電子感官分析類儀器聯(lián)用在綠茶飲感官品質(zhì)快速檢測中的應(yīng)用

樊蓉+張明晶+朱捷+李娟+顧今吾+李春紅+包郁明+孫露+田蘭

摘要：感官品質(zhì)是消費(fèi)者選擇茶葉最直觀的因素，采用電子鼻、電子舌、電子眼聯(lián)用，通過主成分分析和辨別因子分析對不同品種的綠茶茶飲進(jìn)行檢測區(qū)分。結(jié)果表明：使用電子鼻、電子舌、電子眼分別對樣品進(jìn)行檢測，很好地區(qū)別了綠茶中的色、香、味，且電子眼和電子鼻的區(qū)分效果好于電子舌。通過三個(gè)儀器的數(shù)據(jù)融合對樣品的區(qū)分能力和預(yù)測能力明顯增強(qiáng)，驗(yàn)證了電子鼻、電子舌、電子眼的結(jié)合是對樣品色、香、味的信息進(jìn)行了綜合評價(jià)。

關(guān)鍵詞：電子鼻；電子舌；電子眼；茶葉品質(zhì)；感官分析

1 材料及方法.

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

所用茶葉均來自于市售。所購茶葉共16種，分別為2016年產(chǎn)的信陽毛尖茶、龍井茶、六安瓜片茶、洞庭碧螺春茶、綠毛峰茶、黃山毛峰茶；2017年產(chǎn)的碧螺春一級茶、碧螺春特2茶、香茶一級、龍井一級、龍井二級、龍井三級、黃山毛峰一級、黃山毛峰特2、信陽毛尖特1、信陽毛尖一級。

茶湯提?。焊鶕?jù)GB/T23776-2009方法，稱取5mg茶葉放入事先準(zhǔn)備好的容器內(nèi)，倒入100℃的超純水250mL，浸泡5min，然后將茶湯濾出，待用。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 電子鼻系統(tǒng)

本實(shí)驗(yàn)所用電子鼻是德國AIRSENSE公司的PEN3.5型便攜式電子鼻系統(tǒng)，它是由一組復(fù)合化學(xué)傳感器和識別軟件組成的分析儀器。硬件結(jié)構(gòu)主要由傳感器陣列、采樣及清洗通道、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)組成。

1.2.2 電子舌系統(tǒng)

本實(shí)驗(yàn)所用電子舌是法國阿爾法莫斯公司的Astree型電子舌系統(tǒng)，主要是由傳感器陣列。自動進(jìn)樣器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及電子舌配套的數(shù)據(jù)分析軟件組成。傳感器陣列由7個(gè)化學(xué)選擇性區(qū)域效應(yīng)的味覺傳感器（STS、SPS、UMS、GPS、BRS、SWS、SRS）和1個(gè)Ag/Agcl參比電極組成。

1.2.3 電子眼系統(tǒng)

本實(shí)驗(yàn)所用電子眼是英國Verivide公司推出新型的Digieye DigitalImaging System數(shù)碼測色系統(tǒng)。它是在穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)光源D65環(huán)境下，在固定位置安裝高精度的數(shù)碼相機(jī)，通過白板和標(biāo)準(zhǔn)色卡對相機(jī)進(jìn)行白平衡和顏色校正，在合適且固定的相機(jī)拍攝參數(shù)（如拍攝距離、焦距、拍攝模式、光圈大小、曝光速度及感光度等）下，拍攝得到高分辨率的數(shù)字照片，再對照片指定位置和范圍內(nèi)樣品的像素顏色值進(jìn)行程序計(jì)算，得到樣品的綜合顏色值。樣品的色度差異采用L*a*b*表示。其中L表示亮度（Luminosity），a表示從紅色至綠色的范圍，b表示從黃色至藍(lán)色的范圍。其中+127 a是紅色， -128a是綠色； +127 b是黃色，-128 b是藍(lán)色。電子眼每張照片選取四個(gè)區(qū)域的平均顏色值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)結(jié)果由統(tǒng)計(jì)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（PCA）和辨別因子分析（DFA）。

