電子感官技術結合人工感官評價3種食用菌素肉排風味

優秀學者論壇

林少玲，1985年生，博士，副教授，博士生導師，兼任泰國瑪希隆大學（Mahidol University）特聘客座教授，入選“2021年度中國博士后科學基金資助者選介”、福建省“雛鷹計劃”青年拔尖人才（2023）、福建省高層次人才（C 類），現任農業農村部食用菌加工及綜合利用技術集成科研基地副主任，主要從事食品安全和加工研究。主持國家自然科學基金面上項目、國家自然科學基金青年科學基金項目、國家重點研發計劃項目子課題、中國博士后科學基金特等資助及一等資助、泰國瑪希隆大學國際合作學者資助項目等10多項，獲福建省科學技術進步獎二等獎1項、三等獎1項（排名第1），福建省食品工業協會科技進步一等獎1項（排名第1），獲國家授權發明專利7件，以第一作者/通訊作者發表學術論文56篇。

摘 要：為明確食用菌素肉排氣味及滋味的組成成分及差異性，促進食用菌素食食品的科學開發，采用電子鼻、電子舌和人工感官評價對3種食用菌（猴頭菇、海鮮菇、香菇）素肉排風味進行分析。結果表明：3種食用菌素肉排具有相似的風味組成，香氣成分以有機硫化物為主，短鏈烷烴、小分子氮氧化合物和醇醚醛酮類成分為輔，并且具有明顯的咸鮮味和較強的鮮味回味；電子鼻、電子舌主成分分析總方差貢獻均高于99%，可顯著區分3種食用菌素肉排；電子鼻和電子舌整體風味分析與人工感官評價一致，海鮮菇素肉排整體風味最佳，香菇素肉排次之，猴頭菇素肉排較差。綜上，電子感官技術結合傳統人工感官評價方式可用于食用菌素肉排風味鑒定。

關鍵詞：食用菌素肉排；風味分析；電子鼻；電子舌；感官評價

中圖分類號：TS219" 文獻標志碼：A" 文章編號：0253?2301（2024）03?0001?07

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.03.001

Flavor Analysis of Three Kinds of Edible Fungus Plant Steaks by Electronic Sensory Technology Combined with Artificial Sensory Evaluation

ZHOU A-rong1，2 ， JIE Xiao-ling1 ， YANG Yang2 ， HU Jia-miao2 ， LIN Shao-ling2*

（1. Fujian Institute of Microbiology， Fuzhou， Fujian 350007， China;2. College of Food Science， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002， China）

Abstract： In order to clarify the composition and difference of odor and taste of edible fungus plant steak， and promote the scientific development of edible fungus vegetarian food， the flavor of three kinds of edible fungus plant steak （Hericium erinaceus， Hypsizygus marmoreus， Lentinula edodes） was analyzed by using the electronic nose， electronic tongue and artificial sensory evaluation. The results showed that： the three kinds of edible fungus plant steaks had similar flavor composition. The odorous constituents were mainly organic sulfide， supplemented by the shorter train n-alkane， small molecule nitoxides and alcohol ether aldehydes and ketones， with obvious salty umami taste and relatively strong umami aftertaste. The total variance contribution of the principal component analysis of electronic nose and electronic tongue was higher than 99%， which could significantly distinguish the three kinds of edible fungus plant steaks. The whole flavor analysis of the electronic nose and electronic tongue was consistent with the artificial sensory evaluation. The Hypsizygus marmoreus plant steak had the best whole flavor， followed by the Lentinula edodes plant steak，while the Hericium erinaceus plant steak had a poor flavor. In summary， the electronic sensory technology combined with the traditional artificial sensory evaluation method could be used for the flavor identification of edible fungus plant steak.

Key words： Edible fungus plant steak；Flavor analysis ；Electronic nose；Electronic tongue；Sensory evaluation

我國素食文化歷史悠久，隨著近幾年素食風潮逐漸興起，素肉因其口感風味形似肉類，具有高蛋白、低脂等特點，廣受消費者喜愛。食用菌種植和食用歷史悠久，種類繁多、味道鮮美，具有高蛋白、低脂肪等特點[1]。此外食用菌還富含多種礦物元素、氨基酸、多糖及纖維素等，具有提高免疫力、調節胃腸道、保護心血管、抗菌、抗癌、抗腫瘤等功效，是常見的素肉原輔料之一[2?3]。目前，以食用菌為基料進行精深加工開發的素食產品具有較大研究前景，已有研究學者以香菇柄、猴頭菇和竹蓀等食用菌為原料制成口感酥脆、風味濃郁的食用菌素肉[4?6]。

