現代分析儀器在中餐烹飪研究中的應用

邱雅楠，張宇晴，朱晗瑀，孔維嘉，郝燁梁，劉樹萍

(哈爾濱商業大學旅游烹飪學院，哈爾濱 150076)

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現代分析儀器在中餐烹飪研究中的應用

邱雅楠，張宇晴，朱晗瑀，孔維嘉，郝燁梁，劉樹萍

(哈爾濱商業大學旅游烹飪學院，哈爾濱 150076)

現代儀器分析法是一項發展迅速、應用廣泛的食品分析技術。本文主要介紹了現代儀器分析技術包括質構儀、電子鼻、電子舌、氣質聯機、液質聯機和近紅外光譜等在中餐烹飪中的應用。

現代分析儀器；中餐烹飪；研究；應用

目前，中餐烹飪菜肴主要依賴于感官評價的方法來評價菜肴的品質。感官評價是以人的視覺、嗅覺、觸覺、味覺和聽覺為基礎，用科學實驗和統計方法來喚起、測量、分析和解釋食品感官特征的一種科學的評價方法。但是，由于感官評價是以人的五感為基礎的評價方法，評價人員具有主觀的思想，并且每位評價人員的生活習慣和口味嗜好都不盡相同，因此會對實驗結果產生一定的影響，從而導致實驗結果出現可靠性差、重復性差、不穩定性、隨機性強的問題。近年來，現代分析儀器廣泛應用到中餐烹飪菜肴的研究中。

1 現代分析儀器的優勢

儀器分析是以物質的物理或化學性質作為基礎的分析方法，它的顯著特征是以儀器作為分析測量的主要手段，是人類五官感觸的延伸，人類利用光、電和磁的物理特性通過物理和化學手段將微小的物理量放大，來獲取物質的物理化學組成及物理化學結構。通過對傳統理化分析與現代儀器分析的對比，可以發現儀器分析相對于理化分析有其獨特的優點，如超微量檢測、操作時間短、盡量避免了人為誤差等。

2 現代分析儀器在中餐烹飪研究中的應用

目前，現代儀器分析技術是利用各種大型精密儀器對產品的理化性質作出分析，如質構儀、電子鼻、電子舌、氣相色譜儀、液相色譜儀、近紅外光譜等多項手段對食品進行質構的檢測及質量的監測。在中餐烹飪研究中，原料的使用量、質量安全、調料的種類選擇等多方面都需要分析儀器進行定量檢測，再結合感官評價將傳統中式菜肴的味道進行現代標準化，以此滿足大眾消費需求。

2.1 質構儀

2.1.1 質構儀的原理

硬度、膠黏性、脆性、彈性等這類食品的質地，是評價食品品質的重要因素。質構儀是模擬人的觸覺對物理特征進行分析檢測的儀器，質構儀主機的機械臂與探頭銜接處有一個力學感應器，能感應探頭對標本的作用力并將這種力學信號傳輸給電腦，在應用軟件處理下，將力學信號轉變為數字和圖形在顯示器上顯現，更直接迅速記錄標本的受力情況。該測試能靈敏準確地反映與力學特性有關的食品質地特性并可量化處理結果，避免人為因素對食品品質評價結果的主干擾。

2.1.2 質構儀在中餐烹飪中的應用

質構儀廣泛應用于食品企業、質檢機構、實驗室等部門的食品品質評價、物性分析、感官評價方面。由于其豐富的功能、較高的檢測準確度、穩定的性能等優點，應用于肉類、面食、果蔬等食品的物性學分析。

采用質構分析方法評價樣品時，根據測試條件的規定、質構圖譜的表現模式以及食品樣品本身特性和實驗者的實際需求來選擇。劉興余等[1]為了比較感官測評和兩種儀器測定方法之間的區別和聯系性以熟肉為研究對象，研究表明:剪切力、硬度和黏聚性與感官評定的嫩度多汁性、硬度和彈性多汁性分別呈顯著聯系性。通過建立儀器分析與感官評定間的數學量化模型，顯示了質構剖面分析更能全面預測豬肉感官品質。陳磊等[2]為了分析儀器質構性狀和豬肉感官性狀間的聯系，利用儀器質構測定指標并建立感官性狀的預測模型，結果表明:大部分儀器測定指標均與感官評定值表現出極其明顯的相關關系。Larsen等[3]以新西蘭大鱗大馬哈魚為研究對象采用不同烹調熟化方式對其硬度、黏附性、咀嚼性等幾種質構指標的影響進行測定并分析了主成分，結果顯示:油炸大馬哈魚肉硬度最高、咀嚼性最好、最終加熱溫度對黏附性影響不大；微波和烤制的大馬哈魚肉咀嚼性幾乎沒有差別；熱炒和油炸的大馬哈魚肉彈性較好。

