基于主成分分析法的羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

王振東，王彥清，周瑞錚，周惠健，葛慶豐，吳滿(mǎn)剛，周曉燕，于 海,3,*

（1.揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；2.揚(yáng)州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；3.江蘇省淮揚(yáng)菜產(chǎn)業(yè)化工程中心，江蘇 揚(yáng)州 225127）

基于主成分分析法的羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

王振東1，王彥清1，周瑞錚1，周惠健1，葛慶豐1，吳滿(mǎn)剛1，周曉燕2,3，于 海1,3,*

（1.揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；2.揚(yáng)州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；3.江蘇省淮揚(yáng)菜產(chǎn)業(yè)化工程中心，江蘇 揚(yáng)州 225127）

為評(píng)價(jià)不同羊肉之間特征性風(fēng)味強(qiáng)度的差異，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定15 份羊肉樣品中的游離脂肪酸組成與含量，并對(duì)其進(jìn)行主成分分析構(gòu)建羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型。結(jié)果表明：主成分分析法得出的第1～3主成分貢獻(xiàn)率分別為56.654%、17.476%、14.287%，這3 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為88.417%，能夠較好地反映原始數(shù)據(jù)的信息，可代表游離脂肪酸的大部分信息。將該模型特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果與傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)為0.939，說(shuō)明兩者具有很好的一致性。因此，根據(jù)主成分分析法建立的風(fēng)味評(píng)價(jià)模型具有一定的可行性，從而為羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)提供一種新方法。

