基于電子鼻的黑胡椒鴨胸肉調理產品品質評價

辛松林，李 誠，肖 嵐，池福敏， 付 剛，張 宇

(1.四川烹飪高等專科學校，四川 成都 610100；2.四川農業大學食品學院，四川 雅安 625014；3.成都巴國布衣餐飲發展有限公司，四川 成都 610213)

基于電子鼻的黑胡椒鴨胸肉調理產品品質評價

辛松林1，李 誠2，肖 嵐1，池福敏2， 付 剛2，張 宇3

(1.四川烹飪高等專科學校，四川 成都 610100；2.四川農業大學食品學院，四川 雅安 625014；3.成都巴國布衣餐飲發展有限公司，四川 成都 610213)

利用電子鼻檢測黑胡椒鴨胸肉調理產品在貯藏期的品質變化，并結合感官指標、微生物指標和揮發性鹽基氮指標，對檢測結果進行比較分析。結果表明：微生物指標和揮發性鹽基氮指標并不能準確反映樣品的品質，電子鼻對已經發生輕微氣味改變的樣品具有非常高的辨識度，可以作為一種快速、有效的檢測手段應用于肉制品的品質鑒別和評判。

黑胡椒鴨胸肉；調理產品；電子鼻；品質評價

黑胡椒風味產品是西餐中非常受消費者歡迎的味型，黑胡椒作為主要調味料具有去腥、提香、抑制異味、解膩等作用，是西餐中特別是西式肉制品加工中非常重要的一種原料。黑胡椒鴨胸肉調理產品是以鴨胸肉為主要原料，經過整形、調味、腌制，經包裝在冷藏(0～4℃)或常溫條件下貯存、運輸、銷售，消費者購買該產品后可直接進行熱加工后食用，因此該產品具有方便快捷、免洗、免切、免調理等特點，在中高端的消費群體中將會有良好的市場前景[1]。電子鼻是利用氣體傳感器陣列的響應曲線來識別氣味的電子系統，目前電子鼻作為一種快速、有效的檢測方法已經用于蛋品、罐頭食品、海產品、肉品等食品原料的品質檢測[2-4]。黑胡椒鴨胸肉調理產品未經殺菌，因此貨架期較短，在貯藏、運輸和銷售等環節受到一定的局限，也在一定程度上制約了我國生鮮調理產品的發展。本實驗通過添加復合保鮮劑對黑胡椒鴨胸肉調理產品進行保鮮，并通過對照組和實驗組的品質變化，并利用感官指標、電子鼻分析、微生物指標和揮發性鹽基氮指標對不同樣品進行比較分析，從而為監控禽類調理產品品質變化提供技術依據[5]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑胡椒鴨胸肉生產工藝流程：原料→修整→腌制料配制→滾揉→腌制→分裝→檢驗→成品。

腌制料配方：鴨胸50kg、調和油7kg、大蒜粉1kg、食鹽0.5kg、黑胡椒碎1kg、百靈615(復合磷酸鹽)0.06kg、雞粉0.75kg、白胡椒粉0.25kg，合計60.56kg。

選取乳酸鈉、乳酸鏈球菌素(Nisin)、竹葉提取物、納他霉素等天然保鮮劑用于黑胡椒鴨胸的保鮮研究，通過前期實驗，經過比較和篩選，確定乳酸鈉3.0%、Nisin 0.05%、竹葉提取物0.02%為復合保鮮劑配方。

實驗中所使用的Alpha M.O.S公司生產的FOX 4000型電子鼻檢測系統共有18個金屬氧化物傳感器，分布于電子鼻分析主機中檢測室(detector chamber)中的3個傳感器室(sensor chamber)。每個傳感器室中分布6個不同的傳感器[6]。

1.2 方法

1.2.1 感官指標測定

參照GB 16869—2005《鮮、凍禽產品》，由5名烹飪專業人員對實驗對象的品質(色澤、氣味、質地)進行感官評價[6]。

色澤(滿分10分)：紅潤，有光澤；氣味(滿分10分)：具有禽類特征氣味，無異味；質地(滿分10分)：光滑、富有彈性。感官評分為上述3項指標分值的平均數。

1.2.2 電子鼻數據采集與分析

將未添加保鮮劑的黑胡椒鴨胸作為對照組，添加了復合保鮮劑的黑胡椒鴨胸作為實驗組，樣品制備時，將每組樣品剁成碎粒，稱取1.0g置于10mL頂空瓶中，每個樣品制備4個，加蓋密封，40℃條件下預熱2min后進行檢測。

樣品數據通過Alpha Soft 11.0軟件進行統計分析，根據原始數據計算得出雷達圖，再經過對數據進行多變量統計分析(multivariate statistics analysis，MSA)，利用主成分分析(principal component analysis，PCA)獲取不同樣品氣味在貯藏過程中的變化信息。