2.2 電子鼻與電子舌在中餐烹飪中的應用

2.2.1 電子鼻的原理與應用

電子鼻是一種由氣敏傳感器陣列、模式識別系統、信號處理系統三大部分組成，能夠模擬動物的嗅覺來感知和識別單一及復雜的氣味，從而對氣味進行檢測的智能系統。電子鼻在進行檢測工作時，利用氣敏傳感器陣列的響應圖案來識別氣味，樣品的氣味分子被氣敏傳感器吸附會產生信號，生成的信號被傳送到信號處理系統進行處理和加工之后，會產生不同的響應曲線，最終由模式識別系統對結果做出綜合的判斷而得出結論。人工神經網絡和統計模式識別是電子鼻最常用的信號處理方法，如:主成分分析、判別分析、最小二乘回歸法等。

近年來，電子鼻技術在食品中的應用領域集中在肉制品、煙酒業、果蔬、茶葉幾大類，在肉制品領域的研究非?；钴S。電子鼻是一種有效的通過分析肉制品中揮發性物質來達到檢測目的的肉類菜肴檢測電子系統?？惸萚4]利用電子鼻和GC-MS對4種不同烹飪方式加工后的熟魚肉進行分析，結果顯示:4種烹飪加工處理后的熟魚肉風味彼此分離，清蒸魚肉與水煮魚肉的距離相對較近但二者互不重疊，證明了電子鼻用于魚肉風味檢測中的準確性。王宇璇[5]利用電子鼻研究雞肉產品風味的開發，通過電子鼻的分析結果發現，蒜粉、洋蔥粉對烤雞氣味產生的氣味指紋圖譜較為相似，黑胡椒粉、辣椒粉對烤雞氣味產生的氣味指紋圖譜影響也較為相似，因此蒜粉與洋蔥粉，黑胡椒粉與辣椒粉在一定程度上可以相互替代。辛松林等[6]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，結果表明:電子鼻對于具有輕微氣味的樣品有著非常高的辨識度，可以作為一種高效的檢測工具應用于肉制品的品質鑒別和評價。

2.2.2 電子舌的原理與應用

電子舌是一種模仿人體味覺機理研制出來的利用傳感陣列對被測液體試樣做出響應并輸出信號，信號經計算機系統進行數據處理和模式識別后，得到反映樣品味覺特征結果的一類新型分析測試設備。電子舌技術現已被廣泛用于食品、醫藥、環境監測等領域。

電子舌在中餐烹飪中主要應用于監控菜肴處理過程、研究原料新鮮度和貨架壽命、控制摻假識別、成分識別、定量分析和其他質量。在肉及肉類產品質量測定中也有著較廣泛的應用，如:肉類新鮮度檢測、品種辨別和肉類衛生質量安全等方面。吳浩等[7]利用電子舌分析了如何對魚糜種類進行區分，發現電子舌可以把淡水魚糜和海水魚糜區分開且可以區分兩種海水魚糜，但無法區分三種淡水魚糜。電子舌可以廣泛應用于肉類原料新鮮度的區分，韓劍眾[8]等課題組對此進行了深入研究。經研究發現，電子舌通過對金華豬以及被宰后豬肉的不同部位來加以區分，用兩種不同儲藏條件下同儲藏時間的肉品質特性來進行肉類新鮮度的檢測。王鵬等[9]利用電子舌對同品種不同部位(胸肉和腿肉)煮制雞肉的研究結果表明，多頻脈沖電子舌能很好辨識同品種不同部位煮制雞肉的差異。