羊肉；游離脂肪酸；特征性風(fēng)味；主成分分析法；評(píng)價(jià)模型

羊肉營(yíng)養(yǎng)豐富，具有低脂肪、低膽固醇、高蛋白[1]等特點(diǎn)，肉質(zhì)鮮美，老少咸宜，同時(shí)又具有滋補(bǔ)的藥用價(jià)值，是冬季上佳補(bǔ)品。但是羊肉特有的濃重風(fēng)味令很多人望而卻步，它是區(qū)別羊肉與其他肉類(lèi)的重要風(fēng)味特征，我國(guó)普遍用“膻味”來(lái)描述羊肉的這種特征性氣味。Hornstein等[2]認(rèn)為羊肉的肌肉組織提供基本的肉香風(fēng)味，而脂肪組織則是其特有風(fēng)味的主要來(lái)源。因此，形成羊肉與其他肉類(lèi)不同的特征性風(fēng)味主要在于脂肪以及脂肪溶解物，研究羊肉脂肪酸組成對(duì)特征性風(fēng)味形成的影響為科學(xué)評(píng)價(jià)羊肉質(zhì)量和風(fēng)味提供了重要的理論依據(jù)?，F(xiàn)有研究表明羊肉的特征性風(fēng)味是由多種化合物綜合作用形成的[3]，其物質(zhì)組成有游離脂肪酸、酚類(lèi)、吲哚、含硫化合物、羰基化合物，此外還包括醛類(lèi)、內(nèi)酯、萜類(lèi)、吡啶、吡嗪等一些化合物[4]。雖然造成羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度差異的因素較多，但是游離脂肪酸即致膻物質(zhì)是區(qū)別羊肉與其他肉類(lèi)風(fēng)味的關(guān)鍵物質(zhì)，對(duì)羊肉特征性風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)。Wong等[5]在研究羊肉皮下脂肪時(shí)發(fā)現(xiàn)羊肉脂肪組織的揮發(fā)性甲基支鏈脂肪酸是羊肉特征性風(fēng)味的主要來(lái)源。M ichelle等[6]通過(guò)檢測(cè)不同處理的2種羔羊脂肪組織中的游離脂肪酸，發(fā)現(xiàn)4-甲基辛酸的濃度均高于其閾值，進(jìn)一步證明揮發(fā)性支鏈脂肪酸4-甲基辛酸對(duì)羊肉的特征性風(fēng)味起主要作用。孟憲敏等[7]對(duì)山羊肉的游離脂肪酸進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)短鏈的游離脂肪酸是羊肉的致膻化合物，對(duì)羊肉的特征性風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)，主要有己酸（C6:0）、辛酸（C8:0）和癸酸（C10:0），其中癸酸是影響羊肉膻味的主要物質(zhì)，且當(dāng)己酸、辛酸和癸酸之間以特定的比例并在一定條件下結(jié)合成穩(wěn)定的絡(luò)合物或締合物時(shí)才產(chǎn)生典型的膻味。張利平等[8]在研究不同生長(zhǎng)階段肉羊的脂肪酸含量變化時(shí)，也發(fā)現(xiàn)短鏈脂肪酸（C6:0～C12:0）和硬脂酸均是引起羊肉膻味的重要物質(zhì)，李維紅等[9]的研究也有類(lèi)似的結(jié)果。薛海曉[10]在研究羊乳時(shí)發(fā)現(xiàn)C6:0～C14:0的每種游離中短鏈脂肪酸含量都會(huì)影響羊乳風(fēng)味差異。艾對(duì)等[11]在研究中發(fā)現(xiàn)游離脂肪酸是引起不同羊奶風(fēng)味差異的主要因素，其中己酸、辛酸、癸酸、肉豆蔻酸（C14:0）和棕櫚酸（C16:0）與羊奶膻味強(qiáng)度有關(guān)，對(duì)羊奶風(fēng)味有重要的貢獻(xiàn)。李林強(qiáng)等[12]在研究山羊乳和牛乳揮發(fā)性游離脂肪酸組成的差異時(shí)，發(fā)現(xiàn)癸酸可能是影響羊奶特征性風(fēng)味的主要成分。韓衛(wèi)杰[13]在研究綿羊脂肪組織時(shí)認(rèn)為4-甲基辛酸、4-甲基壬酸以及癸酸是羊肉的致膻物質(zhì)，對(duì)羊肉的特征性風(fēng)味貢獻(xiàn)最大。Sa?udo等[14]研究發(fā)現(xiàn)羊肉的特征性風(fēng)味還與C18:0和C18:3呈正相關(guān)，而與C18:2呈負(fù)相關(guān)。Crouse等[15]在研究了60余種羊的皮下脂肪酸后，認(rèn)為羊肉的特征性氣味與C18:1和C18:3有顯著的相關(guān)性，而其余的脂肪酸與羊肉的風(fēng)味沒(méi)有顯著相關(guān)性。Rhee等[16]用pH值為8.2的水對(duì)羊肉進(jìn)行漂洗實(shí)驗(yàn)，漂洗顯著減少游離脂肪酸的含量，從而使得羊肉的特征性風(fēng)味強(qiáng)度顯著減輕。M eier等[17]利用β-環(huán)糊精包埋羊奶中游離辛酸、癸酸進(jìn)而達(dá)到減輕羊肉特有的風(fēng)味，表明游離辛酸、癸酸與羊肉的特征性風(fēng)味有關(guān)。由于羊肉中脂肪含量、脂肪酸種類(lèi)及組成直接影響羊肉的質(zhì)量和風(fēng)味[18]，因此研究羊肉中游離脂肪酸的組成與含量對(duì)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度的影響具有重要意義。利用游離脂肪酸來(lái)評(píng)價(jià)羊肉的特征性風(fēng)味強(qiáng)度大小具有一定的可行性，但是游離脂肪酸組成與含量比較復(fù)雜，綜合分析起來(lái)比較困難，選擇一種方便、可行、通用的評(píng)價(jià)方法尤顯重要。

