消費者Check-all-that-apply 和喜好度測試在植物近水飲料感官評定中的應(yīng)用研究

陳玥璋，曾 鳴，丑建棟，曾 輝，朱保慶，劉若瑾，宋 昊,*

（1.北京一輕研究院有限公司，北京 101111；2.北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)系，林業(yè)食品加工與安全北京市重點實驗室，北京 100083）

早在20 世紀，日本就開始發(fā)展并流行一類介于飲用水、功能飲料之間的產(chǎn)品“近水飲料”，它具有透明似水、口味清淡、低卡路里、添加功能成分或天然香味的特點[1]。隨著中國消費者健康意識的不斷提高，食品飲料領(lǐng)域低糖、低脂的健康飲食觀念已逐漸深入人心，天然、健康的無糖飲料也越來越受到消費者關(guān)注。在中國，草本植物飲料具有悠久的傳統(tǒng)文化特色和飲用習(xí)慣，而且“藥食同源”草本的健康功能已在消費市場形成認知。草本植物飲料由于滿足了消費者對低糖與功能性的雙重需求，一躍成為飲品行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵[2]。

目前，關(guān)于草本植物功能性的研究已有很多。例如劉文朵等[3]的研究發(fā)現(xiàn)馬尾松針水提物對黃色葡萄球菌等8 種食品腐敗細菌均有一定的抑制作用。淡竹葉具有抑菌、抗病毒、抗氧化、降血脂、保肝等功效[4]。桑葉水提物具有防治糖尿病、高血脂癥等功效[5-6]。而菊花在中醫(yī)上具有解表之效，更有研究表明，菊花具有延緩衰老、抗氧化、降低血脂、加強毛細血管的抵抗力、抑制腫瘤、增強人體免疫力等多種藥理活性[7]。紫蘇中醫(yī)藥理上具有止咳平喘、解表散寒的功效[8]。因此本文將這些草本植物研發(fā)成為“近水飲料”，并應(yīng)用快速感官評價的方法指導(dǎo)以市場為導(dǎo)向的草本植物近水飲料研發(fā)。

快速感官評價方法是近年來發(fā)展起來的一類針對未經(jīng)訓(xùn)練消費者的描述性感官評價方法，Checkall-that-apply（CATA）法結(jié)合喜好標度法便是其中之一[9]。多年來，針對食品飲料的感官評價工作較為依賴有專業(yè)訓(xùn)練的感官小組來對產(chǎn)品進行特征描述分析。然而，這種比較耗費時間和精力的傳統(tǒng)感官分析方法對于快速增長的市場需求的適應(yīng)性越來越差，隨著這種演變，消費者快速感官評價方法應(yīng)運而生[10]。本研究采用的CATA 法是一種不需要品評者有太強感官認知努力的一種快速感官評價方法，它只需要品評者在問卷中勾選可以描述樣品屬性的詞匯即可[11]。越來越多的證據(jù)表明采用專業(yè)感官小組的傳統(tǒng)感官描述性分析方法例如定量描述性分析法與消費者快速感官評價方法例如CATA 法得出的結(jié)果相似、有效且具備良好的消費者適應(yīng)性[12-14]。近五年國內(nèi)外針對CATA 方法的研究已廣泛應(yīng)用于茶葉[13,15]、酸奶[14,16]、奶酪[17-18]、黃酒[19]、葡萄酒[20]、咖啡[21-24]、魚類[12,25]、肉制品[26]、燉菜[27]、橄欖油[28]、果蔬汁[29-30]等加工食品及其市場研究領(lǐng)域。

然而，CATA 法在草本飲料領(lǐng)域的研究較少，僅有P. Monteiro 等學(xué)者采用CATA 法對西方傳統(tǒng)木槿花茶的感官描述詞典建設(shè)進行了研究[31]，而SONG和XIA 等學(xué)者在對于消費者消費頻率和答題習(xí)慣對CATA 法的影響研究中，選用了菊花茶作為感官評價的對象[22-23]。

