蔣靖雯，林思宇，易 燦，王 聰，劉 倩，王一斐

澳優(yōu)乳業(yè)（中國(guó)）有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410200

0 引言

感官分析是將現(xiàn)代多學(xué)科理論和技術(shù)手段結(jié)合，利用人類的五大感官器官對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析評(píng)價(jià)的一種科學(xué)方法[1]。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和應(yīng)用實(shí)踐，目前食品感官評(píng)價(jià)已經(jīng)形成了一套較為完整的方法體系，且應(yīng)用范圍廣泛，在原料成品的驗(yàn)收、新品研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量管理、貨架期研究和消費(fèi)者喜好調(diào)查等方面均可應(yīng)用[2~4]。

隨著當(dāng)今社會(huì)生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品質(zhì)量的要求也逐漸提高，不再僅僅滿足于果腹、安全和營(yíng)養(yǎng)，感官品質(zhì)逐漸成為影響消費(fèi)者選擇的重要因素之一。而感官分析能夠直接反映出人們對(duì)產(chǎn)品的綜合性感受，幫助企業(yè)更好的服務(wù)于消費(fèi)者[5]。此外，感官分析技術(shù)可以貫穿于乳品企業(yè)從生產(chǎn)到銷售的整個(gè)過(guò)程，對(duì)于乳品企業(yè)意義重大。因此，本文對(duì)感官分析技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了介紹，并對(duì)其在乳制品中各方面的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 感官分析技術(shù)研究進(jìn)展

1.1 發(fā)展歷程

早在19世紀(jì)，就有學(xué)者開始研究測(cè)量心理學(xué)對(duì)人類感知和決策的影響[6]，20世紀(jì)40年代，美國(guó)軍隊(duì)就采用了九點(diǎn)喜好標(biāo)度分析法等系統(tǒng)化的方式收集士兵們對(duì)食物的接受程度，并以此作為補(bǔ)給食物選擇的依據(jù)，這被認(rèn)為是最早的食品感官評(píng)價(jià)技術(shù)應(yīng)用[7]。20世紀(jì)60年代，食品工業(yè)快速興起，感官分析技術(shù)得到重視而迅速發(fā)展。1965年，Amerine等[8]提出，感官分析是一種基于感官生理和認(rèn)知心理，通過(guò)合理的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析進(jìn)行感官判斷的方法，也是感官分析概念的雛形。目前，感官分析技術(shù)被普遍認(rèn)為是一種用于喚起、測(cè)量、分析和解釋產(chǎn)品通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)和聽覺(jué)所引起反應(yīng)的科學(xué)方法[9]。感官科學(xué)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展與研究已較為成熟，許多企業(yè)設(shè)立了專門的感官品評(píng)部門，也有許多專門為企業(yè)提供產(chǎn)品感官調(diào)查服務(wù)的公司成立。國(guó)內(nèi)對(duì)于感官分析的研究始于20世紀(jì)80年代，直至90年代，感官評(píng)價(jià)才逐漸被應(yīng)用于食品行業(yè)[10]。

1.2 發(fā)展階段

感官分析方法的發(fā)展有三個(gè)階段，即傳統(tǒng)、主流人工以及智能感官分析方法。

1.2.1 第一個(gè)階段：傳統(tǒng)方法階段

20世紀(jì)初期，美國(guó)農(nóng)業(yè)部和美國(guó)乳品科學(xué)協(xié)會(huì)開發(fā)了記分卡系統(tǒng)，根據(jù)指定的缺陷列表為產(chǎn)品判定出總體質(zhì)量分?jǐn)?shù)或等級(jí)，用于判斷和確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。傳統(tǒng)的記分卡以產(chǎn)品缺陷為導(dǎo)向，且需要經(jīng)驗(yàn)豐富的人來(lái)進(jìn)行判斷，目前已較少使用[11]。

1.2.2 第二個(gè)階段：主流人工階段

該階段開始于20世紀(jì)40年代末，從美國(guó)學(xué)者[12]建立的“區(qū)別檢驗(yàn)法”起，越來(lái)越多的感官測(cè)試方法開始逐漸建立并完善，主要包括分析型測(cè)試和情感型或消費(fèi)者測(cè)試。