目前評(píng)價(jià)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度主要依據(jù)感官指標(biāo)，但感官評(píng)定會(huì)有主觀性強(qiáng)、誤差大等缺陷，并不是一種較優(yōu)的評(píng)價(jià)分析方法。因此，應(yīng)用儀器分析方法來(lái)評(píng)價(jià)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度具有重要的意義，但是羊肉游離脂肪酸組成和含量復(fù)雜，僅依靠一種或多種游離脂肪酸還難以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)羊肉的特征性風(fēng)味強(qiáng)度。因此必須選擇一種科學(xué)、客觀、全面的多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)游離脂肪酸指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按一定的原則尋求游離脂肪酸指標(biāo)的某種線性組合而形成新的綜合指標(biāo)，從而更加準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度。運(yùn)用主成分分析法可以根據(jù)各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的相關(guān)性和變異程度來(lái)確定權(quán)重，從而進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，減少人為確定各個(gè)指標(biāo)權(quán)重的弊端，是一種非常客觀的評(píng)價(jià)方法[19]。主成分分析法對(duì)食品的風(fēng)味進(jìn)行評(píng)價(jià)模型的研究已經(jīng)越來(lái)越多，目前應(yīng)用于火腿[20]、酒[21]、茶[22]、油[23]、羊奶[24-25]等香氣質(zhì)量評(píng)價(jià)，構(gòu)建的評(píng)價(jià)模型能夠比較客觀、準(zhǔn)確地反映香氣質(zhì)量的優(yōu)劣。本研究采用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographmass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)測(cè)定不同羊肉中對(duì)特征性風(fēng)味強(qiáng)度影響較大的游離脂肪酸組成與含量，利用主成分分析羊肉中與羊肉風(fēng)味相關(guān)的游離脂肪酸，建立羊肉游離脂肪酸與特征性風(fēng)味強(qiáng)度的相關(guān)評(píng)價(jià)模型，將感官評(píng)價(jià)法量化，提高羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，以期找到比感官評(píng)定方法更客觀的評(píng)價(jià)方法，并將之作為對(duì)感官評(píng)價(jià)法的補(bǔ)充。此外，為以后利用儀器指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)特征性風(fēng)味強(qiáng)度大小提供理論基礎(chǔ)與實(shí)踐價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

Y1、Y 2、Y 3、Y 4分別為揚(yáng)州市當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)6 月齡雄性波爾山羊的新鮮背最長(zhǎng)肌肉、肋排肉、前腿肉、后腿肉；H1、H 2、H3分別為海門(mén)市當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)的純種海門(mén)雄性6 月齡羊的羊肋排肉、前腿肉、后腿肉；NL1、NL2分別為內(nèi)蒙古草原晶鑫有限公司生產(chǎn)的6 月齡雄性小尾寒羊的冷凍羔羊肋排肉在-18 ℃條件下貯藏3、6 月，NQ1、NQ2分別為冷凍羔羊前腿肉在-18 ℃條件下貯藏3、6 月，NH1、NH2分別為冷凍羔羊后腿肉在-18 ℃條件下貯藏3、6 月；M 1、M 2分別為揚(yáng)州市當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)的沂蒙山雄性2 周歲成年黑山羊前、后腿肉。

辛炔酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品、Amberlyst-26陰離子交換樹(shù)脂美國(guó)Sigma-A ldrich公司；正己烷、氯仿、甲醇、14%三氟化硼溶液（均為分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

RE-52B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；DK-S26電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；TRACE ISQ GC-MS聯(lián)用儀 美國(guó)安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 脂肪的提取

精確稱(chēng)取5.0 g羊肉樣品，置于三角瓶中，加入40 m L三氯甲烷溶液和20 mL甲醇溶液（氯仿-甲醇（2∶1，V/V）），振蕩2 h，過(guò)濾。濾液中加入30 m L質(zhì)量濃度為1 g/100 m L的NaCl溶液，置于分液漏斗分層，取下層脂肪液40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收溶劑后得到脂肪。

1.3.2 游離脂肪酸分離與甲酯化[26]

將提取的脂肪置于具塞三角瓶中，加入20 m L丙酮-甲醇（2∶1，V/V）溶液，再加入100～200 mg A-26樹(shù)脂，以150 r/m in振搖2 h，靜置后收集溶劑（用于中性脂肪測(cè)定），用50 m L丙酮-甲醇（2∶1，V/V）溶液洗滌樹(shù)脂5 次，室溫條件下用氮?dú)饬鞔蹈蓸?shù)脂，將樹(shù)脂轉(zhuǎn)移至干試管中，用氮吹儀吹干游離脂肪酸溶液后，加入3 m L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%三氟化硼溶液，85 ℃水浴酯化20 m in，冷卻后加入1 m L飽和氯化鈉溶液、1 m L正己烷、100 μL辛炔酸甲酯內(nèi)標(biāo)溶液，振搖，靜置，收集有機(jī)相，0.22 μm有機(jī)濾膜過(guò)濾，取1 μL至進(jìn)樣瓶待分析。