基于目前對于草本植物近水飲料的產(chǎn)品研發(fā)和消費者快速感官評價分析的研究較少，為滿足市場需求及填補科研領(lǐng)域空白，本研究對馬尾松、淡竹葉、桑葉、菊花、桂花、薄荷葉、紫蘇葉、樺樹汁8 種草本植物進行減壓蒸餾提取，以植物萃取液為原料制備成近水飲料，使用消費者測試的快速感官評價方法——CATA 法與喜好標度法相結(jié)合對草本植物近水飲料進行感官品質(zhì)對比分析，為草本植物近水飲料的發(fā)展以及消費者快速感官評價方法的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

干制馬尾松、淡竹葉、桑葉、菊花、桂花、薄荷葉、紫蘇葉以及樺樹汁 購于徐州茶亦醉人農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。

DC-NSG-20 多功能提取濃縮機組 上海達程實驗設(shè)備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 飲料樣品制備 根據(jù)曾鳴等[32]對金銀花露蒸餾液研究中的制備工藝，7 種干制草本植物經(jīng)低溫減壓蒸餾工藝分別制成植物提取蒸餾液，該7 種蒸餾液及樺樹汁分別經(jīng)調(diào)配后制成8 款草本植物風(fēng)味近水飲料，用于消費者快速感官CATA 及喜好度測試。

1.2.2 品評人員 本研究一共募集了96 位消費者參與測試，男性30 人，女性66 人，年齡在19～36 歲，且主要集中在20～30 歲。其中82 人參與消費者問卷調(diào)查。他們的職業(yè)包括學(xué)生、教師和科研人員。此外，本研究招募了6 位專業(yè)品評員，其中男性3 名，女性3 名，年齡在22～36 歲之間，具備專業(yè)的感官品評相關(guān)知識。

1.2.3 CATA 描述詞建立 由6 位專業(yè)品評員組成的評價小組，在北京林業(yè)大學(xué)感官評價實驗室中對8 款植物近水飲料進行獨立的感官評價實驗，參考ISO11035:1994[33]中對感官描述詞的確認和選擇方法，整體考慮8 款植物近水飲料的風(fēng)味特性，并顧及消費者對描述詞的理解性，給出描述產(chǎn)品氣味和口感的兩類描述詞。隨后評價小組進行討論，整理并刪減描述詞，最終形成了19 個口感屬性描述詞和24 個氣味屬性描述詞，形成的CATA 評價表見表1。

1.2.4 樣品評價 8 種飲料樣品名稱使用三位隨機編碼代表，并以隨機順序呈送給每位消費者。消費者對8 款樣品進行獨立評價，通過嗅聞和品嘗，對樣品進行氣味、口感和整體的喜好度測試，測試采用9 點喜好標度法（1 表示非常不喜歡，9 表示非常喜歡）；同時，如表1所示，消費者勾選他們認為所有適合描述產(chǎn)品氣味和口感屬性的描述詞。為了避免感官描述詞順序的影響，CATA 評價表中描述詞排列遵循拉丁方設(shè)計[34]。在每個樣品之間，消費者可以通過純凈水或蘇打餅干緩解感官疲勞，休息3 分鐘確定余味消失后，再繼續(xù)下一樣品的測試。

表1 CATA 評價表Table 1 CATA test form

1.2.5 消費者人群分類問卷調(diào)查 本問卷調(diào)查采用李克特九級量表采集消費者的飲食健康意識和飲水習(xí)慣情況信息，從而分析不同類型消費者對草本植物近水飲料感官特征偏好的差異。李克特量表是一種態(tài)度反應(yīng)量表，1932 年被美國社會心理學(xué)家李克特首先提出[35]，被廣泛應(yīng)用于調(diào)查研究中[36]。消費者通過對量表中陳述問題的回答，反應(yīng)其對調(diào)查主題的態(tài)度及意向，研究者通過對不同級別認同程度賦值對結(jié)果進行量化和分析。本問卷所設(shè)計的陳述性題目從“注重健康情況”和“飲水添加習(xí)慣”兩主題對消費人群進行調(diào)查，具體的“李克特九級量表”題目如表2所示，1～8 題為消費者注重健康情況調(diào)查，9～12 題為消費者飲水添加習(xí)慣情況調(diào)查。