2結(jié)果與分析

2.1不同茶湯的電子鼻檢測

用電子鼻自帶分析軟件Winmuster對16種茶湯進(jìn)行主成分分析，以主成分1為橫坐標(biāo)，主成分2為縱坐標(biāo)，建立二維圖。如圖2所見：第1主成分的貢獻(xiàn)率為98.66%，第2主成分的貢獻(xiàn)率為1.25%，主成分1和主成分2的累積貢獻(xiàn)率為99.911%，大于90%，說明主成分1和主成分2基本包含了原始數(shù)據(jù)的所有信息，能夠反映樣品的整體信息。

2.2 不同茶湯的電子舌檢測

用電子舌自帶分析軟件Alphasoft對16種茶湯進(jìn)行主成分分析，以主成分1為橫坐標(biāo)，主成分2為縱坐標(biāo)，建立二維圖。如圖3所見：第1主成分的貢獻(xiàn)率為62.644%，第2主成分的貢獻(xiàn)率為33.133%，主成分1和主成分2的累積貢獻(xiàn)率為95.777%，大于90%，說明主成分1和主成分2已經(jīng)包含了樣品差異的主要信息，能夠反映樣品的整體信息。

2.3不同茶湯的電子眼檢測

不同綠茶茶湯的電子眼檢測，從整體的DFA分析圖中可以看出：第1主成分和第2主成分的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到73.928%和25.912%，可以很好地區(qū)分16種樣品中的色度差異。在測試樣品中，亮度值最高的是黃山毛峰系列（89.11），最低的是龍井系列（70.79）。a*值最高的是龍井系列（11.35），最低的是信陽毛尖系列（-2.63）。b*值最高的是龍井系列（53.35），最低的是黃山毛峰系列（11.9）。

2.4不同茶湯的電子鼻、電子舌、電子眼數(shù)據(jù)擬合分析

食品的感官感受是一種嗅覺、味覺、視覺等器官綜合作用形成的評判，使用單一電子感官儀器僅能辨別單一感官性質(zhì)的差異性，并沒有很好地模擬人體對于食物的綜合感受。為了更好擬合人體感官，我們將上述單一感官數(shù)據(jù)（電子鼻、電子舌、電子眼）進(jìn)行逐步擬合，篩選關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)及關(guān)鍵差異點(diǎn)，分析差異產(chǎn)生原因及合理性。

3 結(jié)論

1）食品的感官感受是一種嗅覺、味覺、視覺等器官綜合作用形成的評判，使用單一電子感官儀器僅能辨別單一性質(zhì)物質(zhì)的差異性，對于綜合性評判來講不夠全面。嘗試將電子鼻、電子舌和電子眼這三種技術(shù)融合在一起，從不同角度分析同一個(gè)樣品，模擬人的嗅覺與味覺的結(jié)合，可以大大提高識別能力。

2）通過PCA和DFA分析，電子鼻、電子眼和電子舌單獨(dú)測量的結(jié)果顯示第1主成分的貢獻(xiàn)率分別為98.66%、73.928%、62.644%，均達(dá)到顯著性差異之上。但是無法判別人體主觀對于茶葉的區(qū)別主要貢獻(xiàn)至哪一種物質(zhì)。

3）通過數(shù)據(jù)擬合，第1主成分的貢獻(xiàn)率可以達(dá)到99.972%，分辨率明顯提高。但是針對本實(shí)驗(yàn)樣品，差異性主要來自于電子鼻?？梢猿浞终f明對于綠茶飲品，揮發(fā)性物質(zhì)含量及種類是辨別茶飲的標(biāo)志性成分。

4）通過SIMAC分析，可以清晰地甄別出不同品種茶葉年份之間的差異。

近年來，隨著電子感官技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了電子鼻、電子舌、電子眼等儀器集成化的趨勢。本實(shí)驗(yàn)證明：不同來源的電子感官數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合后，可以更加準(zhǔn)確地評價(jià)樣品間的差異性，明顯改善分析結(jié)果，獲得更多檢測信息。這種將電子鼻、電子舌、電子眼的檢測相結(jié)合并把它們的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理來評價(jià)食品品質(zhì)將具有廣闊的發(fā)展前景，對食品感官評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)化奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)和軟件基礎(chǔ)。

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作者簡介：樊蓉（1996—），女，大專，研究方向?yàn)槭称犯泄俜治鲅芯俊?