肖 康，馬陽(yáng)陽(yáng)，趙春波，朱瑤迪，趙莉君，李苗云，趙改名

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州 450000）

西式香腸品種多、營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特、安全衛(wèi)生、攜帶食用方便，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。其生產(chǎn)工藝流程主要包括：原料修整、腌制、絞肉、斬拌、灌腸、烘烤、蒸煮等，適合于規(guī)模化、工廠化大批量生產(chǎn)[1]。食鹽是西式香腸制作工藝中不可缺少的調(diào)味料之一，成分主要以氯化鈉為主，對(duì)肉制品具有增強(qiáng)風(fēng)味、提高保水性、降低水分活度、防腐抑菌等重要作用。然而，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每年有700 多萬(wàn)人死于因高血壓引發(fā)的疾病，過(guò)量的鈉鹽攝入已被證實(shí)是引發(fā)高血壓及腦卒中等疾病的主要誘因[2?3]，而通過(guò)肉制品攝入的鈉鹽含量占據(jù)人體膳食鈉鹽總攝入量的20%左右[4]，開發(fā)高品質(zhì)低鈉肉制品，實(shí)現(xiàn)有效降低鈉鹽對(duì)保障人體營(yíng)養(yǎng)健康至關(guān)重要。研究指出不同鈉鹽含量，對(duì)肉制品的口感、風(fēng)味、品質(zhì)、保質(zhì)期等均具有顯著影響[5?7]，單純降低鈉鹽含量會(huì)引起肉制品產(chǎn)生口感、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)下降問(wèn)題[8?9]；如何保證低鈉產(chǎn)品的品質(zhì)是目前低鈉肉制品加工亟需解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前肉制品加工過(guò)程中降低鈉鹽的途徑主要為鈉鹽替代，但鈉鹽替代物添加過(guò)量時(shí)已被證明會(huì)造成肉制品品質(zhì)和風(fēng)味降低[10?12]，因此保障肉制產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，進(jìn)行有效性、針對(duì)性、目的性的降鹽，對(duì)低鈉肉制品的開發(fā)具有重要推動(dòng)意義。

電子舌技術(shù)靈敏、耗時(shí)短、無(wú)損耗、簡(jiǎn)便，可實(shí)現(xiàn)樣品滋味的定性與定量分析，在食品中的技術(shù)應(yīng)用范圍其中包括：滋味的定量分析、品質(zhì)分級(jí)[13]，貨架期的評(píng)估、真?zhèn)涡缘淖R(shí)別與加工過(guò)程的監(jiān)控[14]等?；疑P(guān)聯(lián)度分析法可通過(guò)灰色系統(tǒng)得出各因子不同的關(guān)聯(lián)程度，以此來(lái)決定主次因素，在農(nóng)作物的產(chǎn)量[15?16]與品質(zhì)評(píng)估[17]、中藥質(zhì)量的評(píng)價(jià)[18?19]、工業(yè)化生產(chǎn)等多個(gè)研究領(lǐng)域都有所涉及。

本文借助電子舌技術(shù)，基于灰色關(guān)聯(lián)度法初步探究了西式香腸鈉鹽含量與電子舌味覺特征之間的相關(guān)性，并進(jìn)一步構(gòu)建二者之間的相關(guān)性模型，得到了鈉鹽含量與電子舌相關(guān)性較高的味覺指標(biāo)；為更深層次研究加工肉制品中鈉鹽含量對(duì)味覺值的可能影響提供了理論性依據(jù)，也為電子舌技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)肉制品鈉含量的客觀評(píng)價(jià)給予了參考基礎(chǔ)，以期通過(guò)鈉鹽含量影響的關(guān)鍵味覺值為低鈉肉制品的減鹽技術(shù)開發(fā)與生產(chǎn)工藝優(yōu)化提供指導(dǎo)與幫助，從而促進(jìn)低鈉產(chǎn)品的開發(fā)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

將樣品進(jìn)行編號(hào)，具體信息如表1 所示，編號(hào)1～9 號(hào)樣品為市售西式香腸購(gòu)于鄭州市麥德龍商場(chǎng)；編號(hào)10～15 號(hào)樣品為實(shí)驗(yàn)室自制的不同鈉鹽含量香腸；原料肉與調(diào)味料均為市場(chǎng)銷售。