表2 李克特九級量表問卷Table 2 Likert’s 9-rating-scale questionnaire

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 進行ANOVA 數(shù)據(jù)分析；使用XLSTAT-2019（Addinsoft，美國）分析軟件對CATA 詞頻和喜好度數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 草本植物近水飲料喜好度分析

如圖1、圖2 和圖3所示，喜好度分析結(jié)果表明，消費者對8 款草本植物近水飲料整體喜好度存在差異，整體喜好度得分由高到低依次是薄荷露、桂花露、菊花露、桑葉露、紫蘇露、淡竹葉露、馬尾松露、樺樹汁露，消費者對薄荷露和桂花露的整體喜好度較高，兩者差異不顯著（P＞0.05），口感喜好度得分由高到低排序與整體喜好度排序一致。但氣味喜好度得分由高到低依次是桂花露、薄荷露、菊花露、桑葉露、紫蘇露、馬尾松露、淡竹葉露、樺樹汁露，消費者對桂花露的氣味喜好度評分最高且與其他草本植物近水飲料的喜好度有顯著性差異（P＜0.05）。

圖1 草本植物近水飲料消費者氣味喜好度差異Fig.1 Consumers’ odor hedonic differences between the herbal near-water beverages

圖2 草本植物近水飲料消費者口感喜好度差異Fig.2 Consumers’ taste hedonic differences between the herbal near-water beverages

圖3 草本植物近水飲料消費者整體喜好度差異Fig.3 Consumers’ global hedonic differences between the herbal near-water beverages

2.2 草本植物近水飲料感官屬性分析

2.2.1 詞頻分析與Cochran’s Q test 分析 圖4 顯示了43 個感官屬性描述詞的使用頻次百分比，其中描述口感的“甘甜”、“清涼”，描述氣味的“中草藥”、“甜香”為參與測試消費者勾選最多的描述詞，而口感描述詞“辣”、“酒味”、“麻”、“酸”和氣味描述詞“螺旋藻”則是勾選頻率最低的。據(jù)此，“甘甜”、“清涼”、“中草藥”、“甜香”是消費者認為草本植物近水飲料中具有普遍性的風(fēng)味特征屬性。

圖4 CATA 測試中草本植物近水飲料各感官屬性描述詞的出現(xiàn)頻率Fig.4 Frequency of each attribute of herbal near-water beverages in CATA test

分別分析8 款植物近水飲料消費者勾選頻次最高的詞匯，在桂花露中是“桃”氣味，在薄荷露中是“薄荷”口感，在馬尾松露中是“中草藥”氣味，在淡竹葉露、樺樹汁和桑葉露中是“甘甜”口感，在菊花露中“菊花”口感，在紫蘇露中是“清涼”口感。

通過對8 款植物近水飲料的43 個感官風(fēng)味屬性進行Cochran’s Q test（表3），其結(jié)果顯示產(chǎn)品在18 個口感屬性（酸、咸、苦、澀、麻、辣、甘甜、紅茶、清涼、菊花、金銀花、薄荷、青草、樹葉、松針、茴香、綠茶、酒味）和23 個氣味屬性（樹葉、竹葉、荷葉、青草、甘草、松針、螺旋藻、涼茶、薄荷、茴香、紫蘇、桃、菊花、桂花、金銀花、綠茶、枸杞、中草藥、焦糖、木頭、霉味、泥土、甜香）中存在顯著性差異（P＜0.05），僅在涼茶口感和紅茶氣味的感官屬性上沒有顯著差異，即96 位消費者能夠顯著區(qū)分8 款植物近水飲料中多數(shù)感官屬性上的差異。

表3 43 個感官風(fēng)味屬性Cochran’s Q 檢驗中的P 值Table 3 P-values of the 43 sensory attributes in Cochran's Q test