1.3.3 GC-MS檢測(cè)條件

GC條件：DB-Wax色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純度氮?dú)猓?9%）；分流比10∶1，載氣流速1.0 m L/m in；進(jìn)樣口溫度250 ℃；升溫程序：50 ℃保持1m in，然后以4 ℃/m in升溫到200 ℃，保持5 m in，再以4 ℃/m in升溫到220℃，保持20 m in。

MS條件：電子電離源；發(fā)射電流200 μA；電子能量70 eV；接口溫度250 ℃；離子源溫度200 ℃；延遲時(shí)間5 m in；采集模式為全掃描；質(zhì)量掃描范圍m/z 35～450。

1.3.4 定性定量方法

定性分析：由GC-MS分析得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索與質(zhì)譜庫(kù)提供的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖以及標(biāo)準(zhǔn)品保留時(shí)間進(jìn)行定性。定量分析：根據(jù)內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量濃度、樣品中各組分的峰面積與內(nèi)標(biāo)峰面積的比值，計(jì)算樣品中各組分的含量。

1.3.5 羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度的感官評(píng)價(jià)

評(píng)定小組由15 名經(jīng)過(guò)感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)的人員組成。將羊肉絞成肉絲，沸水蒸煮10 m in，然后通過(guò)品評(píng)人員對(duì)其特征性風(fēng)味進(jìn)行感官評(píng)分。依據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：0～30 分為幾乎無(wú)羊肉特征性風(fēng)味，30～50 分為輕微羊肉特征性風(fēng)味，50～70 分為中等強(qiáng)度羊肉特征性風(fēng)味，70～90 分為明顯羊肉特征性風(fēng)味，90～100 分為強(qiáng)烈羊肉特征性風(fēng)味。

1.4 數(shù)據(jù)處理

待測(cè)樣品均進(jìn)行3 次平行測(cè)定，差異顯著性分析、主成分分析和相關(guān)性分析用SPSS 17.0版軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。其余數(shù)據(jù)采用Excel 2010版軟件統(tǒng)計(jì)分析。

表1 不同羊肉中游離脂肪酸組成與含量Table 1 Free fatty acid composition of lamb meat samples

2 結(jié)果與分析

2.1 不同羊肉中游離脂肪酸含量的測(cè)定

為了能準(zhǔn)確、客觀、合理、科學(xué)地衡量羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于羊肉特征性風(fēng)味方面的研究報(bào)道，選擇了對(duì)羊肉特征性風(fēng)味影響比較大的游離脂肪酸進(jìn)行測(cè)定，如表1所示。

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，不同羊肉樣品的絕大多數(shù)游離脂肪酸之間有顯著差異，其中C18:1所占的比例最大，其次是C16:0、C18:0、C18:2。由NL1與NL2、NQ1與NQ2、NH1與NH2可以觀察到不同貯藏時(shí)間會(huì)導(dǎo)致游離脂肪酸含量的差異變化，其中C14:0、C16:0、C18:1隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。對(duì)不同年齡羊Y 3與M 1、Y 4與M 2進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)其中長(zhǎng)鏈游離脂肪酸含量差異顯著，且隨著年齡的增加，C16:0～C18:2含量逐漸增加。對(duì)不同地方的羊肉H 2與M 1、H3與M 2進(jìn)行比較，則發(fā)現(xiàn)C6:0、C8:0、C10:0、C14:0、C16:0、C18:0、C18:2、C18:3含量差異顯著（表1），但是并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律，而莎麗娜等[27]在研究不同時(shí)期羊肌肉脂肪酸時(shí)則發(fā)現(xiàn)C10:0變化不明顯，C18:0則對(duì)羊肉風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)。這對(duì)于僅憑單一或幾種游離脂肪酸指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度是遠(yuǎn)不夠的，這很可能是由于多種游離脂肪酸共同作用從而導(dǎo)致羊肉的特征性風(fēng)味強(qiáng)度有差異性，單一游離脂肪酸含量的變化可能對(duì)羊肉的特征性風(fēng)味變化影響較小。為此，需要對(duì)影響羊肉特征性風(fēng)味的游離脂肪酸進(jìn)行綜合性分析，將這些指標(biāo)通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)方法按一定的比例權(quán)重進(jìn)行線性組合，形成新的綜合指標(biāo)，以達(dá)到更加準(zhǔn)確評(píng)價(jià)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度的目的。