表1 不同種類西式香腸樣品信息Table 1 Sample information of different kinds of western sausage

Insent SA402B 電子舌 日本Insent 公司；iCE3300 原子吸收光譜儀 德國(guó)Thermo Fisher 公司；MM12B 型絞肉機(jī) 廣東省韶關(guān)市大金食品機(jī)械廠；VF608Plus 真空灌腸機(jī) 百誠(chéng)潤(rùn)和機(jī)械有限公司；BYXX-50 型煙熏箱 中國(guó)艾博公司；Allegra64R 高速冷凍離心機(jī) 山東博科科學(xué)儀器有限公司；CU-420 型電熱恒溫水槽 上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備

1.2.1.1 基礎(chǔ)配方 經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研，目前大多數(shù)西式香腸的配方類似，多以原料肉、腌制劑（食用鹽、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、亞硝酸鈉）、輔料（水、大豆蛋白、淀粉、白砂糖、香辛料等）為主。本實(shí)驗(yàn)參考市場(chǎng)配方確定自制樣品基礎(chǔ)配方為：每千克肉抗壞血酸鈉0.6 g、復(fù)合磷酸鹽3 g（焦磷酸鈉30%，三聚磷酸鈉40%，六偏磷酸鈉30%）、亞硝酸鈉0.15 g、無(wú)水葡萄糖5 g、冰水400 g（分三次加入）、白砂糖15 g、白胡椒粉1.5 g、淀粉60 g、大蒜粉2 g、味精2 g、生姜粉1.5 g、雞精2 g、小茴香粉1 g、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶1.5 g、大豆分離蛋白20 g。

1.2.1.2 實(shí)驗(yàn)室自制樣品信息 樣品10～15 參照基礎(chǔ)配方，食鹽添加量參考Xiong 等[20]的方法，主要材料依次為：豬肉+腌制劑（2.5%食鹽）+輔料；豬肉+腌制劑（不加食鹽）+輔料；豬肉；牛肉+腌制劑（2.2%食鹽）+輔料；牛肉+腌制劑（不加食鹽）+輔料；牛肉。以檢測(cè)原料肉、腌制劑（不加食鹽）及輔料所占西式香腸鈉鹽含量的比重，基于本底值探究鈉鹽含量對(duì)味覺值的影響。

1.2.1.3 工藝流程 原料處理（選用新鮮牛后腿/豬后腿作為原料肉）→去膜筋→絞肉→腌制（24 h）→斬拌（9 min）→灌制→煙熏（1 h）→蒸煮（40 min）→冷卻成品

1.2.2 鈉鹽含量測(cè)定 測(cè)定方法參照國(guó)標(biāo)GB 5009.91-2017 中第一法（火焰原子吸收光譜法）進(jìn)行檢測(cè)，每個(gè)樣品測(cè)定三個(gè)平行，以平均值作為最終測(cè)定值。

1.2.3 電子舌測(cè)定 樣品前處理：將樣品編號(hào)后分別攪碎至肉沫，每個(gè)樣品取15 g 置于250 mL 錐形瓶?jī)?nèi)，加入150 mL 蒸餾水，50 ℃水浴加熱20 min，然后4 ℃、5000 r/min 離心15 min 經(jīng)濾紙過(guò)濾除雜即可，濾液為電子舌待測(cè)樣液。

檢測(cè)條件：檢測(cè)前電子舌傳感器需活化、校準(zhǔn)、診斷以保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性[21]。樣品采集時(shí)間120 s，1 s 采集1 次數(shù)據(jù)，采集完畢清洗時(shí)間300 s，以采集時(shí)間后30 s 的數(shù)據(jù)作為采集一次樣品的數(shù)據(jù)，每個(gè)樣品重復(fù)4 次，為確保傳感器的穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，采取后三次數(shù)據(jù)為測(cè)試結(jié)果[22]。電子舌的參比溶液由KCl 和酒石酸組成，其中酸味的無(wú)味點(diǎn)為?13，咸味的無(wú)味點(diǎn)為?6，其它味覺值的無(wú)味點(diǎn)均為0。本實(shí)驗(yàn)共采用了CA0、C00、AE1、AAE 和CT0 五種傳感器，其響應(yīng)特性分別代表酸味、苦味、澀味、鮮味和咸味五種味覺，電子舌傳感器響應(yīng)值均是以測(cè)量值與參比溶液無(wú)味點(diǎn)的相對(duì)值作為基準(zhǔn)。