（1）分析型測(cè)試

分析型測(cè)試包括區(qū)別檢驗(yàn)法、描述性分析和閾值試驗(yàn)。

區(qū)別檢驗(yàn)法中的常用方法有成對(duì)比較檢驗(yàn)法（Paired-comparison Test）、三角檢驗(yàn)法或3點(diǎn)檢驗(yàn)（Triangle Test）和二三角檢驗(yàn)法或2-3點(diǎn)檢驗(yàn)（Duo-Trio Test），主要目的是通過(guò)較為簡(jiǎn)單的方式判斷兩個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品之間是否存在差異，這些都是目前常用到的感官測(cè)試方法，但其只能被用于確定是否存在差異，不能用于判斷差異的程度以及消費(fèi)者偏好[13]。

描述性分析指經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的評(píng)價(jià)員識(shí)別描述和量化特定的感官屬性或一種食物的所有感官屬性，可分為定性描述和定量描述，主要有定量描述性分析（Quantiative Descriptive Analysis，QDA）、風(fēng)味剖面分析（Flavour Profile Method，F(xiàn)PM）、質(zhì)構(gòu)剖面分析（Texture Profile Method，TPM）、自由選擇剖面分析法（Free-Choice Profiling，F(xiàn)CP）、頻譜分析（Specturm）等方法，這些方法對(duì)評(píng)價(jià)員要求較高，耗時(shí)長(zhǎng)，且分析結(jié)果的準(zhǔn)確性與評(píng)價(jià)員訓(xùn)練程度相關(guān)。目前已經(jīng)有快速描述性分析方法被提出，如Ranking Descriptive Analysis、Napping和Optimized Descriptive Profile等[14]。

閾值試驗(yàn)的目的為確定閾值，常用的閾值測(cè)試方法為升序強(qiáng)制選擇、三點(diǎn)選配法（3-AFC）和R指數(shù)法（信號(hào)檢測(cè)法）[15]。

（2）情感型（消費(fèi)者）測(cè)試

情感型（消費(fèi)者）測(cè)試的主要參與人員為未經(jīng)訓(xùn)練的消費(fèi)者，包括定量和定性消費(fèi)者測(cè)試。偏愛(ài)測(cè)試和接受性測(cè)試是最常用的定量消費(fèi)者測(cè)試方法，在偏愛(ài)測(cè)試中，消費(fèi)者在2 個(gè)或多個(gè)樣品中選擇出最喜歡的樣品，樣品數(shù)超過(guò)2 個(gè)時(shí)，還需進(jìn)行偏好度排序[16]。接受性測(cè)試也稱喜好度標(biāo)度，用于測(cè)定消費(fèi)者對(duì)不同樣品的喜愛(ài)程度，通常會(huì)使用喜好標(biāo)度、標(biāo)記情感標(biāo)度、恰好標(biāo)度等。定性測(cè)試是為探究消費(fèi)者對(duì)于產(chǎn)品感官特性的主觀反應(yīng)，側(cè)重于消費(fèi)者的行為和反應(yīng)，常用方法有中心小組法、調(diào)查法、模糊前端法等[17]。

1.2.3 第三階段：智能分析階段

20世紀(jì)90年代，智能儀器模擬人類感官的智能感官系統(tǒng)設(shè)想被提出，主要是基于對(duì)人體感官感知過(guò)程的模擬，傳感器對(duì)被測(cè)樣品屬性產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)，相當(dāng)于人類的感覺(jué)器官，信號(hào)采集器對(duì)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傳輸和處理，之后再由電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析識(shí)別，做出判斷[18]。隨著智能系統(tǒng)的發(fā)展，越來(lái)越多的智能感官儀器被開發(fā)，目前已經(jīng)被應(yīng)用的智能感官分析技術(shù)有電子鼻、電子舌、機(jī)器視覺(jué)、食味計(jì)、質(zhì)構(gòu)分析[19~21]等。相較于耗時(shí)長(zhǎng)、方法要求高的人工感官分析方法，智能感官分析具有客觀、穩(wěn)定且快速等優(yōu)點(diǎn)，是目前的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