2.2 羊肉中游離脂肪酸組成之間相關(guān)性分析

表2 游離脂肪酸之間相關(guān)性分析Table 2 Correlations between free fatty acids

對(duì)15 份羊肉樣品中游離脂肪酸組成指標(biāo)間的相關(guān)性進(jìn)行分析表明，如表2所示，X2（C8:0）與X5（C12:0）、X7（C16:0）、X9（C18:1）存在顯著正相關(guān)（P＜0.05），X3（C9:0）與X1（C6:0）、X5（C12:0）存在顯著正相關(guān)，X4（C10:0）、X5（C12:0）、X6（C14:0）、X9（C18:1）之間存在極顯著正相關(guān)（P＜0.01），X7（C16:0）、X8（C18:0）、X9（C18:1）、X10（C18:2）之間存在極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。由于指標(biāo)之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性[28]，所以可以利用主成分分析對(duì)這些變量指標(biāo)即原始的游離脂肪酸指標(biāo)以某種線性組合而形成新的綜合性指標(biāo)，以達(dá)到將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化的目的，來(lái)研究羊肉中游離脂肪酸與特征性風(fēng)味強(qiáng)度的關(guān)系。

2.3 不同羊肉中游離脂肪酸的分析

圖1 主成分分析碎石圖（A）和散點(diǎn)圖（B）Fig. 1 PCA gravel diagram (A) and scatter p lot (B)

表3 相關(guān)矩陣的特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 3 Eigen values and cumulative contribution rates of top three principal com ponents

將15 份不同羊肉樣品中測(cè)定的11 種游離脂肪酸成分構(gòu)成15×11的矩陣，利用SPSS軟件進(jìn)行主成分分析，得到相關(guān)矩陣的特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率。根據(jù)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到85%以上和特征值大于1的原則來(lái)確定主成分個(gè)數(shù)[29]。如圖1A、表3所示，通過(guò)對(duì)不同羊肉中游離脂肪酸的分析表明，第1主成分的方差貢獻(xiàn)率為56.654%，第2主成分的方差貢獻(xiàn)率為17.476%，第3個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率為14.287%，前3 個(gè)特征向量的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為88.417%，且特征值均大于1，說(shuō)明前3 個(gè)主成分包含有羊肉中游離脂肪酸的大部分信息，能夠代表羊肉特征性風(fēng)味物質(zhì)的基本信息。因此，用前3 個(gè)主成分進(jìn)行羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)是可行的。

表4 主成分的特征向量Tab le 4 Eigenvectors of top three principal com ponents

由表3、4和圖1B可知，第1主成分的貢獻(xiàn)率占總累計(jì)貢獻(xiàn)率的56.654%，其中貢獻(xiàn)最大的是X9（C18:0），其對(duì)應(yīng)的特征值為0.155，主要反映X2（C8:0）、X4（C10:0）、X5（C12:0）、X6（C14:0）、X7（C16:0）、X8（C18:0）、X9（C18:1）的變異信息；第2主成分的貢獻(xiàn)率占總累計(jì)貢獻(xiàn)率的17.476%，其中貢獻(xiàn)最大的是X3（C9:0），其對(duì)應(yīng)的特征值為0.400，主要反映X1（C6:0）、X2（C8:0）、X3（C9:0）。第3主成分的貢獻(xiàn)率占總累計(jì)貢獻(xiàn)率的14.287%，其中貢獻(xiàn)最大的是X11（C18:3），其對(duì)應(yīng)的特征值為0.357，主要反映X3（C9:0）、X4（C10:0）、X5（C12:0）、X11（C18:3）的變異信息。各個(gè)主成分的方程分別為：

