沈馨，凌霞，李雪霞，王丹丹，鄒金，郭壯

（1.湖北文理學院化學工程與食品科學學院，湖北襄陽441053；2.襄陽市食品藥品檢驗所，湖北襄陽441021）

嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)評價

沈馨1，凌霞2，李雪霞1，王丹丹1，鄒金1，郭壯1

（1.湖北文理學院化學工程與食品科學學院，湖北襄陽441053；2.襄陽市食品藥品檢驗所，湖北襄陽441021）

采用電子舌技術和多變量統(tǒng)計學方法相結合，對嬰幼兒配方乳粉的滋味品質(zhì)進行了評價分析。通過配對t檢驗發(fā)現(xiàn)，I段嬰幼兒配方乳粉的咸味、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）均顯著低于II段和III段。通過主成分分析、多元方差分析和聚類分析發(fā)現(xiàn)，I段嬰幼兒配方乳粉與II段和III乳粉整體滋味品質(zhì)均存在差異顯著，且II段和III乳粉整體滋味品質(zhì)較為相似。

嬰幼兒配方乳粉；電子舌；多變量統(tǒng)計學；品質(zhì)評價

0 引言

近年來，研究人員對嬰幼兒配方乳粉的營養(yǎng)成分一直進行不斷的改良，力求使其最大限度地接近母乳，進而更符合嬰兒消化吸收和營養(yǎng)需要。然而有報道指出，新生兒出生時已能區(qū)分甜、酸、咸和苦味[1]，因而在對嬰幼兒配方乳粉配方進行優(yōu)化的同時，進一步對其滋味品質(zhì)進行評價是極為必要的。

電子舌實現(xiàn)了乳制品基本味和回味的數(shù)字化評價，目前已在原料奶及牛奶品牌識別[2-3]、乳制品質(zhì)量控制[4]、酸奶滋味品質(zhì)區(qū)分[5]、牛奶摻假識別[6]和牛乳貨架期內(nèi)品質(zhì)變化評價[7]等方面有了廣泛的應用，具有感受閾值與人保持一致的特點[8]。本研究采用電子舌技術對不同段數(shù)嬰幼兒配方乳粉的滋味品質(zhì)進行了評價，并對各滋味品質(zhì)指標與乳粉成分的相關性進行了研究。

1 實驗

1.1試劑及儀器設備

嬰幼兒配方乳粉（市售）。

內(nèi)部液，參比溶液，陰離子溶液，陽離子溶液，GL1傳感器預處理液和味覺標準溶液。

電子舌SA-402B，該系統(tǒng)配備6個測試傳感器和2個參比傳感器，其中AAE、CT0、CA0、AE1、C00和GL1測試傳感器分別用于測試鮮味、咸味、酸味、澀味、苦味和甜味；水循環(huán)多用真空泵SHZ-D；臺式高速冷凍離心機3K15。

1.2嬰幼兒配方乳粉樣品的采集

從各超市分別購買隸屬于4個知名品牌的I段、II段和III段嬰幼兒配方乳粉。

1.3嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)的評價

1.3.1 嬰幼兒配方乳粉的預處理

將11.5 g乳粉樣品置于250 mL燒杯中，加入88.5 mL蒸餾水，常溫下水合30 min后，于4℃下12 000 g離心10 min，取上清液備用。

1.3.2 嬰幼兒配方乳粉酸、苦、澀、咸和鮮味的測定

向CA0、C00、AE1、CT0和AAE等5個測試傳感器中加入200μL內(nèi)部溶液后，置于參比溶液中活化24 h備用。向2個參比電極中加內(nèi)部溶液至液面距離玻璃管頂部約5 mm位置后，置于濃度為3.3mol/L氯化鉀溶液中活化24 h備用。將100 mL復原乳均勻倒在兩個樣品杯中，在電子舌系統(tǒng)進行自檢和診斷后，按照下述步驟對其酸、苦、澀、咸和鮮味等基本味進行測定：

