櫻桃酒感官評(píng)價(jià)與電子舌感官分析的相關(guān)性研究

牛云蔚，張曉鳴，肖作兵，宋詩(shī)清，朱建才，顧永波

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214112；2.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海201418）

櫻桃酒感官評(píng)價(jià)與電子舌感官分析的相關(guān)性研究

牛云蔚1，2，張曉鳴1，*，肖作兵2，宋詩(shī)清2，朱建才2，顧永波2

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214112；2.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海201418）

對(duì)五種不同櫻桃酒的感官屬性（酸、甜、苦、澀）進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)和電子舌指紋分析，利用主成分（PCA）與判別因子（DFA）分析對(duì)電子舌區(qū)分櫻桃酒的能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并通過(guò)PCA、偏最小二乘法（PLSR）將感官評(píng)價(jià)結(jié)果與電子舌7根傳感器（ZZ、BA、BB、CA、GA、HA、JB）響應(yīng)相關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明，電子舌指紋分析系統(tǒng)對(duì)櫻桃酒具有較好的區(qū)分辨別能力，傳感器JB與酸味，傳感器HA、CA與甜味，傳感器ZZ與澀、苦味具有較高的相關(guān)性。

櫻桃酒，電子舌分析，感官評(píng)價(jià)，相關(guān)性

Abstract：Five different cherry wines，which were described by sour，sweet，bitter and astringent attributes，were analyzed by electronic tongue.The ability of discrimination cherry wines of electronic tongue was evaluated by PCA and DFA.The sensory evaluation results were correlated to response of seven sensors（ZZ，BA，BB，CA，GA，HA，JB） by PCA and PLSR.The results showed that there were better correlation between JB and sour，HA，CA and sweet，ZZ and astringent，bitter，respectively.

Key words：cherry wine；electronic tongue analysis；sensory evaluation；correlation

櫻桃營(yíng)養(yǎng)豐富，除一般水果具有的營(yíng)養(yǎng)成分外，其鐵含量居諸果品之首，每100g含鐵高達(dá)6mg，并且具有較高的醫(yī)療保健價(jià)值[1]，能治療相關(guān)疾病[2]。櫻桃酒由櫻桃經(jīng)過(guò)發(fā)酵等特定的工藝釀制而成，不僅含有櫻桃?guī)缀跛械臓I(yíng)養(yǎng)成分，而且還具有獨(dú)特的色、香、味，深受消費(fèi)者的青睞。多年來(lái)，人們一直通過(guò)感官評(píng)定的方法評(píng)價(jià)果酒的品質(zhì)，這需要評(píng)價(jià)人員擁有較強(qiáng)的味覺判別能力，在品評(píng)時(shí)才能夠比較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)產(chǎn)品的質(zhì)量。但是感官鑒別具有一定的主觀性，會(huì)隨著評(píng)價(jià)者的身體狀況、情緒變化等因素而產(chǎn)生不同的結(jié)果，并且評(píng)定時(shí)間較長(zhǎng)，效率低。電子舌是模仿人體味覺機(jī)理研制出來(lái)的一種智能識(shí)別電子系統(tǒng)，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種分析、識(shí)別液體味道的新型檢測(cè)手段[3-4]，與普通的化學(xué)分析方法相比有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，味覺傳感器采集到的是與樣品相關(guān)的味覺信息，這些信號(hào)通過(guò)具有模式識(shí)別能力的計(jì)算機(jī)分析后，能得出對(duì)樣品味覺特征有關(guān)的總體評(píng)價(jià)。通過(guò)電子舌技術(shù)，王永維等[5]對(duì)不同品牌的白酒進(jìn)行了區(qū)分；張浩玉等[6]對(duì)不同品種的醋進(jìn)行了辨別研究；Quansheng Chen[7]等對(duì)不同等級(jí)的綠茶進(jìn)行了區(qū)分研究；Zhenbo Wei等[8]對(duì)不同的蜂蜜進(jìn)行了鑒別研究。然而，有關(guān)感官屬性與電子舌傳感器相關(guān)性的報(bào)道較少。本研究主要利用電子舌技術(shù)對(duì)不同品牌的櫻桃酒進(jìn)行辨別，并通過(guò)PCA、PLSR法對(duì)感官屬性與不同傳感器的相關(guān)性進(jìn)行了研究，為傳感器的篩選及定量預(yù)測(cè)感官屬性提供了一定的理論指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實(shí)驗(yàn)酒樣分別來(lái)自5個(gè)不同的廠家 W1：煙臺(tái)市華龍釀酒有限公司，W2：臨朐縣三信食品加工廠，W3：山東尊皇櫻桃酒業(yè)科技有限公司，W4：萊州櫻紅酒業(yè)有限公司，W5：四川省漢源縣果酒廠。