F1=0.078X1+0.113X2+0.076X3+0.128X4+0.140X5+0.135X6+0.150X7+0.131X8+0.155X9+0.106X10+0.084X11；

F2=0.373X1+0.311X2+0.400X3-0.166X4+0.056X5-0.168X6-0.119X7-0.170X8-0.004X9-0.146X10-0.025X11；

F3=-0.272X1-0.272X2+0.221X3+0.228X4+0.243X5+0.188X6-0.154X7-0.283X8-0.022X9-0.346X10+0.357X11。

由于前3 個(gè)主成分反映了原來(lái)指標(biāo)信息的88.417%，所以可以利用這3 個(gè)新的綜合指標(biāo)來(lái)替代原來(lái)的多個(gè)復(fù)雜指標(biāo)進(jìn)行分析。以不同特征值的方差貢獻(xiàn)率βi（i＝1，2，…，k）為加權(quán)系數(shù)，利用綜合評(píng)價(jià)函數(shù)F＝β1F1+β2F2+…+βkFk[30]，建立羊肉特征性風(fēng)味評(píng)價(jià)模型：F＝0.566 54F1+0.174 76F2+0.142 87F3，計(jì)算不同羊肉樣品特征性風(fēng)味評(píng)價(jià)得分，然后依據(jù)評(píng)分大小對(duì)羊肉樣品特征性風(fēng)味強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定。如表5所示，Y 1的F值最小為7.368，M 1的F值最高為39.218。

表5 不同羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)Tab le 5 Principal com ponent scores of lamb meat sam p les

2.4 不同羊肉的特征性風(fēng)味強(qiáng)度感官評(píng)分

將15 個(gè)樣品分別由15 位經(jīng)過(guò)感官評(píng)定培訓(xùn)的人員根據(jù)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)分，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 不同羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 6 Sensory evaluation results for odor intensity of lamb meat samples

對(duì)不同羊肉樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同年齡、部位、貯藏時(shí)間對(duì)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度的影響較大。新鮮羔羊后腿肉（M 2）比前腿肉（M 1）的特征性風(fēng)味輕，現(xiàn)宰6月齡羔羊肉后腿肉（Y 4、H3）的特征性風(fēng)味強(qiáng)度顯著輕于成年羊后腿肉（M 2）。其中，新鮮羔羊背最長(zhǎng)肌肉（Y 1）的特征性風(fēng)味最輕，沂蒙山羊的前腿（M 1）特征性風(fēng)味最重。根據(jù)對(duì)不同貯藏期冷凍羊肉的感官評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)冷凍羔羊肉隨著貯藏時(shí)間的增長(zhǎng)，其特征性風(fēng)味則越來(lái)越重。此外，實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)不同部位羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度大小依次為前腿肉（Y 3）＞后腿肉（Y4）＞背最長(zhǎng)?。╕1），這與馬麗珍等[31]研究的結(jié)果相一致。在羊肉特征性風(fēng)味感官評(píng)價(jià)中，特征性風(fēng)味最輕的是Y1，最重的是M 1。模型評(píng)價(jià)得分的最小值和最大值的樣品分別與傳統(tǒng)法感官評(píng)分得到的最小值與最大值的樣品相一致。

2.5 羊肉特征性風(fēng)味感官評(píng)分與主成分評(píng)分的相關(guān)性分析

表7 感官評(píng)分與F值的Pearson相關(guān)性分析Table 7 Sensory scores and F values of Pearson correlation analysis

將感官評(píng)價(jià)法得分與所建立的羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型F值評(píng)分進(jìn)行比較，利用Pearson相關(guān)性分析法比較2 種特征性風(fēng)味評(píng)價(jià)方法的相關(guān)性，如表7所示，相關(guān)系數(shù)為0.939，具有極顯著性相關(guān)性（P＜0.01）。這表明所建立的特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型與感官評(píng)價(jià)法具有較好的一致性。除了Y4和NH1排序有誤外，其余均一致。由此表明，采用主成分分析法初步構(gòu)建羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型有著一定的可靠性、適用性。游離脂肪酸組成與含量對(duì)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度具有相當(dāng)重要的影響，通過(guò)測(cè)定單一或幾種游離脂肪酸含量并不足以全面評(píng)價(jià)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度，利用與特征性風(fēng)味相關(guān)的多種游離脂肪酸通過(guò)主成分分析法建立的特征性風(fēng)味評(píng)價(jià)模型則具有很好的可行性，能夠正確評(píng)價(jià)絕大多數(shù)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度差異。但是由于影響羊肉特征性風(fēng)味的因素很多，另外還有實(shí)驗(yàn)樣品數(shù)量等原因，本實(shí)驗(yàn)所建立的羊肉特征性風(fēng)味評(píng)價(jià)模型的準(zhǔn)確性以及普適性還需要深入研究，通過(guò)進(jìn)一步增加實(shí)驗(yàn)樣品數(shù)量以及影響特征性風(fēng)味成分指標(biāo)來(lái)提高羊肉風(fēng)味評(píng)價(jià)模型的精確性和適用性。