2 感官分析技術(shù)在乳制品中的應(yīng)用

2.1 市場(chǎng)及消費(fèi)者調(diào)查

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，越來(lái)越多的消費(fèi)者開始有購(gòu)買乳制品的意向。除了品牌影響力和產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面，產(chǎn)品的感官特性逐漸成為消費(fèi)者選擇的指導(dǎo)因素之一。因此，在乳制品產(chǎn)品設(shè)計(jì)或老配方升級(jí)改版前，通常會(huì)對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行該乳制品的感官喜好度和接受度調(diào)查，了解消費(fèi)者最看重哪些感官特性以及該區(qū)域消費(fèi)者對(duì)于感官特性的偏好，從而更好的指導(dǎo)新品的研發(fā)或老配方的升級(jí)[22，23]。

李輝等[24]對(duì)7 個(gè)不同酸甜比的乳飲料樣品進(jìn)行了消費(fèi)者喜好度測(cè)試，結(jié)果表明在70 名普通消費(fèi)者中，最受歡迎的酸甜比為30:1，且發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者更能接受偏甜的產(chǎn)品，對(duì)于偏酸的產(chǎn)品接受度明顯偏低。粟立丹等[25]對(duì)于成都市目前市面上常見(jiàn)的4 種國(guó)產(chǎn)巴氏殺菌乳進(jìn)行消費(fèi)者感官調(diào)查，發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者普遍傾向于顏色呈現(xiàn)明顯乳白色，且質(zhì)地流動(dòng)性強(qiáng)的產(chǎn)品。Gonzale等[26]為探究消費(fèi)者對(duì)于添加合生元和益生元成分的桃味酸奶的接受度，采用九點(diǎn)喜好度標(biāo)尺對(duì)80 名消費(fèi)者進(jìn)行了接受度測(cè)試，發(fā)現(xiàn)益生元的添加對(duì)消費(fèi)者接受度無(wú)顯著影響，消費(fèi)者接受度普遍較高。Weysser等[27]利用9點(diǎn)喜好標(biāo)度法對(duì)希臘式酸奶進(jìn)行消費(fèi)者偏好性測(cè)試，研究表明，脫脂奶粉和奶油的添加對(duì)酸奶的感官特性有一定影響，且添加脫脂奶粉能提高濃縮酸奶的接受度，但當(dāng)樣品中含有合生元成分時(shí)，消費(fèi)者對(duì)其的感官評(píng)分較低，合生員成分對(duì)桃味酸奶感官接受度有負(fù)面的影響。Oskar等[28]采用描述性分析和情感型測(cè)試方法分析了乳酸發(fā)酵對(duì)蘆丁乳制品的感官影響，乳酸菌的發(fā)酵作用顯著改變了乳制品的感官特性，通過(guò)情感型測(cè)試發(fā)現(xiàn)發(fā)酵型乳制品比未發(fā)酵型乳制品更受歡迎。Kenny等[29]利用消費(fèi)者接受性測(cè)試和描述性測(cè)試探究冷等離子的處理是否會(huì)影響乳清飲料的消費(fèi)者接受度，描述性測(cè)試數(shù)據(jù)表明冷等離子的處理對(duì)產(chǎn)品的苦味、香氣、口感均無(wú)顯著影響，可以作為巴氏殺菌的替代性技術(shù)。

2.2 新品開發(fā)

在新品的開發(fā)設(shè)計(jì)及老配方的升級(jí)階段，通常會(huì)借助專業(yè)感官品評(píng)團(tuán)隊(duì)來(lái)進(jìn)行品評(píng)，并運(yùn)用一系列分析方法，為原輔料選擇及工藝的優(yōu)化提供重要的依據(jù)。

在配方開發(fā)設(shè)計(jì)方面，周艷等[30]在開發(fā)一種辣木高鈣核桃乳時(shí)，從產(chǎn)品的色澤、滋味、氣味和組織狀態(tài)4 個(gè)層面，對(duì)使用了不同品種及含量的乳化劑和穩(wěn)定劑的樣品進(jìn)行品評(píng)，根據(jù)感官得分以及量筒法和離心法測(cè)得的乳化穩(wěn)定性結(jié)果，選擇了單硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯（質(zhì)量比7:3）作為復(fù)合乳化劑，果膠和海藻酸鈉（質(zhì)量比4:6）作為復(fù)合穩(wěn)定劑，其含量分別為質(zhì)量濃度1.0 g/L及體積比的0.15%。周潔等[31]采用感官評(píng)價(jià)法探究白糖、紅糖及生姜汁添加量對(duì)生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響，分別以其添加量作為單因素進(jìn)行試驗(yàn)，由專業(yè)感官品評(píng)小組對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后得出白糖、紅糖及生姜汁的最佳添加量分別為5.5%、3.5%和2.5%，在此配方下，產(chǎn)品接受度好，生姜風(fēng)味濃郁但無(wú)不可接受的刺激性辣感。此外，感官分析技術(shù)還被應(yīng)用于多種風(fēng)味酸奶的配方確立[32~34]。