1.2.3 菌落總數測定

單因素試驗分別于第0、3、6、9、12、15、18、21天進行，三因素二次回歸正交旋轉組合設計試驗在第9天進行[7]，各組取兩塊胸肌肉測定菌落總數指標。測定方法參照GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗：菌落總數測定》[8]，并根據GB 16869—2005《鮮、凍禽產品》[9]，以菌落總數大于等于1×106(CFU/g)作為生鮮調理鴨胸肉腐敗變質的參考指標。實驗數據采用SAS軟件(9.1版本)進行分析。

1.2.4 揮發性鹽基氮測定

參照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛生標準的分析方法》中4.1節規定的方法進行測定，并根據GB 16869—2005，揮發性鹽基氮應符合小于等于15mg/100g[9]。

2 結果與分析

2.1 感官指標評價

表1 感官指標評價表Table 1 Sensory evaluation results

由表1可知，在感官指標評價過程中，對照組和實驗組的色澤、氣味、質地等感官指標都是隨著貯藏時間的變化而逐漸降低，其中對照組在貯藏3d后品質下降較快，在9d時出現輕微不快味，無法食用。實驗組品質變化相對于對照組較為緩慢，在第9天后品質變化較快，當貯藏超過12d時，品質迅速降低，在15d時已產生腐敗味無法食用。可以看出對照組和實驗組在進行感官評價時有顯著的差異。

2.2 電子鼻檢測

圖1 對照組(a)和實驗組(b)黑胡椒鴨胸貯藏過程中的氣味變化雷達圖Fig.1 Radar chart of black pepper duck breast in the control group and experimental group during storage

雷達圖是將電子鼻中18個傳感器平均分布在圓周上，將各個傳感器對氣味的響應強度數值依次連接，形成類似于雷達的一種表示方式。優點是可以直觀發現不同樣品在某個傳感器上的差異性。電子鼻主要利用傳感器對氣味的捕獲進行分析評價，從圖1可以看出，在貯藏過程中，每組樣品在同一傳感器下的響應強度有較明顯的區別，同一樣品在不同傳感器的響應強度也有較大區別。由于每個傳感器對氣味的敏感程度各不相同，為了比較不同樣品間電子鼻評價結果，應選擇對實驗樣品氣味敏感度較高的傳感器，比較貯藏過程中不同樣品間的響應強度的變化趨勢。分別計算18個傳感器在貯藏周期響應強度值的標準偏差，可得到對照組標準偏差值較大的3個傳感器分別是PA/2、P30/1、T30/1；實驗組標準偏差值較大的3個傳感器分別是PA/2、P30/1、LY2/LG。因此選取標準偏差最大的PA/2傳感器作為不同樣品響應強度比較的傳感器。

圖2 貯藏過程中黑胡椒鴨胸在PA/2傳感器下的響應強度變化曲線Fig.2 Response of sensor PA/2 for black pepper duck breast during storage

從圖2可以看出，實驗組在0d時PA/2傳感器的響應強度高于對照組，這可能與實驗組所使用的保鮮劑中的某些揮發性成分有關，但保鮮劑中的微弱氣味對感官指標的影響很小，從感官指標評價表中也可以得到驗證。在3d時，實驗組的氣味響應強度顯著下降，在6d時有小幅波動，并在9d時達到響應強度平均值的最低點，超過15d時響應強度出現顯著升高。對照組在9d內的氣味響應強度都較平穩，超過9d后響應強度出來顯著的升高，說明此時的氣味有明顯變化。

2.3 黑胡椒鴨胸統計學分析

圖3 對照組(a)和實驗組(b)黑胡椒鴨胸的PCAFig.3 PCA plots of black pepper duck breast in the control group and experiment group

PCA可以從多元變量中解析出最主要的、對結果影響的貢獻率最大的因子，從而觀察和比較不同樣品的主成分分析值在空間的分布差異[10]。從圖3可以看出，主成分1的貢獻率達到97.406%，可以反映樣品信息。實驗組的PCA主成分的貢獻率為86.275%，主成分2貢獻率為11.58%，二者之和為97.855%，也可以反映樣品信息。每個樣品的3個重復點聚集性較好，對照組中的5～7號樣品的坐標點有較明顯的區分，而1～4號樣品的坐標點較為集中；從實驗組的PCA可知，1、7號樣品有較明顯的區分，3、6號樣品可以進行區分，而2～5號樣品則較為集中。因此，對照組的樣品可以進行有效的辨識，而且結果與感官評價接近，而實驗組可能由于添加保鮮劑的原因導致1號樣品和2、3、4號樣品間出現了明顯的偏離，與感官評價結果并不一致[11-12]。