1.2.4 灰色關(guān)聯(lián)分析

1.2.4.1 確定分析數(shù)列 基于灰色系統(tǒng)理論及分析方法的要求，本研究將15 種樣品作為一個(gè)整體，即灰色系統(tǒng)[23]，電子舌不同傳感器為灰色系統(tǒng)的子系統(tǒng)，每個(gè)傳感器的響應(yīng)值作為一個(gè)因素進(jìn)行分析計(jì)算[24]。

首先選擇參考數(shù)列，記為Y0，Y0(x)=[Y0(1)，Y0(2)，Y0(3)，···Y0(x)]，x 為腸樣品，x=1，2，3，···15。

其次選擇比較數(shù)列，記為Yi(x)，Yi(x)=[Yi(1)，Yi(2)，Yi(3)，···Yi(x)]，Yi為樣品的電子舌傳感器響應(yīng)值，Yi=1，2，3，···10，x=1，2，3，···15。

1.2.4.2 計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)系數(shù) 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)按照公式（1）計(jì)算。

式中：x 為不同種類香腸樣品序號(hào)；Yi為不同種類腸的電子舌傳感器響應(yīng)值；εi（x）為第x 種香腸的子序列Yi與母序列Y0的關(guān)聯(lián)系數(shù)；minimink|Y0（x）?Yi（x）|為兩級(jí)最小差值，又記為Δmin；maximaxk|Y0（x）?Yi（x）|為兩級(jí)最大差值，又記為Δmax；|Y0（x）?Yi（x）|為母序列與子序列的絕對(duì)差值，又記為Δ（k）；ρ 為分辨系數(shù)。

為了減小Δ（k）太大而引起的失真，引入分辨系數(shù)ρ[25]，ρ 的取值范圍為0～1，本研究中將ρ 取值為0.5[26]。

1.2.4.3 灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算方法 關(guān)聯(lián)系數(shù)的算術(shù)平均數(shù)為關(guān)聯(lián)度，按照公式（2）計(jì)算。

式中：ri為母序列Y0與子序列Yi之間的關(guān)聯(lián)度；N 為子序列的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

1.2.4.4 數(shù)據(jù)來(lái)源 以電子舌傳感器中的CT0（咸味傳感器）響應(yīng)值作為參照數(shù)列，分別計(jì)算不同樣品的相對(duì)傳感器響應(yīng)值，按照公式（3）計(jì)算，并將此作為電子舌傳感器響應(yīng)值來(lái)源。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0、Origin2017 軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、主成分分析和繪圖，Microsoft Office Excel 2007 軟件對(duì)灰色關(guān)聯(lián)進(jìn)行函數(shù)和數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類西式香腸鈉鹽含量分析

15 種樣品鈉鹽含量，如表2 所示。由表可看出，宜客品牌牛肉香腸鈉鹽含量在市售樣品中最高，Smith field 品牌香腸鈉鹽含量在市售樣品中最低，在實(shí)驗(yàn)室自制樣品中樣品10 鈉鹽含量最高，樣品15 鈉鹽含量最低；與市售樣品相比，由實(shí)驗(yàn)室自制的樣品10 和樣品13 的鈉鹽含量處于較低水平，根據(jù)目前英國(guó)食品標(biāo)準(zhǔn)局的建議，將食品的鈉鹽含量降至為650 mg/100 g[27]，大多數(shù)市售樣品規(guī)格均超出標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)室自制樣品牛肉香腸成品1 號(hào)（樣品13）更為符合低鈉食品的標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)，從表2 的鈉鹽含量檢測(cè)結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)西式香腸配方中除食鹽外，其它輔料（原料肉、腌制劑、調(diào)味料）含有的鈉鹽成分較少，說(shuō)明食鹽的添加量是造成樣品之間鈉鹽含量差異性的主要因素[28?29]。