2.2.3 電子鼻與電子舌的聯用

自電子鼻和電子舌作為新興的檢測手段出現以來，傳統的檢測手段已經逐漸被取代。鑒于電子鼻與電子舌在檢測中優越的性能，它們已經被廣泛應用于醫學、食品工業、農業和環境保護等多個領域。田曉靜[10]展開了對電子鼻和電子舌技術在羊肉品質檢測中的應用研究。運用電子鼻、電子舌系統檢測和識別了豬肉、雞肉、凍融不同次數的羊肉及混入豬肉、雞肉的摻假羊肉糜樣品，達成了電子鼻、電子舌及電子鼻和電子舌聯用信號對不同種類樣品區分和識別的目的，創建了羊肉凍融次數和羊肉糜中混入豬肉、雞肉含量的有效預測模式。區分五種魚糜[11]可以利用電子鼻和電子舌系統的使用結合感官評價進行鑒別，電子鼻、電子舌以及感官評價均能把淡水魚糜和海水魚糜區分開，并且可以區分兩種海水魚糜。

2.3 氣相色譜-質譜的應用

氣相色譜是英國科學家在1952年創立的經典分析方法，是色譜儀器專業化的先驅。質譜方法被認為是同時具有高特異性和高靈敏度被廣泛應用的一種普遍又適宜的分析方法。借助氣相色譜較強的分離能力與質譜儀鑒定物質的能力相結合，組成氣相色譜-質譜聯用儀，可以在中餐烹飪方面得到廣泛應用。

呂玉，史智佳等[12]通過氣相色譜-嗅聞-質譜聯用的方法對熟牦牛肉的揮發性風味物質進行檢測分析，結果檢測出多種化合物。通過嗅聞儀檢測表明：4種化合物具有強烈的刺激性氣味，對牦牛肉腥膻味的形成有較大影響。王震等[13]建立了利用氣相色譜-質譜法來檢測腌制肉類食品中多種脂肪酸的方法，這種方法應用起來具有快速、準確度高、靈敏性強的優點，檢測中實際樣品檢出值相對標準偏差較低屬于合理范圍內，由此說明，腌制肉類食品中的多種脂肪酸可以用該方法檢測。

2.4 液相色譜-質譜的應用

液相色譜-質譜聯用儀，簡稱LC-MS，是一種分離及分析復雜有機混合物的有效工具。液相色譜對樣品的熱穩定性進行分離分析且不受沸點的影響。它將液相色譜儀有效隔離熱不穩定性和高沸點化合物的分離能力與質譜儀很強的識別能力有效地結合在一起，具有較強靈敏度、定量的精度和強大分辨率等優點的液相色譜-質譜聯用技術在中餐烹飪領域被廣泛利用。

徐飛等[14]應用超快速液相色譜-串聯質譜法技術，結合儀器測量與數據統計建立肉類中8種β-受體激動劑的檢測方法，這種方法回收率和精密度都符合檢測的要求，對肉類中β-受體激動劑的監測工作有著重要意義。汪輝等[15]建立了高效液相色譜-串聯質譜測定加工肉制品中萊克多巴胺及克倫特羅含量的方法。將兩種最常見的預處理方法進行了對比，色譜、質譜分析條件和預處理方法進行了優化，同時研究了加工方式對萊克多巴胺和克倫特羅含量的影響。林珍珍等[16]建立了 UPLC-MS/MS法同時測定肉制品中非法添加酸性工業染料的方法，對于肉類產品中這種物質的風險監測研究提供了可靠的檢測手段。

2.5 近紅外光譜的應用

近紅外光譜技術是1970年以來發展起來的一種分析技術，由于振動能級不同，化學鍵具有不同的頻率，振動頻率可以和特定的鍵型聯系起來，通過得到的復雜光譜來判斷和堅定化合物，廣泛用于有機化合物的檢測和結構分析。近紅外光譜技術通過對不同光譜的吸收實現物質的定性和定量分析，利用數據統計方法建立近紅外光譜數據與校正模型樣本的測量值。近紅外光譜法和傳統分析樣品方法進行比較，近紅外光譜法有許多優點，主要為分析速度快、低成本、測試再現性較好、無污染等，而且可以對大量的肉類進行評估[17]，在肉類產業上有一定的應用潛力。