2.4 微生物指標分析

圖4 黑胡椒鴨胸在貯藏過程中的微生物變化Fig.4 Total bacterial count change of black pepper duck breast during storage

從圖4可以看出，對照組中微生物指標在第9天菌落總數就已經超過1×106CFU/g，而實驗組菌落總數先下降，在第9天后迅速升高，在第21天菌落總數超過1×106CFU/g。結合感官評價指標，實驗組在第15天時已出現輕微腐敗味，超過15d后，盡管菌落總數并未超標，但實驗對象已經失去了食用價值[13]。

2.5 揮發性鹽基氮檢測

圖5 貯藏過程中揮發性鹽基氮的變化Fig.5 TVB-N change of black pepper duck breast during storage

從圖5可以看出，揮發性鹽基氮在貯藏期的前6d上升很快，之后的變化相對比較趨緩，按TVB-N值為15mg/100g的標準進行判斷，在貯藏3d后就超過這一指標，但觀察第0天的TVB-N值為10mg/100g，經分析可能由于具有刺激性的香辛料對揮發性鹽基氮的測定產生一定干擾所致。

3 討論與結論

利用電子鼻對黑胡椒鴨胸肉調理產品進行評價，并結合官指標、微生物指標和揮發性鹽基氮指標進行分析，發現電子鼻與感官評價結果比較接近，能夠較好地反映出不同樣品在貯藏期間的品質變化，并且能夠有效區分對照組中品質出現異常的樣品，而對于實驗組，1號樣品的區分出現了誤差，而該組其他樣品可以正常反映感官品質的變化，經分析，可能與實驗組所使用的保鮮劑有關，實驗中所使用的保鮮劑氣味非常微弱，在加入到混有香辛料的黑胡椒鴨胸產品中并未影響其感官評價結果，電子鼻可能對復合保鮮劑的揮發性較為敏感，因此實驗組1號樣品出現了較大的誤差。將微生物檢測指標和電子鼻指標及感官指標相比較，可以發現實驗組在第21天時菌落總數超過國家標準，但是實驗組在第12天時就出現了腐敗味。通過揮發性鹽基氮的檢測發現，在第6天時對照樣品和實驗樣品的揮發性鹽基氮就已經超過了15mg/100g，不符合鮮、凍禽產品的國家標準，而該樣品的微生物指標、感官指標以及電子鼻檢測的結果均在正常范圍內(未超標)。經分析，造成這種結果的原因可能由于單一檢測方法尚存在一定的“盲區”，無法全面的評價樣品品質，另外一個重要原因，由于黑胡椒鴨胸在調味和腌制時使用了具有刺激性氣味的香辛料，有可能引入的外源物質對揮發性鹽基氮的檢測產生一定的影響。黑胡椒鴨胸中所使用的調味品是否對揮發性鹽基氮的檢測產生干擾，其影響程度有多大，有待于在今后的實驗中進一步研究[7,14-15]。

通過實驗結果可以看出，盡管都是參照國家標準對實驗樣品分別進行微生物和揮發性鹽基氮的檢測，但同一樣品的評價結果卻完全不同。實驗中發現電子鼻檢測的結果和感官評定結果較為接近，特別是對已經發生輕微氣味改變的樣品具有非常高的辨識度，因此電子鼻可以作為一種快速、有效的檢測手段應用于肉制品的品質鑒別和評判。此外，綜合運用多種評價方法，有助于全面而準確的判斷實驗對象的品質。

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Quality Evaluation of Black Pepper Duck Breast by Electric Nose

XIN Song-lin1，LI Cheng2，XIAO Lan1，CHI Fu-min2，FU Gang2，ZHANG Yu3
(1. Sichuan Higher Institute of Cuisine, Chengdu 610100, China；2. College of Food Science, Sichuan Agricultural University,Ya’an 625014, China；3. Chengdu Baguo Buyi Restaurant Development Co. Ltd., Chengdu 610213, China)

An electric nose was used to evaluate the quality of black pepper duck breast during storage. The sensory index,microbial parameters and TVB-N of black pepper duck breast were analyzed. The results showed that microbial parameters and TVB-N could not accurately reflect the quality of a sample. However, slight odor change could be sensitively identified by electric nose so that it can be used to identify and judge the quality of meat products as a fast, effective detection strategy.

black pepper duck breast；prepared meat products；electric nose；quality evaluation

TS251.5

A

1002-6630(2012)08-0191-04

2011-03-10

肉類加工四川省重點實驗室科研項目(10R06)；四川省科技支撐計劃項目(2010NZ0044)；四川省教育廳青年基金項目(09ZB057)

辛松林(1981—)，男，助理研究員，碩士，主要從事川菜產業化研究。E-mail：thonny007@qq.com