表2 西式香腸鈉鹽含量分布表Table 2 Sodium content distribution of western sausages

2.2 電子舌傳感器響應(yīng)值分析結(jié)果

表3 的西式香腸電子舌傳感器響應(yīng)值結(jié)果表明15 種樣品電子舌傳感器之間的味覺值存在不同的差異性（P<0.05），其中15 種樣品咸味味覺值均存在顯著性差異性（P<0.05），樣品鈉鹽含量越高，咸味值越大，兩者呈正比關(guān)系。鈉鹽的咸味主要來(lái)源于解離后的Cl-離子與Na+離子共同作用，鈉鹽含量的增加會(huì)引起咸味值的升高；除此之外，不同鈉鹽樣品的酸味值、苦味值、澀味值、鮮味值也都存在差異性（P<0.05），但味覺值變化規(guī)律性不明顯，鈉鹽含量的增加在提高咸味的同時(shí)也會(huì)引起其它的味覺特性發(fā)生變化，同時(shí)可能也會(huì)造成不同味覺之間產(chǎn)生相互作用[30]，從而造成味覺值之間的差異性。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果，西式香腸之間的主要配方相似、原輔料鈉含量占據(jù)比重小，故鈉鹽（食鹽）含量不同可能會(huì)對(duì)樣品間電子舌味覺值的差異造成影響，需進(jìn)一步探討與研究。

2.3 電子舌主成分分析結(jié)果

為進(jìn)一步探究電子舌傳感器響應(yīng)值與樣品鈉鹽含量的關(guān)系，本研究采用了主成分分析法對(duì)其進(jìn)行分析與驗(yàn)證。圖1 為15 種西式香腸的電子舌主成分（PCA）分析結(jié)果，主成分1 為橫坐標(biāo)，主成分2 為縱坐標(biāo)，由圖可看出，主成分1（PC1）貢獻(xiàn)率為56.18%，主成分2（PC2）貢獻(xiàn)率為25.38%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為81.56%，表明這兩種主成分能夠表明傳感器原始數(shù)據(jù)的主要信息，反映樣品間滋味的差異性。在圖中可看到15 種樣品之間的劃分區(qū)域未出現(xiàn)重疊或交叉，表明15 種樣品的滋味特性具有一定的差異性。其中鈉鹽含量分布比較接近的樣品所在區(qū)域較為集中，鈉鹽含量差異性較大的樣品相隔距離較遠(yuǎn)，而樣品1 與其它鈉鹽含量相近的樣品坐標(biāo)軸距離較遠(yuǎn)可能是由于它的酸味值（約?17）顯著不同于其他樣品（約?26～?32 之間），引起了味覺值之間的差異性。結(jié)合表3 的電子舌響應(yīng)值分析結(jié)果，不同鈉鹽含量的五種味覺值均存在顯著性差異（P<0.05），說(shuō)明樣品的鈉鹽含量對(duì)電子舌傳感器味覺特性有一定的影響，可進(jìn)一步研究鈉鹽與電子舌味覺值之間的相關(guān)性。

表3 西式香腸電子舌傳感器響應(yīng)值Table 3 Value of electronic tongue sensor response of western sausage

圖1 電子舌主成分分析圖Fig.1 Principal component analysis diagram of electronic tongue response

2.4 西式香腸鈉鹽含量與電子舌傳感器響應(yīng)值的灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.4.1 不同樣品的相對(duì)傳感器響應(yīng)值 根據(jù)公式（3）得出15 種樣品不同電子舌傳感器相對(duì)響應(yīng)值，計(jì)算結(jié)果如表4 所示。

2.4.2 無(wú)量綱化處理 將15 個(gè)樣品的鈉鹽含量數(shù)值設(shè)為參考數(shù)列，比較數(shù)列為電子舌的5 個(gè)傳感器響應(yīng)值，將母序列與子序列進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。首先采用均值化變換的方法對(duì)每個(gè)數(shù)列進(jìn)行無(wú)量綱化處理，結(jié)果如表5 所示。

2.4.3 電子舌傳感器響應(yīng)值與鈉鹽含量的關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度 計(jì)算15 種西式香腸的鈉鹽含量參考數(shù)列與表5 比較數(shù)列（電子舌傳感器的響應(yīng)值）的絕對(duì)差值，得到兩級(jí)最大差值Δmax（鈉鹽含量）=17.1880，兩級(jí)最小差值Δmin（鈉鹽含量）=0.0274，將其分別帶入公式（1）即可得到電子舌傳感器響應(yīng)值與鈉鹽含量的關(guān)聯(lián)系數(shù)，再將灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)帶入公式（2）即可得到傳感器響應(yīng)值與鈉鹽含量的關(guān)聯(lián)度，從而對(duì)其進(jìn)行排序。