感官技術(shù)還廣泛使用于工藝優(yōu)化方面。潘明慧等[35]結(jié)合感官品評(píng)團(tuán)隊(duì)和電子鼻分析技術(shù)對(duì)某脫脂風(fēng)味乳飲料進(jìn)行感官分析，篩選出其最佳工藝。唐艷等[36]以感官得分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別對(duì)不同配方及不同工藝下生產(chǎn)的姜撞奶進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)，得出最適宜的蔗糖、穩(wěn)定劑、氯化鈣添加量及凝乳時(shí)間。陸虹熹等[37]利用感官分析探究了胡蘿卜榨汁時(shí)間對(duì)一種新型胡蘿卜奶復(fù)合飲料的影響，發(fā)現(xiàn)在22 000 r/min下榨4 min的樣品，口感細(xì)膩，泡沫豐富，其感官得分最高。Lee等[38]對(duì)于加工工序中生牛乳冷卻速度是否會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響進(jìn)行了探究，利用差異性分析發(fā)現(xiàn)，在消費(fèi)者無(wú)法察覺(jué)其感官差異，原料奶的冷卻速度不是影響牛乳質(zhì)量的最直接因素，生牛乳的質(zhì)量問(wèn)題是多種因素共同作用的結(jié)果。此外，馮玲等[39]、霍建新等[40]、田洋等[41]也通過(guò)感官技術(shù)對(duì)奶酪的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量控制

隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量可以通過(guò)精確的檢測(cè)分析技術(shù)進(jìn)行控制，但依然存在一些屬性信息只能通過(guò)感官分析的手段獲得，如產(chǎn)品的氣味和口感等，在生產(chǎn)過(guò)程和終產(chǎn)品的監(jiān)督管理中均有應(yīng)用。

在感官質(zhì)量控制方面，首先需明確產(chǎn)品有哪些指標(biāo)需要納入感官評(píng)價(jià)的范圍，通常會(huì)采用一系列分析方法來(lái)建立乳制品的評(píng)價(jià)描述詞。Michael等[42]通過(guò)專業(yè)感官品評(píng)團(tuán)隊(duì)成員品嘗脂肪含量分別為0.1%，1.3%和3.5%的牛乳，總結(jié)出奶油香、蒸煮味、色澤透明度、掛壁情況、口中厚度、總體脂肪感等一系列評(píng)估脂肪含量對(duì)牛乳的口感影響的描述詞。Brown和Chambers[43]建立了一個(gè)感官描述詞典，可用于描述希臘酸奶、攪拌型酸奶等不同的酸奶樣品。Talavera和Chambers[44]根據(jù)47 個(gè)生產(chǎn)自美國(guó)不同地區(qū)的羊奶奶酪，建立了包括39 個(gè)風(fēng)味術(shù)語(yǔ)的描述詞清單，可用于絕大多數(shù)羊奶奶酪的感官描述。此外，張春華等[45]采用模糊二元排序法對(duì)攪拌型酸奶的感官評(píng)價(jià)因子進(jìn)行了排序，得出適口性是影響其整體感官特性的最重要因素，其次分別是乳清析出、黏附性、酸甜比、奶香味、糊口感。在生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制方面，伏安型電子舌已成功應(yīng)用于牛乳加工的在線檢測(cè)[46]。楊炫煌[47]通過(guò)電子感官技術(shù)結(jié)合人工感官評(píng)價(jià)的方法構(gòu)建了發(fā)酵乳生產(chǎn)過(guò)程中不同關(guān)鍵控制點(diǎn)的感官質(zhì)量控制模型，可實(shí)現(xiàn)100%正確分類合格樣品和不合格樣品。