（1）傳感器在陰離子或陽離子溶液中洗滌90 s，去除吸附物；

（2）傳感器在參比溶液1和2中分別洗滌120 s；

（3）傳感器在參比溶液3中浸泡30 s，測得參比溶液的電勢值Vr；

（4）傳感器在在某復原乳樣品中浸泡30 s，測得電勢值Vs；

（5）通過計算傳感器CA0，C00，AE1，CT0和AAE所對應的Vs-Vr值，即可對樣品的酸、苦、澀、咸和鮮進行評價。

其中，參比溶液（1）～（4）組分相同。每個樣品重復測4次，選取后3次測量數(shù)據(jù)納入數(shù)據(jù)分析。

1.3.3 嬰幼兒配方乳粉后味A、后味B和豐度的測定

（1）傳感器C00、AE1和AAE在參比溶液4和5中分別洗滌3 s后于參比溶液6中浸泡30 s，測得參比溶液電勢值

其中參比溶液5和6與參比溶液1-4組分相同。每個樣品重復測4次，選取后3次測量數(shù)據(jù)納入數(shù)據(jù)分析。

1.3.4 嬰幼兒配方乳粉甜味的測定

嬰幼兒配方乳粉的甜味單獨進行測定。向GL1測試傳感器中加入200 L內(nèi)部溶液后，置于GL1傳感器預處理液中活化24 h備用。每個樣品重復測定5次，取后3次測量數(shù)據(jù)作為分析的原始數(shù)據(jù)，其他方法與酸味等基本味測定方法相同。

因SA 402B電子舌系統(tǒng)每次僅能對10個樣品進行測定，故本研究的12個樣品共需2個循環(huán)完成測定，因而為減少系統(tǒng)誤差每次均設置同一樣品為內(nèi)參樣品，并將其各滋味指標的值定義為0。待測嬰幼兒配方乳粉各滋味指標與該內(nèi)參樣品的差值，即為待測樣品各滋味指標的相對強度值。

1.4嬰幼兒配方乳粉成分的確定

通過查閱不同品牌和段數(shù)嬰幼兒配方乳粉的配料表，明確樣品中蛋白質(zhì)、乳清蛋白、酪蛋白、α-乳清蛋白、脂肪、1,3-二油酸2-棕櫚酸甘油三酯（OPO）、亞油酸、α-亞麻酸、二十碳四烯酸、二十二碳六烯酸、乳糖、膳食纖維、可溶性膳食纖維、低聚半乳糖、牛磺酸、左旋肉堿、肌醇、維生素A、維生素D、維生素E、維生素K1、維生素C、葉酸、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生B12、煙酸、泛酸、生物素、膽堿、鈉、鉀、氯、鈣、鎂、鐵、鋅、錳、銅、碘、硒、核苷酸、β-胡蘿卜素、葉黃素、L-色氨酸、L-酪氨酸、5'-單磷酸胞苷、5'-單磷酸尿苷二鈉、5'-單磷酸腺苷、5'-單磷酸鳥苷二鈉和5'-單磷酸肌苷二鈉的含量。

1.5統(tǒng)計分析

使用配對t檢驗對不同段數(shù)嬰幼兒配方乳粉各滋味指標的差異性進行分析，使用主成分分析法（princi?pal component analysis，PCA）、聚類分析（cluster analy?sis，CA）和多元方差分析法（multivariate analysis of variance，MANOVA）對不同段數(shù)嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)整體結構的差異進行分析；使用皮爾森相關性分析法（Pearson correlation analysis）對嬰幼兒配方乳粉理化指標和滋味指標之間的相關性進行分析。采用Matlab 2010b軟件（The MathWorks，Natick，MA，USA）進行數(shù)據(jù)分析，使用Origin 8.5軟件（OriginLab Corp，MA，USA）畫圖。

2 結果與分析

2.1嬰幼兒配方乳粉各滋味指標差異性分析

圖1 各滋味指標相對強度值

表1 不同段數(shù)嬰幼兒配方乳粉各滋味指標差異性分析

圖1為嬰幼兒配方乳粉各滋味指標相對強度值(n=12)。由圖1可以看出，納入本研究的12個嬰幼兒配方乳粉在豐度（鮮的回味）指標上的差異性最大，不同樣品間豐度（鮮的回味）強度的極差值為8.53，其次為酸味、澀味、苦味和后味B（苦的回味），其極差值分別為8.34，5.52，4.68和4.11。