電子鼻（ e-nose ）作為一種基于傳感器微陣列的氣味檢測技術，可模擬人類嗅覺對氣味的不同感知，具有檢測成本低、速度快、操作簡單等優點，已應用于醫療、環境監測、食品等領域[7?8]；電子舌（ e- tongue）利用多種傳感器模擬人類味覺系統檢測樣品物理、生化特性并轉換為電信號進行分析，主要應用于食品品質評價、醫學研究、安全評估等領域，具有低成本、穩定性好、敏感度高的特點[9?10]。近年來，電子鼻電子舌聯用的電子感官技術成為食品品質風味分析的重要手段。這兩種技術的聯合使用可以更加全面地解析食用菌素肉排的風味特性，幫助生產廠家對食用菌素肉排的風味進行實時監控和評估，確保產品質量的穩定性和一致性。目前基于電子鼻和電子舌技術對食用菌素肉排風味分析的研究尚未見報道。本研究以常溫保存的猴頭菇、香菇及海鮮菇素肉排為研究對象，通過電子感官技術結合傳統人工感官評價方式對其風味進行鑒定，探究不同食用菌素肉排的風味組成，旨在為進一步推動食用菌素食食品的研發提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

猴頭菇素肉排（ CH ）、海鮮菇素肉排（ CHX ）、香菇素肉排（ CX ）3種食用菌素肉排（執行標準 Q/FZZS 0001S －2019）均由福州正昇食品有限公司提供。

電子鼻系統為 PEN3型電子鼻，德國 AIRS- ENSE 公司生產；電子舌系統為 TS-5000Z 型味覺分析系統，日本 INSENT 公司生產。

1.2 試驗方法

1.2.1 電子鼻感官檢測方法 將素肉排剪成小塊后稱取40 g 放置于燒杯中并密封，在室溫下靜置30 min 后將電子鼻進樣針頭插入燒杯中進行測定。檢測參數為：采樣時間1 s；傳感器自清洗時間80 s；傳感器歸零時間5 s；樣品準備時間為5 s；進樣流量400 mL·min?1；分析采樣時間80 s ，平行試驗3次。

1.2.2 電子舌感官檢測方法 將素肉排剪成小塊后稱取40 g 與200 mL 超純水混合，使用料理機制成勻漿后3000 r·min?1離心10 min ，取上清液待測。使用30 mmol·L?1氯化鉀和0.3 m mol·L?1酒石酸配置基準液模擬未進食時人體唾液情況，將其測試結果作為無味點，之后對樣品溶液進行測定，檢測參數為：傳感器自檢時間30 s ，20次；樣品測試時間30 s；測回味時間30 s ，每次測定結束使用清洗液對負極和正極進行徹底清潔，平行試驗3次。

1.2.3 人工感官評價 試驗在干凈、明亮、通風的環境中進行，選擇10名實驗人員進行簡單培訓后，評測前均使用純凈水清潔口腔避免味道的殘留，每種樣品重復品嘗2～3次，記錄評分情況并統計各指標評分，評分標準見表1[11]。

1.2.4 數據處理 數據采用 GraphpadPriam 8和 Origin 2019b 軟件作圖，利用電子鼻和電子舌系統自帶軟件，對不同食用菌素肉排進行主成分分析及載荷分析。

2 結果與分析

2.1 3種食用菌素肉排電子鼻試驗結果

2.1.1 食用菌素肉排對電子鼻傳感器響應分析 電子鼻傳感器可響應值的高低反映樣品在不同傳感器上的響應強度，從而確定樣品的氣味組成及主要的氣味成分，見表2。由圖1A 可知，電子鼻對3種 食用菌素肉排均有應答，海鮮菇素肉排在 W6S、 W1S 及 W1W 傳感器上與其他兩種素肉排響應值有顯著差異，尤其在 W1W 傳感器上的響應值遠大于其他傳感器，說明有機硫化物可能是食用菌素肉排的特征成分。不同種類食用菌素肉排對電子鼻其余傳感器的響應值相似，無顯著性差異。由圖1B可知，3種食用菌素肉排氣味圖譜相似，響應值最強的傳感器為 W1W，各樣品對 W2W 、W1S 、W5S及 W2S 也有不同強度的應答，在其余傳感器上的響應強度較弱，說明3種食用菌素肉排具有相似的氣味組成，其中主要氣味成分為有機硫化物、無機硫化物、短鏈烷烴、氮氧化合物和醇醚醛酮類物質。