電子舌系統(tǒng)（型號(hào)：ASTREE） 法國(guó)Alpha M.O.S公司。

1.2 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)采用定量描述性感官評(píng)價(jià)法，選取10點(diǎn)制，0～9（0=沒味道，9=味道最強(qiáng)）。評(píng)價(jià)小組由8人組成，4男4女，年齡在23～30歲之間。評(píng)價(jià)人員根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[9]進(jìn)行了培訓(xùn)，分別對(duì)櫻桃酒的4種感官屬性（酸、甜、苦、澀）進(jìn)行評(píng)價(jià)，每個(gè)樣品重復(fù)評(píng)價(jià)2次。

1.3 電子舌分析

本實(shí)驗(yàn)采用ASTREE電子舌系統(tǒng)，主要由味覺傳感器、信號(hào)采集器和模式識(shí)別系統(tǒng)3部分組成。該裝置配有7個(gè)傳感器（ZA、BB、BA、GA、HA、JB、CA），以Ag/AgCl作為參比電極，在室溫下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集前，電子舌系統(tǒng)需要經(jīng)過(guò)自檢、診斷和矯正等步驟，以確保采集得到的數(shù)據(jù)具有可靠性和穩(wěn)定性。本文采用體積分?jǐn)?shù)為10%的酒精作為清洗溶劑，采樣時(shí)間120s，1次/s，每個(gè)樣品重復(fù)采集8次，取穩(wěn)定后的4次數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

將由感官評(píng)定和電子舌分析得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，主要包括PCA[10]、DFA[11]和PLSR[12]分析。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，找出感官屬性與傳感器之間的相關(guān)性。相關(guān)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析由電子舌自帶軟件及SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件完成。

2 結(jié)果與討論

2.1 感官評(píng)定結(jié)果

對(duì)五種櫻桃酒的感官屬性（酸、甜、苦、澀）進(jìn)行感官評(píng)定，結(jié)果如表1所示。

表1 酒樣感官評(píng)定結(jié)果Table 1 Sensory evaluation results of wines

方差分析表明，不同酒樣同種屬性（酸、甜、苦、澀）之間大多具有顯著性差異（p＜0.01）。鄧肯氏分析結(jié)果表明，酸、甜、苦三個(gè)屬性的顯著性差異最顯著，其次是澀屬性。因此，酸、甜、苦、澀四個(gè)感官屬性可以較好地解釋不同酒樣的味道和口感特征。由表1可知，W1的酸味和澀感最強(qiáng)，但甜味值最低。W2的苦味值最大，酸味值最小。W5甜味值最大，而澀值最小。相比較而言，W3和W4的味覺和口感強(qiáng)度均處于中等強(qiáng)度。

2.2 傳感器相應(yīng)信號(hào)的PCA分析

對(duì)電子舌采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA分析，其結(jié)果如圖1所示。主成分得分圖以散點(diǎn)圖為基礎(chǔ)，每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)樣品，點(diǎn)之間的距離代表樣品之間特征差異的大小。從圖1中可看出同一樣品不同批次的重復(fù)進(jìn)樣構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的組群，表示分析的重復(fù)性合格。主成分1（PC1）和主成分2（PC2）的累積方差貢獻(xiàn)率為94.27%，這說(shuō)明PC1和PC2已經(jīng)包含了較大的信息量，能夠反映樣品的整體信息，可將不同的櫻桃酒在PCA圖中明顯的區(qū)分開來(lái)。

將電子舌采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行DFA分析，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，DFA對(duì)櫻桃酒樣品的累積區(qū)分指數(shù)達(dá)到了99.297%（DF1為96.388%，DF2為2.909%），DFA法能夠?qū)悠烽g差異有更好的區(qū)分度，并且同一樣品組內(nèi)的離散度也比PCA法（圖1）的小，不同樣品組間的區(qū)分更明顯。PCA法、DFA法均能將樣品明顯的區(qū)分開來(lái)，表明ASTREE電子舌有足夠的靈敏度區(qū)分這些不同的櫻桃酒產(chǎn)品。