由圖1亦可知，不同嬰幼兒配方乳粉間鮮味、甜味、后味A（澀的回味）和咸味的差異性較小，其極差值分別為2.35，2.16，2.13和2.12。Kobayashi Y等[9]報道指出，使用SA-402B電子舌對食品或藥品的滋味品質(zhì)進行測定時，若樣品在某一個滋味指標上的強度值之差大于1，則該差異即使通過感官鑒評的方法也可以區(qū)分開來。由此可見，不同品牌和段數(shù)的幼兒配方乳粉其滋味品質(zhì)還是存在較大差異的，而這種差異會對嬰幼兒的偏好產(chǎn)生影響。本研究進一步采用配對t檢驗對不同段數(shù)嬰幼兒配方乳粉各滋味指標的差異性進行了分析，結果如表1所示。

由表1可以看出，I段嬰幼兒配方乳粉的咸味、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）均顯著低于II段和III段（P＜0.05），同時其酸味、苦味和澀味亦顯著低于III段（P＜0.05）而與II段差異不顯著（P＞0.05）。值得一提的是，II段和III段嬰幼兒配方乳粉各滋味指標差異均不顯著（P＞0.05），此外，不同段數(shù)的嬰幼兒配方乳粉其鮮味、甜味和豐度（鮮的回味）差異均不顯著（P＞0.05）。由此可見，I段嬰幼兒配方乳粉的滋味品質(zhì)可能優(yōu)于II段和III段，且II段和III段乳粉滋味品質(zhì)較為相似。

滋味是食品中多種水溶性呈味物質(zhì)相互作用刺激味蕾產(chǎn)生的感覺，因此僅孤立的對嬰幼兒配方乳粉的某一個滋味指標進行評價是不足的。為了研究各段嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)的差異，本研究以12個嬰幼兒配方乳粉樣品9個滋味指標的測量數(shù)據(jù)為研究對象，在構建12行*9列矩陣的基礎上進行了PCA、CA和MANOVA等多元統(tǒng)計分析。

2.2各段嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)整體結構的差異性

經(jīng)PCA發(fā)現(xiàn)，各段嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)的信息主要集中在前2個主成分，其累計方差貢獻率為86.48%。各段嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)的主成分1與主成分2因子得分如圖2所示。

圖2 主成分1與主成分2因子載荷

由圖2可以看出，第一主成分的貢獻率為64.41%，由苦味、澀味、后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）、咸味和酸味等6個指標構成，而第二主成分的貢獻率為22.07%，主要由鮮味、甜味和豐度（鮮的回味）等3個指標構成。由此可見，第一主成分主要由嬰幼兒配方乳粉缺陷型指標構成，第二主成分主要由嬰幼兒配方乳粉特征性指標構成。各段嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)的主成分1與主成分2因子得分如圖3所示。

圖3 主成分1與主成分2因子得分

由圖3可以看出，在水平方向上II段和III段嬰幼兒配方乳粉較之I段整體偏右，結合因子載荷圖（圖2），我們可以定性的認為II段和III段乳粉較之I段其苦味、澀味、后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）、咸味和酸味等缺陷型指標的強度可能較強，這與配對t檢驗結果基本一致。由圖3亦可知，在垂直方向上，不同段數(shù)的嬰幼兒配方乳粉其分布無明顯規(guī)律，因而可以定性的認為不同段數(shù)的嬰幼兒配方乳粉其鮮味、甜味和豐度（鮮的回味）差異不顯著，這亦與配對t檢驗結果一致。

本研究進一步采用馬氏距離聚類，在考慮各樣品關聯(lián)性的基礎上，對各段嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)的相似性進行了評價，基于馬氏距離的各段嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)的評價如圖4所示。圖4中，**表示差異非常顯著(P＜0.01)。