2.2.2 對應(yīng)分析（Correspondence analysis，CA） 將8 個近水飲料樣品的所有屬性頻次（即屬性強度）進行對應(yīng)分析（CA），分析樣品與屬性之間的關(guān)系，如圖5所示，樣品附近的描述詞可以體現(xiàn)樣品的感官特征[27]。兩個成分解釋方差達到66.14%，其中第一主成分解釋總變異的33.93%，第二主成分解釋總變異的32.21%。根據(jù)圖中樣品和描述詞的分布情況，薄荷露在第一象限，具有清涼、辣、薄荷的口感屬性和薄荷的香氣屬性；桂花露在第二象限，具有桃、桂花、甜香的氣味屬性；其余樣品主要集中于第三象限，可分為三類，樺樹汁自成一類，主要具有苦、澀的口感缺陷，桑葉、菊花、紫蘇為一類，具有菊花、紫蘇、金銀花、綠茶的感官特征，淡竹葉、馬尾松為一類，具有樹葉、松針、竹葉、泥土的感官特征。

圖5 對應(yīng)分析中樣品與感官屬性對稱關(guān)聯(lián)圖Fig.5 Symmetric plot of products and attributes in correspondence analysis

2.3 基于草本植物近水飲料偏好性測試的懲罰分析（Penalty Analysis）與偏好地圖分析（Preference Mapping Analysis）

2.3.1 懲罰分析 懲罰分析是通過處理樣品屬性與總體偏好之間的關(guān)系，確定每個感官屬性對于總體偏好的影響程度，是用來衡量屬性重要程度的標志[37]，常應(yīng)用于CATA 數(shù)據(jù)的分析[38]。

如圖6所示，縱坐標反映的是描述詞對于樣品喜好度的平均影響度，描述詞落在縱坐標正值表示其對樣品喜好度有正向影響，負值則表示對喜好度有負向影響；橫坐標反映的是描述詞在所有樣品中出現(xiàn)的頻率，即強度。由此，口感屬性甘甜、清涼、金銀花、薄荷、綠茶、紅茶等以及氣味描述詞甜香、桂花、桃、菊花、薄荷等是消費者喜歡的樣品屬性，而中草藥、樹葉、青草、泥土等氣味和苦、澀、酒等口感則是消費者不喜歡的樣品屬性。從平均影響度和屬性強度兩個維度考慮，如圖7所示，結(jié)果表明甘甜、清涼、金銀花口感和甜香、中草藥氣味對樣品喜好度產(chǎn)生顯著影響（P＜0.05），其中甘甜、清涼、金銀花口感屬性和甜香氣味會對消費者偏好產(chǎn)生正向影響，而中草藥氣味則會產(chǎn)生負向影響。

圖6 草本植物近水飲料感官屬性對于喜好度的平均影響Fig.6 Mean impact of attributes of herbal near-water beverages on preference

圖7 草本植物近水飲料中對喜好度有顯著影響的感官屬性Fig.7 Mean impact of significant attributes of herbal nearwater beverages on preference

2.3.2 偏好地圖分析 對喜好度數(shù)據(jù)進行合成聚類（Agglomerative Hierarchical Clustering，AHC）分析，消費者依據(jù)其喜好度評價可分為9 組，見圖8。對樣品屬性頻次進行主成分分析，第一主成分解釋了35.09%的變異，第二主成分解釋了23.35%的變異，再將AHC 中分類距離數(shù)據(jù)與PCA 中在兩個主成分上的得分圖合并，可以得出圖9所示草本植物近水飲料偏好地圖。在偏好地圖中，可以直觀的發(fā)現(xiàn)薄荷露、桂花露更受消費者喜愛，而馬尾松、淡竹葉、樺樹汁露不被消費者喜愛；而分為9 組的消費者C1 人群明確喜愛樺樹汁露，C3 人群偏好方向為菊花、紫蘇露，C7 人群偏愛桂花露，其余組別消費者都比較喜愛薄荷露，且喜愛“清涼”、“薄荷”的感官屬性。

圖8 草本植物近水飲料喜好度的聚合層次聚類系統(tǒng)樹圖Fig.8 Dendrogram of AHC of herbal near-water beverages on preference