圖1 電子舌對(duì)5種櫻桃酒樣品的PCA分析圖Fig.1 PCA plot of five cherry wines by electronic tongue

圖2 電子舌對(duì)5種櫻桃酒樣品的DFA分析圖Fig.2 DFA plot of five cherry wines by electronic tongue

2.3 感官屬性與傳感器響應(yīng)的相關(guān)性分析

圖3 感官分析結(jié)果與傳感器相關(guān)性PCA分析圖Fig.3 PCA plot of correlation between sensory evaluation and sensors

對(duì)感官分析結(jié)果與電子舌數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA相關(guān)性分析，如圖3所示。主成分1和2反映了樣品的大部分信息，在圖上距離越近，說(shuō)明樣品與傳感器的相關(guān)性越強(qiáng)。由圖3可知，傳感器ZZ與澀、苦味的相關(guān)性較好，傳感器JB與酸味相關(guān)性較強(qiáng)，而傳感器HA、CA與甜味的相關(guān)性較好。

為了進(jìn)一步確認(rèn)感官分析結(jié)果與電子舌數(shù)據(jù)的相關(guān)性，對(duì)兩者進(jìn)行PLSR分析，7個(gè)不同的傳感器（ZA、BB、BA、GA、HA、JB、CA）作為X變量，感官屬性（酸、甜、苦、澀）作為Y變量，如圖4所示。該P(yáng)LSR模型的方差貢獻(xiàn)率為PC1=55%，PC2=42%。圖4是感官屬性與傳感器的相關(guān)性載荷圖，圖中的兩個(gè)橢圓，分別表示50%和100%的方差貢獻(xiàn)率。傳感器ZA、BB、BA、GA、HA、CA和感官屬性澀、甜味位于兩個(gè)橢圓之間，說(shuō)明該模型可以對(duì)這些變量具有更好的解釋能力。由圖4可知，傳感器ZZ與澀、苦味的相關(guān)性較好，傳感器JB與酸味相關(guān)性較強(qiáng)，而傳感器HA、CA與甜味的相關(guān)性較好。此相關(guān)性結(jié)果與圖3 PCA的相關(guān)性結(jié)果相符合。

圖4 感官分析結(jié)果與傳感器相關(guān)性PLSR分析圖Fig.4 PLSR plot of correlation between sensory evaluation and sensors

3 結(jié)論

5個(gè)櫻桃酒樣品的不同感官屬性（酸、甜、苦、澀）大多數(shù)具有顯著性差異；PCA分析法和DFA分析法可用于不同酒樣味覺和口感特征的模式識(shí)別分析，能將不同樣品明顯的區(qū)別開來(lái)，說(shuō)明ASTREE電子舌具有辨別這5種酒樣的能力；通過(guò)PCA、PLSR對(duì)感官屬性與傳感器的相關(guān)性分析，表明傳感器ZZ與澀、苦味的相關(guān)性較好，傳感器JB與酸味相關(guān)性較強(qiáng)，而傳感器HA、CA與甜味的相關(guān)性較好。在今后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以根據(jù)各傳感器的不同特點(diǎn)，選擇性地對(duì)傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便取得更好的分析結(jié)果，為電子舌定量預(yù)測(cè)感官屬性起到一定的理論指導(dǎo)作用。

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Study on correlation between sensory evaluation and sensors analysis of electronic tongue of cherry wines

NIU Yun-wei1，2，ZHANG Xiao-ming1，*，XIAO Zuo-bing2，SONG Shi-qing2，ZHU Jian-cai2，GU Yong-bo2
（1.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214112，China；2.School of Perfume and Aroma Technology，Shanghai Institute of Technology，Shanghai 201418，China）

TS201.2

A

1002-0306（2012）16-0105-03

2012-03-27 *通訊聯(lián)系人

牛云蔚（1981-），男，在職博士，研究方向：食品風(fēng)味化學(xué)。

“十二五”國(guó)家支撐計(jì)劃（2011BAD23B01）。