近幾年來，近紅外光譜技術在肉類化學成分的檢測方面以肉類的粗蛋白、肌紅蛋白、灰分、肌紅蛋白和膠原蛋白等作為主要檢測內容。通過對牛肉、羊肉[18]家禽肉以及豬肉香腸[19-20]主要化學成分的檢測發現近紅外光譜具有較高的效率，已經被很多研究所證明。雖然在近紅外光譜的檢測過程中會存在一定誤差，但是經過對大量實驗結果進行分析，近紅外光譜的檢測成功率相對較高。Meullenet 等[21]發現，使用近紅外光譜檢測家禽肉中的WBSF獲得良好的效果，因此，用于大面積掃描的樣本可以降低采樣誤差，還可以改善近紅外光譜技術樣本肉樣嫩度的檢測精度。

3 應用中存在的問題和發展前景

3.1 現代分析儀器應用中存在的問題

目前，現代分析儀器大都是從國外引進的先進設備，然而中餐烹飪菜肴不同于西餐，在使用方面對中餐食物的形狀和結構針對性不是很強。有些現代分析儀器具有一定的選擇性和限制性，導致在針對中餐烹飪的測定時會產生一定的局限性。電子舌不能用來檢測所有物質，然而中餐烹飪的菜肴物質構成豐富，這就造成了一定的局限性。此外，現代分析儀器的使用步驟煩瑣，實驗難度大。氣相色譜-質譜聯用和液相色譜-質譜聯用的檢測方法檢測周期長，所得的氣味圖譜與人的嗅覺系統很難做出系統化和科學化的對比。分析儀器在中餐烹飪中的具體實踐很少，大多是在食品安全以及食品科學方面的應用，還不夠成熟，無法形成現代分析儀器在中餐烹飪中的應用體系。目前還缺少既掌握現代分析儀器技術又掌握中餐烹飪學的人才，而現代分析儀器由于普遍從國外引進價格十分昂貴。

3.2 現代分析儀器應用的發展前景

隨著現代社會的快速發展，耗費時間的中餐烹飪并不適合快節奏的現代生活。因此，研究如何使中餐烹飪實現標準化和產業化成為了一種發展趨勢，也是現代中餐烹飪發展的需要。一般是通過感官評價的方法來評價菜肴的風味及品質，但是感官評價受人為因素影響較大，有著隨機性強、重復性差等諸多缺陷。質構儀、電子鼻和電子舌等現代分析儀器具有靈敏度高、分析速度快、相對誤差小等優點，具有一定的先進性，只要將現代分析儀器的運行機制與被檢測樣品的測試需求條件結合，就會在一定誤差范圍內得到較為準確的檢測結果。近幾年來，現代分析儀器技術發展速度加快，更多的研究人員學習并且加以應用，較多的現代分析儀器應用于中餐烹飪研究中?？偟貋碚f，現代分析儀器在中餐烹飪的發展進程中有著不可缺少的作用以及廣闊的發展前景。

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Application of modern analytical instrument in research of Chinese cuisine

QIU Ya-nan,ZHANG Yu-qing,ZHU Han-yu,KONG Wei-jia,HAO Ye-liang,LIU Shu-ping

(College of Tourism and Cuisine,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China)

Modern instrumental analysis method is a food analysis technology with raprid development and extensive application. The thesis mainly introduces the application of modern instrumental analysis,which includes the application of texture analyzer,electric nose,electric tongue,gas chromatographic-mass spectrometry,liquid chromatographic-mass spectrometry and near infrared spectroscopy in Chinese cuisine.

Modern analytical instrument; Chinese cuisine; Research; Application

2017-01-27

項目：2016年大學生創新創業訓練計劃項目(201610240055)；黑龍江省普通本科高等學校青年創新人才培養計劃(UNPYSCT-2016053)；黑龍江省教育廳科學技術研究項目(12541212)；2016年哈爾濱商業大學青年創新人才支持項目(2016QN059)

邱雅楠(1996-)，女，學士。

作者簡介：劉樹萍(1982-)，女，博士，講師，e-mail:liusp201@163.com。

TS207

A

1674-8646(2017)06-0110-04