2.1.2食用菌素肉排電子鼻主成分分析和載荷分析 主成分分析（Principal components analysis，PCA ）是一種常見的聚類分析方法[12]?；谒械臍馕吨笜藢?種樣品進行聚類分析，以橫坐標為第一主成分（ PC1）、縱坐標為第二主成分（ PC2）建立二維圖（圖2A ）。PC1貢獻值占比97.40%，PC2貢獻值占比2.60%，兩者貢獻率之和大于99%，說明這兩種主成分可以基本反映食用菌素肉排樣品的氣味檢測完整情況。由于 PC1貢獻率遠高于 PC2，則樣品間氣味差異判別以 PC1為主。當樣品橫坐標值越大時氣味越強，在橫坐標上差距越大時氣味差異越顯著。觀察 PCA 分析結果可知3種樣品無重疊且相隔較遠，說明不同食用菌素肉排在整體氣味上可明顯區分。猴頭菇素肉排 PC1及 PC2貢獻率均遠低于其他兩種，氣味較淡；海鮮菇素肉排的 PC1貢獻率遠高于其他兩種，氣味差異最為明顯，電子鼻可將其與其他兩種食用菌素肉排明顯區分。

進一步通過載荷分析（LoadingAnalysis）明確各傳感器在樣品區分中的貢獻率及起主要作用的氣味成分。當坐標點越遠離0時對氣味主成分區分的貢獻越大，由圖2B 可知，W1W 在 PC1和 PC2貢獻率均為最大，而 W2W 在 PC2也起到了較大的貢獻作用，說明 W1W 對應的有機硫化物是 PC1和 PC2最主要的氣味成分，W2W 對應的無機硫化物也對 PC2起重要貢獻。此外，傳感器 W5S 、W6S、 W1S 、W2S 也對主成分提供了一定的貢獻率。因此，3種食用菌素肉排樣品差異性氣味成分以 W1W 響應的有機硫化物物質為主。

2.2 3種食用菌素肉排電子舌試驗結果

2.2.1 食用菌素肉排對電子舌傳感器響應 使用電子舌傳感器對樣品進行味覺物質的識別，將不同食用菌素肉排各傳感器的味覺響應值進行整理分析（圖3A），繪制滋味雷達圖（圖3B）。以基準液溶液響應值作為無味點，低于無味點為無效指標。由圖3B 可知，酸味、甜味、苦味回味及澀味回味均低于無味點，因此僅對其余5個有效傳感器響應強度進行分析（圖3A）。結果表明，3種素肉排對電子舌不同傳感器的響應值有明顯差異，響應強度為豐富性（鮮味回味）＞鮮味＞咸味＞苦味＞澀味，3種食用菌素肉排滋味圖譜相似，具有類似的滋味組成。其中，3種樣品的滋味豐富性和鮮味指標響應值遠大于其余指標，豐富性是作為鮮味回味的判定指標，因此鮮味及其回味是食用菌素肉排的突出味覺指標，尤其海鮮菇素肉排在豐富性上的響應值顯著高于其他兩種。同時，咸味傳感器響應也較為明顯，苦味和澀味與其他幾種滋味相比響應較弱。從整體上看，食用菌素肉排具有明顯的鮮味及較長的鮮味持久性，有一定的咸味，略帶苦澀味但味感不明顯。

2.2.2食用菌素肉排電子舌主成分分析和載荷分析 基于所有的味覺指標平均值對3種樣品進行主成分分析（圖4A ），其中 PC1貢獻值占比82.22%， PC2貢獻值占比17.78%，兩者貢獻率之和大于 99%，說明這兩種主成分可以基本反映食用菌素肉排樣品味覺檢測的完整情況，且 PC1貢獻率遠高于 PC2，以 PC1（橫坐標）的差異為主。由圖4A 可知，3種樣品無重疊且相隔較遠，說明不同食用菌素肉排在整體滋味上可明顯區分。其中，海鮮菇素肉排的 PC1貢獻率遠大于其他兩種，說明與其余兩種食用菌素肉排滋味差異明顯，可在味覺上明顯區分；猴頭菇素肉排 PC1貢獻率略大于香菇素肉排，但仍與海鮮菇素肉排有較大差距，且 PC2貢獻率均遠小于其他兩種；而在香菇素肉排中，盡管其 PC1貢獻率低于其他兩種，但其 PC2貢獻率最高，在 PC2上與其他兩種素肉排滋味有明顯差異。