圖4 各段嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)的評價

由圖4可以看出，II段和III段嬰幼兒配方乳粉整體滋味品質(zhì)較為相似，而兩者與I段差異均較大。本研究進一步使用MANOVA對各段嬰幼兒配方乳粉整體滋味品質(zhì)的差異性進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)II段和III段嬰幼兒配方乳粉的整體滋味品質(zhì)差異不顯著（P=0.73），而兩者均與I段差異非常顯著（P= 0.0011）。這一結果亦說明，根據(jù)嬰幼兒配方乳粉段數(shù)劃分的分組確實是造成圖3因子得分圖中各樣本空間排布呈現(xiàn)明顯區(qū)分的原因。

2.3嬰幼兒配方乳粉成分和滋味指標相關性

食品組分構成決定了食品滋味品質(zhì)的特征，因此本研究進一步采用Pearson相關性檢驗，在查閱嬰幼兒配方乳粉組分的基礎上，對常規(guī)理化指標和滋味指標的相關性進行了分析。作為一種數(shù)據(jù)二維呈現(xiàn)的方式，通過將數(shù)值用顏色進行表示，熱圖可以使觀察者直觀的對復雜的數(shù)據(jù)進行全面了解[10]。嬰幼兒配方乳粉理化指標和滋味指標相關性的熱圖如圖5所示。圖5中，*為P＜0.05；**為P＜0.01；***為P＜0.001；OPO為1,3-二油酸2-棕櫚酸甘油三酯。

圖5 嬰幼兒配方乳粉常規(guī)理化指標和滋味指標相關性的熱圖

由圖5可以看出，嬰幼兒配方乳粉中蛋白質(zhì)、鎂、鈉、鉀、氯、鈣和磷的含量與產(chǎn)品的苦味、澀味、咸味、后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）和豐度（鮮的回味）均呈顯著正相關（P＜0.05），而左旋肉堿添加量與之均呈顯著負相關（P＜0.01）。a-亞麻酸與后味A（澀的回味）呈顯著正相關（R=0.578，P=0.049），維生素K1與豐度（鮮的回味）呈顯著負相關（R=0.578，P= 0.045），維生素B2與澀味呈現(xiàn)顯著正相關（R=0.612，P=0.034）。此外，本研究亦發(fā)現(xiàn)，乳清蛋白的添加量與苦味、澀味、后味A和后味B均呈顯著負相關（P＜0.05），OPO的添加量與苦味和后味B均呈顯著負相關（P＜0.05）。值得一提的是，除上述組分外，嬰幼兒配方乳粉中其他組分與各滋味指標的相關性均不顯著（P＞0.05）。

3 討論

乳粉的滋味品質(zhì)可能會影響嬰幼兒對乳粉的喜好性和接受性，因此在更換乳粉品牌或者段數(shù)的時候可能引起嬰幼兒對乳粉的排斥，然而令人遺憾的是，目前針對嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)評價的研究報道尚少，即使食品安全國家標準中關于乳粉滋味品質(zhì)要求的描述亦較為模糊，比如GB 10765-2010《乳粉》指出調(diào)制乳粉應具有應有的滋味，而GB 19644-2010《嬰兒配方食品》指出其應符合相應產(chǎn)品的特性。由此可見，開展對嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)的評價是極為必要和迫切的。

乳基嬰兒配方食品是指以乳類及乳蛋白制品為主要原料，加入適量的維生素、礦物質(zhì)和/或其他成分，僅用物理方法生產(chǎn)加工制成的液態(tài)或粉狀產(chǎn)品[11]。嬰幼兒配方乳粉作為乳基嬰兒配方食品的重要組成部分，可分為嬰兒配方乳粉（0～6月齡，I段）、較大嬰兒配方乳粉（6～12月齡，II段）和幼兒配方乳粉（12～36月齡，III段）等3類[12]。本研究發(fā)現(xiàn)II段和III段幼兒配方乳粉其滋味品質(zhì)無顯著性差異，但其與I段乳粉的滋味品質(zhì)存在顯著的差異，其中II段和III段乳粉的咸味、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）的相對強度明顯偏高，因為我們初步推斷II段和III段幼兒配方乳粉的滋味品質(zhì)較次于I段。