圖9 草本植物近水飲料偏好地圖Fig.9 Preference mapping of herbal near-water beverages

2.4 基于消費人群分類的草本植物近水飲料偏好懲罰分析

2.4.1 不同健康意識人群偏好差異分析 根據(jù)消費者李克特量表問卷調(diào)查的情況，將消費者分為三類：注重健康人群、中等注重健康人群、不注重健康人群。如圖10所示，對比三類消費人群對植物近水飲料不同氣味屬性的偏好發(fā)現(xiàn)，雖然中草藥氣味對三類人群的喜好度都有負面影響，但是對注重健康人群的喜好度并沒有形成顯著影響（P＜0.05），即注重健康人群消費者對中草藥氣味并沒有特別介意。三類人群均喜好具有甜香氣味的產(chǎn)品；中等注重健康人群不喜歡甘草氣味、中草藥氣味的產(chǎn)品；不注重健康人群不喜歡中草藥氣味的產(chǎn)品。

圖10 不同健康意識人群氣味偏好懲罰分析Fig.10 Penalty analysis of the different health-conscious consumers’ odor preference

如圖11所示，對比三類消費人群對植物近水飲料不同口感屬性的偏好發(fā)現(xiàn)，三類人群均喜好具有甘甜口感、清涼口感的產(chǎn)品；注重健康人群不喜歡具有苦、澀口感的產(chǎn)品；中等注重健康人群與其他兩個人群相比，更顯著地喜好具有薄荷、菊花香氣的產(chǎn)品；不注重健康人群不喜歡具有澀口感的植物近水飲料。

圖11 不同健康意識人群口感偏好懲罰分析Fig.11 Penalty analysis of the different health-conscious consumers’ taste preference

2.4.2 不同飲水添加習(xí)慣人群偏好差異分析 根據(jù)消費者李克特量表問卷調(diào)查的情況，將消費者分為兩類：喜好添加人群與不喜好添加人群。如圖12 和圖13所示，對比兩類消費人群對植物近水飲料不同氣味屬性的偏好發(fā)現(xiàn)，喜好添加草本助飲人群更喜歡草本植物近水飲料中甜香的氣味；對比兩人群對于口感屬性的偏好，喜好添加草本助飲人群除了與不喜好添加人群共同喜愛甘甜的口感外，還偏好草本植物近水飲料中的清涼、金銀花口感屬性。

圖12 不同飲水添加習(xí)慣人群氣味偏好懲罰分析Fig.12 Penalty analysis of the different drinking-habit consumers’ odor preference

圖13 不同飲水添加習(xí)慣人群口感偏好懲罰分析Fig.13 Penalty analysis of the different drinking-habit consumers’ taste preference

3 結(jié)論

消費者對8 款植物近水飲料的喜好度存在差異，薄荷露和桂花露消費者整體喜好度較高，兩者不存在顯著性差異（P＜0.05）；消費者不喜歡馬尾松露、淡竹葉露和樺樹汁露。消費者對不同草本植物近水飲料的感官認知存在差異，薄荷露感官特征突出，具有清涼口感；桂花露主要表現(xiàn)為桂花香、桃香、甜香；菊花露、紫蘇露、桑葉露感官特征相似，主要表現(xiàn)為菊花、紫蘇、金銀花、綠茶的感官特征；馬尾松、淡竹葉露感官特征相似，具有樹葉、松針、竹葉、泥土的感官特征；樺樹汁主要具有苦、澀的口感缺陷，且感官特征不明顯。結(jié)合消費者偏好分析，草本植物近水飲料中甘甜、清涼、金銀花的口感和甜香、中草藥的氣味對樣品喜好度產(chǎn)生顯著影響（P＜0.05），說明產(chǎn)品開發(fā)方向應(yīng)主要著力提升甘甜、清涼、金銀花口感和甜香氣味，規(guī)避中草藥氣味屬性。結(jié)合消費者行為調(diào)查問卷分析，本研究發(fā)現(xiàn)注重健康人群并未對產(chǎn)品中草藥氣味表現(xiàn)出顯著的不接受度；有飲水添加草本助飲習(xí)慣的人群更偏好甜香、清涼、金銀花的感官特征。因此，CATA 測試與喜好度測試相結(jié)合的快速感官評價方法可以應(yīng)用于草本植物近水飲料的感官評價分析，并結(jié)合消費者信息指導(dǎo)產(chǎn)品感官改進方向。