2.4 產(chǎn)品貨架期確定

產(chǎn)品的保存期限通常以專業(yè)品評(píng)員可察覺(jué)，而普通消費(fèi)者品評(píng)員辨別不出的時(shí)間來(lái)確定。王鑫等[48]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電子鼻和電子舌可較準(zhǔn)確地判定紅棗發(fā)酵飲料乳的貨架期。李輝等[49]為探究常溫含乳制品貨架期內(nèi)風(fēng)味的變化，通過(guò)測(cè)定風(fēng)味物質(zhì)的含量，并結(jié)合感官描述性分析法，發(fā)現(xiàn)不同儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)的樣品汁感、陳舊味、籽感等方面存在顯著差異。程時(shí)文[50]為探究某品牌鮮牛奶和豆奶在不同溫度下的貨架期，采用三點(diǎn)檢驗(yàn)法，得出在置信水平95%時(shí)，25 ℃、35 ℃、45 ℃下鮮牛奶感官貨架臨期時(shí)間為60 h、36 h、24 h，并將其與食品品質(zhì)函數(shù)零或一級(jí)反應(yīng)形式進(jìn)行擬合，得出鮮牛奶感官貨架期預(yù)測(cè)動(dòng)力學(xué)模型A＝6.34e0.7344t。李冬梅[51]通過(guò)品評(píng)儲(chǔ)存了不同時(shí)長(zhǎng)的某種草莓酸奶發(fā)現(xiàn)，感官指標(biāo)得分與儲(chǔ)存時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，且儲(chǔ)存溫度越高，感官指標(biāo)得分下降越快。

2.5 摻假檢測(cè)

隨著近年來(lái)電子傳感器陣列系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)儀器檢測(cè)揮發(fā)氣味的整體信息，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)及純度進(jìn)行預(yù)測(cè)，逐漸成為檢測(cè)食品是否摻假的重要方法之一[52]。

在乳制品摻假方面，電子鼻及電子舌可用于檢測(cè)乳制品中是否有摻入其他蛋白成分或摻水。金嫘等[53]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在生羊乳和殺菌羊乳中混入不同比例的牛乳，電子鼻均有不同的反應(yīng)值，結(jié)合主成分分析法和線性判別法，能較好地區(qū)分羊乳中的牛乳摻入情況。徐亞丹等[54]使用PEN2便攜式電子鼻對(duì)摻雜全脂奶粉的純牛奶進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入的全脂奶粉量占比在20%~40%間時(shí)，電子鼻都能準(zhǔn)確識(shí)別各組比例不同的牛奶，且電子鼻的響應(yīng)值隨摻雜的奶粉量呈現(xiàn)規(guī)律變化。吳丹丹等[55]在駱駝乳中摻入8 種濃度梯度的牛乳，通過(guò)帶有10 個(gè)傳感器PEN3電子鼻設(shè)備對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，并利用偏最小二乘判別模型以及主成分分析法對(duì)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)電子鼻能有效區(qū)分駱駝乳及其摻假的樣品。

電子鼻和電子舌技術(shù)的應(yīng)用，標(biāo)志著乳制品感官品評(píng)有了新的突破，在乳制品質(zhì)量監(jiān)控過(guò)程中，引入了一種相對(duì)客觀且快速有效的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)乳制品摻假、摻雜和摻偽的有效監(jiān)控。

3 展望

感官分析技術(shù)作為一種評(píng)估產(chǎn)品質(zhì)量的有效工具，在產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)方面均發(fā)揮了一定的實(shí)用價(jià)值，且具有化學(xué)儀器不可替代的作用[56]。我國(guó)的感官分析技術(shù)發(fā)展較晚，現(xiàn)有方法大多為參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)制定，還未形成完善的體系，與國(guó)外的感官分析研究還存在一定差距。至今為止，國(guó)外對(duì)于乳制品的感官分析技術(shù)研究已經(jīng)發(fā)展了近百年[57]，而在國(guó)內(nèi)多被應(yīng)用于酸奶和奶酪制品，其他乳制品應(yīng)用較少，且不夠深入，乳制品企業(yè)還需借鑒國(guó)外以及國(guó)內(nèi)其他產(chǎn)品中的應(yīng)用，并創(chuàng)新感官分析方法，使感官分析技術(shù)為乳制品的研發(fā)和生產(chǎn)提供依據(jù)。