本研究發(fā)現(xiàn)，嬰幼兒配方乳粉的滋味品質(zhì)與其營養(yǎng)成分具有相關性，例如相對于I段乳粉而言，II段和III段乳粉的鈉、鉀、氯、鈣和磷的含量明顯偏高，這也可能是導致II段和III段乳粉咸味、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）的相對強度明顯偏高的主要原因。值得一提的是，本研究通過查閱配料表明確了嬰幼兒配方乳粉的成分，在一定程度上具有一定的局限性。

4 結論

研究表明：豐度（鮮的回味）是不同品牌不同段數(shù)嬰幼兒配方乳粉間差異最大的滋味指標。I段嬰幼兒配方乳粉的整體滋味品質(zhì)與II段和III段存在顯著差異，其中I段乳粉的咸味、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）顯著偏低，由此可見I段乳粉的滋味品質(zhì)優(yōu)于II段和III段。本研究進一步發(fā)現(xiàn)，II段和III段嬰幼兒配方乳粉滋味品質(zhì)差異不顯著，且乳粉常規(guī)理化指標和滋味指標存在一定相關性。

[1]章嵐,李琴,黃春,等.3至12月齡健康嬰兒對4種味覺面部表情強度評估的橫斷面調(diào)查[J].中國循證兒科雜志,2010,5(6):412-417.

[2]閻鵬程,鄭麗敏,吳平,等.電子舌技術在原料奶識別中的應用[J].中國乳業(yè),2011，39(12):64-67.

[3]吳從元,王俊,肖宏,等.純牛奶品牌識別中電子舌傳感器陣列優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2010,41(10):138-142.

[4]談國鳳,張根華,沈宗根.電子舌在乳制品質(zhì)量控制中的應用[J].食品科技,2011,36(2):280-284.

[5]叢艷君,易紅,鄭福平.基于電子舌技術區(qū)分酸奶的滋味[J].食品工業(yè)科技,2015,36(4):49-52.

[6]BUENO L,DE ARAUJO W R,SALLES M O,et al.Voltammetric electronic tongue for discrimination of milk adulterated with urea, formaldehyde and melamine[J].Chemosensors,2014,2(4):251-266.

[7]WEI Z,WANG J,ZHANG X.Monitoring of quality and storage time ofunsealed pasteurized milk by voltammetric electronic tongue[J].Elec?trochimica Acta,2013,88(15):231-239.

[8]LEE D G,KIM K,LEE S.Taste profile characterization of white gin?seng by electronic tongue analysis[J].African Journal of Biotechnology, 2012(38):9280-9287.

[9]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(4): 3411-3443.

[10]WILKINSON L,FRIENDLY M.The history of the cluster heat map [J].The American Statistician,2012,63(2):179-184.

[11]GB/T10765-2010,嬰兒配方食品[S].北京:中國標準出版社,2010.

[12]張和平,張佳程.乳品工藝學[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2007：264-284.

Taste quality assessment of infant formula milk powder

SHEN Xin1，LING Xia2，LIXuexia1，WANG Dandan1，ZOU Jin1，GUO Zhuang1
(1.College of Chemical Engineering and Food Science,Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441053，Chi?na；2.Xiangyang institute of food and drug supervision，Xiangyang 441053，China)

In this paper,the taste profile characterizations of infant formula milk powder were studied by electronic tongue and multivariate statistics.The results of paired t-test indicated that the relative abundance of saltiness,aftertaste-A,and aftertaste-B in first infant formula milk powder were significantly lower than second infant formula milk and baby milk powder（P＜0.05）.Through principal coordinate analysis (PCA),multivariate analysis of variance(MANOVA),and cluster analysis(CA)showed that there were significant difference in taste profile characterization of first infant formula milk powder with the other two kinds of samples（P＜0.05）.Meanwhile,the result also indicated sec?ond infantformula milk and baby milk powder had quite a lot in common.

infant formula milk powder;electronic tongue;multivariate statistics;quality evaluation

TS252.51

A

1001-2230（2017）04-0017-04

2016-09-18

湖北文理學院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目；湖北文理學院食品新型工業(yè)化學科群建設項目（2016）。

沈馨（1996-），女，本科，研究方向為食品生物技術。

郭壯