進一步通過載荷分析確定起主要作用的味覺成分。由圖4B 可知豐富性（鮮味回味）傳感器在第一主成分占據了絕大部分的貢獻率，其次是鮮味和甜味，且由于第一主成分貢獻率遠大于第二主成分，可判斷豐富性是區分3種食用菌素肉排的主要味覺成分。而在第二主成分中，貢獻率最大的是苦味傳感器，其次苦味回味、咸味及澀味也起到了較大的貢獻作用。由圖3B 可知，甜味、苦味回味為無效指標不做討論，因此3種食用菌素肉排在味覺上的差異主要體現在豐富性上，并且在苦味、咸味、鮮味及澀味上也具有一定的差異性。

2.3 3種食用菌素肉排人工感官評價結果

由圖5A 可知，在咸味和質地評價中，3種食用菌素肉排評分無顯著差異，咸淡較為適中，質地軟硬合適無明顯顆粒感；在滋味和鮮味評價中，海鮮菇素肉排評分顯著高于猴頭菇素肉排，海鮮菇素肉排滋味更為適宜，具有明顯的鮮味；在異味和色澤評價中，海鮮菇素肉排明顯優于其他兩種，無明顯苦澀味且色澤適宜；在香氣評價中，海鮮菇和香菇素肉排的香氣均顯著強于猴頭菇素肉排。

結合人工感官評價雷達圖（圖5B）分析樣品整體感官評分情況。海鮮菇素肉排整體感官評分優于其他兩種，所有指標平均分值均在7～10分，整體風味最佳，香氣濃郁，具有適宜的咸鮮味，口感軟硬適中，色澤誘人；其次為香菇素肉排，香氣較強，與海鮮菇素肉排不相上下，在質地、滋味、咸味、鮮味方面的評分略遜于海鮮菇素肉排，存在輕微苦澀味，且色澤不佳；而猴頭菇素肉排整體感官評分均低于其他樣品，各指標平均分值均低于7分，相比另外兩種食用菌素肉排整體風味較為遜色。

3 結論

人的感官是最精密、常規的風味分析系統，但人工感官評價耗時耗力且無法大規模、快速的檢測，因此在食品評估中準確快捷的電子感官技術逐漸替代人工感官評價[13]。本研究基于電子感官技術對3種食用菌素肉排氣味和滋味的差異及組成成分進行檢測與聚類分析，并結合人工感官評價對其風味進行評估。結果表明，電子鼻對3種食用菌素肉排均有應答，不同食用菌素肉排具有相似的氣味組成，PCA 聚類分析結果顯示3種素肉排有明顯差異，其中海鮮菇素肉排氣味較強且與其他兩種素肉排差異較大。3種食用菌素肉排的主要氣味組成為有機硫化物、無機硫化物芳香成分、短鏈烷烴、氮氧化合物和醇醚醛酮類物質，其中有機硫化物響應最強是最主要的差異成分。李潤等[14]報道含硫化合物是食用菌的特征揮發性風味物質，說明食用菌素肉排的關鍵氣味成分可能與食用菌本身的成分相關；電子舌檢測結果表明不同食用菌素肉排具有相似的滋味，海鮮菇素肉排滋味較強，與其他兩種素肉排形成顯著性差異。鮮味、豐富性（鮮味回味）、咸味、苦味及澀味是食用菌素肉排的有效味覺指標。其中鮮味回味是食用菌素肉排滋味區分的主要指標，這可能與食用菌富含多種游離氨基酸有關[15]。電子鼻電子舌檢驗結果均表明海鮮菇素肉排的整體氣味和滋味均優于其他兩種，而在人工感官評價中，海鮮菇素肉排整體感官風味同樣最佳，與電子感官技術分析結果一致。

綜上所述，電子感官技術確定了不同食用菌素肉排具有相似的風味成分，氣味組成上主要以有機硫化物為主，具有明顯的咸鮮味并有較強的鮮味回味，其中以海鮮菇素肉排整體風味最佳，風味分析結果與人工感官評價一致。本研究探究不同食用菌素肉排的風味組成，對食用菌休閑食品的開發具有一定的參考意義，有利于進一步豐富食用菌素食食品的種類，推動食用菌產業的發展。

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（責任編輯：林玲娜）