛利用。

徐飛等[14]應(yīng)用超快速液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法技術(shù)，結(jié)合儀器測量與數(shù)據(jù)統(tǒng)計建立肉類中8種β-受體激動劑的檢測方法，這種方法回收率和精密度都符合檢測的要求，對肉類中β-受體激動劑的監(jiān)測工作有著重要意義。汪輝等[15]建立了高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定加工肉制品中萊克多巴胺及克倫特羅含量的方法。將兩種最常見的預(yù)處理方法進(jìn)行了對比，色譜、質(zhì)譜分析條件和預(yù)處理方法進(jìn)行了優(yōu)化，同時研究了加工方式對萊克多巴胺和克倫特羅含量的影響。林珍珍等[16]建立了 UPLC-MS/MS法同時測定肉制品中非法添加酸性工業(yè)染料的方法，對于肉類產(chǎn)品中這種物質(zhì)的風(fēng)險監(jiān)測研究提供了可靠的檢測手段。

2.5 近紅外光譜的應(yīng)用

近紅外光譜技術(shù)是1970年以來發(fā)展起來的一種分析技術(shù)，由于振動能級不同，化學(xué)鍵具有不同的頻率，振動頻率可以和特定的鍵型聯(lián)系起來，通過得到的復(fù)雜光譜來判斷和堅定化合物，廣泛用于有機(jī)化合物的檢測和結(jié)構(gòu)分析。近紅外光譜技術(shù)通過對不同光譜的吸收實現(xiàn)物質(zhì)的定性和定量分析，利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法建立近紅外光譜數(shù)據(jù)與校正模型樣本的測量值。近紅外光譜法和傳統(tǒng)分析樣品方法進(jìn)行比較，近紅外光譜法有許多優(yōu)點，主要為分析速度快、低成本、測試再現(xiàn)性較好、無污染等，而且可以對大量的肉類進(jìn)行評估[17]，在肉類產(chǎn)業(yè)上有一定的應(yīng)用潛力。

近幾年來，近紅外光譜技術(shù)在肉類化學(xué)成分的檢測方面以肉類的粗蛋白、肌紅蛋白、灰分、肌紅蛋白和膠原蛋白等作為主要檢測內(nèi)容。通過對牛肉、羊肉[18]家禽肉以及豬肉香腸[19-20]主要化學(xué)成分的檢測發(fā)現(xiàn)近紅外光譜具有較高的效率，已經(jīng)被很多研究所證明。雖然在近紅外光譜的檢測過程中會存在一定誤差，但是經(jīng)過對大量實驗結(jié)果進(jìn)行分析，近紅外光譜的檢測成功率相對較高。Meullenet 等[21]發(fā)現(xiàn)，使用近紅外光譜檢測家禽肉中的WBSF獲得良好的效果，因此，用于大面積掃描的樣本可以降低采樣誤差，還可以改善近紅外光譜技術(shù)樣本肉樣嫩度的檢測精度。

3 應(yīng)用中存在的問題和發(fā)展前景

3.1 現(xiàn)代分析儀器應(yīng)用中存在的問題

目前，現(xiàn)代分析儀器大都是從國外引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備，然而中餐烹飪菜肴不同于西餐，在使用方面對中餐食物的形狀和結(jié)構(gòu)針對性不是很強(qiáng)。有些現(xiàn)代分析儀器具有一定的選擇性和限制性，導(dǎo)致在針對中餐烹飪的測定時會產(chǎn)生一定的局限性。電子舌不能用來檢測所有物質(zhì)，然而中餐烹飪的菜肴物質(zhì)構(gòu)成豐富，這就造成了一定的局限性。此外，現(xiàn)代分析儀器的使用步驟煩瑣，實驗難度大。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的檢測方法檢測周期長，所得的氣味圖譜與人的嗅覺系統(tǒng)很難做出系統(tǒng)化和科學(xué)化的對比。分析儀器在中餐烹飪中的具體實踐很少，大多是在食品安全以及食品科學(xué)方面的應(yīng)用，還不夠成熟，無法形成現(xiàn)代分析儀器在中餐烹飪中的應(yīng)用體系。目前還缺少既掌握現(xiàn)代分析儀器技術(shù)又掌握中餐烹飪學(xué)的人才，而現(xiàn)代分析儀器由于普遍從國外引進(jìn)價格十分昂貴。

3.2 現(xiàn)代分析儀器應(yīng)用的發(fā)展前景

隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，耗費(fèi)時間的中餐烹飪并不適合快節(jié)奏的現(xiàn)代生活。因此，研究如何使中餐烹飪實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化成為了一種發(fā)展趨勢，也是現(xiàn)代中餐烹飪發(fā)展的需要。一般是通過感官評價的方法來評價菜肴的風(fēng)味及品質(zhì)，但是感官評價受人為因素影響較大，有著隨機(jī)性強(qiáng)、重復(fù)性差等諸多缺陷。質(zhì)構(gòu)儀、電子鼻和電子舌等現(xiàn)代分析儀器具有靈敏度高、分析速度快、相對誤差小等優(yōu)點，具有一定的先進(jìn)性，只要將現(xiàn)代分析儀器的運(yùn)行機(jī)制與被檢測樣品的測試需求條件結(jié)合，就會在一定誤差范圍內(nèi)得到較為準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。近幾年來，現(xiàn)代分析儀器技術(shù)發(fā)展速度加快，更多的研究人員學(xué)習(xí)并且加以應(yīng)用，較多的現(xiàn)代分析儀器應(yīng)用于中餐烹飪研究中?？偟貋碚f，現(xiàn)代分析儀器在中餐烹飪的發(fā)展進(jìn)程中有著不可缺少的作用以及廣闊的發(fā)展前景。

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Application of modern analytical instrument in research of Chinese cuisine

QIU Ya-nan,ZHANG Yu-qing,ZHU Han-yu,KONG Wei-jia,HAO Ye-liang,LIU Shu-ping

(College of Tourism and Cuisine,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China)

Modern instrumental analysis method is a food analysis technology with raprid development and extensive application. The thesis mainly introduces the application of modern instrumental analysis,which includes the application of texture analyzer,electric nose,electric tongue,gas chromatographic-mass spectrometry,liquid chromatographic-mass spectrometry and near infrared spectroscopy in Chinese cuisine.

Modern analytical instrument; Chinese cuisine; Research; Application

2017-01-27

項目：2016年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201610240055)；黑龍江省普通本科高等學(xué)校青年創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃(UNPYSCT-2016053)；黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目(12541212)；2016年哈爾濱商業(yè)大學(xué)青年創(chuàng)新人才支持項目(2016QN059)

邱雅楠(1996-)，女，學(xué)士。

作者簡介：劉樹萍(1982-)，女，博士，講師，e-mail:liusp201@163.com。

TS207

A

1674-8646(2017)06-0110-04