3 結(jié) 論

為構(gòu)建羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型，對(duì)不同年齡、不同貯藏時(shí)間以及不同部位羊肉中的游離脂肪酸進(jìn)行測(cè)定與分析，發(fā)現(xiàn)單一游離脂肪酸并沒(méi)有表現(xiàn)出與特征性風(fēng)味差異顯著的一致變化趨勢(shì)，同時(shí)不同游離脂肪酸之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性。因此，采用主成分分析法對(duì)羊肉中與特征性風(fēng)味有關(guān)的游離脂肪酸進(jìn)行分析，構(gòu)建羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型，得到羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型為：F＝0.566 54F1+0.174 76F2+0.142 87F3，并用構(gòu)建的模型對(duì)15 份羊肉樣品的特征性風(fēng)味強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，將該模型的評(píng)價(jià)結(jié)果與傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)結(jié)果相比較可知，所構(gòu)建的羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型具有一定的可靠性、適用性，從而為傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)結(jié)合儀器指標(biāo)評(píng)價(jià)羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度提供一定的實(shí)踐基礎(chǔ)與理論價(jià)值。

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Construction of Evaluation Model for Characteristic Flavor Intensity of Lamb Meat Based on Principal Component Analysis

WANG Zhendong1, WANG Yanqing1, ZHOU Ruizheng1, ZHOU Huijian1, GE Qingfeng1, WU Mangang1, ZHOU Xiaoyan2,3, YU Hai1,3,*
(1. School of Food Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China;2. School of Tourism and Culinary Science, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China;3. Huaiyang Cuisine Industrialization Engineering Center of Jiangsu Province, Yangzhou 225127, China)

This study aimed to evaluate the difference in the characteristic flavor intensity of different lamb meats from different carcass cuts. The com position and content of free fatty acids in 15 lamb samples were determ ined by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Principal component analysis (PCA) was used to establish an evaluation model for the characteristic flavor intensity of lamb meat. The results showed that the contribution rates of the fi rst three principal components were 56.654%, 17.476% and 14.287%, respectively and the cumulative contribution rate was 88.417%,

which could not only accurately reflect the information on the original data, but also represent the basic information on free fatty acids. The correlation coefficient between the model results and traditional sensory evaluation was 0.939, indicating good consistency. Therefore, the evaluation model established by PCA was feasible and provided a new method for the evaluation of the characteristic flavor intensity of lamb meat.

lamb; free fatty acid; characteristic flavor; principle component analysis; evaluation model

10.7506/spkx1002-6630-201722025

TS251.1

A

1002-6630（2017）22-0162-07

王振東, 王彥清, 周瑞錚, 等. 基于主成分分析法的羊肉特征性風(fēng)味強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(22):162-168. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201722025. http://www.spkx.net.cn

WANG Zhendong, WANG Yanqing, ZHOU Ruizheng, et al. Construction of evaluation model for characteristic flavor intensity of lamb meat based on principal component analysis[J]. Food Science, 2017, 38(22): 162-168. (in Chinese w ith English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201722025. http://www.spkx.net.cn

2017-01-23

“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)（2016YFD0401501）；江蘇省科技廳蘇北科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（BN2014005）；揚(yáng)州大學(xué)“新世紀(jì)人才工程”項(xiàng)目

王振東（1990—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工。E-mail：1505527048@qq.com

*通信作者：于海（1973—），男，教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工。E-mail：haiyu0078@163.com