由表6 可知，鈉鹽含量與五種電子舌傳感器關(guān)聯(lián)度大小為CT0（咸味）>CA0（酸味）>AAE（鮮味）>AE1（澀味）>C00（苦味），傳感器CT0、CA0、AAE 的響應(yīng)值與15 種樣品鈉鹽含量的關(guān)聯(lián)度較高[31]，其中CT0（咸味傳感器）關(guān)聯(lián)度最高，達(dá)到0.9511，這一結(jié)論與上述電子舌傳感器響應(yīng)值分析結(jié)果一致。由該結(jié)果推測(cè)鈉鹽含量對(duì)樣品味覺特征中的咸味、鮮味、酸味影響相對(duì)較大，與蘇智敏等[32]的電子舌主成分分析結(jié)果相似，鈉鹽對(duì)鮮味與咸味響應(yīng)值影響力較大；而鈉鹽含量造成酸味響應(yīng)值差異性大的原因可能是由于滋味物質(zhì)間的相互作用引起[33]。

2.4.4 鈉鹽含量與電子舌傳感器響應(yīng)值的回歸模型 灰色關(guān)聯(lián)度排序可用于描述各因子的重要性，魏常敏等[15]、稅紅霞等[16]、肖軻等[25]均以灰色關(guān)聯(lián)度排序作為各因子影響程度的評(píng)價(jià)依據(jù)。根據(jù)關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果，樣品鈉鹽含量與電子舌傳感器CT0（咸味）、CA0（酸味）、AAE（鮮味）的響應(yīng)值之間關(guān)聯(lián)度較高，將鈉鹽含量與傳感器CT0、CA0、AAE 響應(yīng)值進(jìn)行回歸分析，回歸模型參數(shù)見表7，其中y 表示樣品鈉鹽含量（mg/100 g），x1表示傳感器CA0 的響應(yīng)值，x2表示傳感器AAE 的響應(yīng)值，x3表示傳感器CT0 的響應(yīng)值。R 表示擬合優(yōu)度，衡量模型對(duì)觀測(cè)值的擬合程度，數(shù)值越接近1，說(shuō)明該模型擬合度越高，R2值一般選用調(diào)整后的，其更具有準(zhǔn)確性。根據(jù)研究結(jié)果得出回歸方程中的R2為0.936，調(diào)整后的R2為0.918；而且所得回歸方程擬合精度較高，表明鈉鹽含量與CT0、CA0、AAE 三種傳感器的相關(guān)性較好。

表4 電子舌傳感器的相對(duì)響應(yīng)值Table 4 Relative response values of electronic tongue sensors

表6 傳感器響應(yīng)值與鈉鹽含量的關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度Table 6 Correlation coefficient and correlation degree between sensor response value and sodium content

表7 鈉鹽含量與電子舌傳感器響應(yīng)值的回歸模型Table 7 Regression model of sodium content and response value of electronic tongue sensor

3 結(jié)論

電子舌傳感器響應(yīng)值及主成分分析結(jié)果表明，不同鈉鹽含量的味覺值具有一定的差異性（P<0.05），其中鈉鹽含量對(duì)CT0（咸味）傳感器響應(yīng)值影響顯著，不同鈉鹽含量的咸味值均存在顯著差異性（P<0.05）。經(jīng)灰色關(guān)聯(lián)分析法得出鈉鹽含量與五種電子舌傳感器關(guān)聯(lián)度大小依次為：CT0（咸味）>CA0（酸味）>AAE（鮮味）>AE1（澀味）>C00（苦味）；同時(shí)構(gòu)建了鈉鹽含量與CT0（咸味）、CA0（酸味）、AAE（鮮味）的回歸模型，模型R2為0.918，具有較好的擬合精度。該研究可為進(jìn)一步研究加工肉制品中鈉鹽對(duì)味覺值的可能影響提供理論基礎(chǔ)與研究思路，下一步將針對(duì)鈉鹽含量對(duì)味覺值的具體影響進(jìn)行探究，驗(yàn)證及優(yōu)化鈉鹽含量與關(guān)鍵味覺值的相關(guān)模型，為低鈉肉制品及減鹽技術(shù)的開發(fā)提供一定的參考基礎(chǔ)。