现代分析仪器在中餐烹饪研究中的应用

邱雅楠，张宇晴，朱晗瑀，孔维嘉，郝烨梁，刘树萍

(哈尔滨商业大学旅游烹饪学院，哈尔滨 150076)



现代分析仪器在中餐烹饪研究中的应用

邱雅楠，张宇晴，朱晗瑀，孔维嘉，郝烨梁，刘树萍

(哈尔滨商业大学旅游烹饪学院，哈尔滨 150076)

现代仪器分析法是一项发展迅速、应用广泛的食品分析技术。本文主要介绍了现代仪器分析技术包括质构仪、电子鼻、电子舌、气质联机、液质联机和近红外光谱等在中餐烹饪中的应用。

现代分析仪器；中餐烹饪；研究；应用

目前，中餐烹饪菜肴主要依赖于感官评价的方法来评价菜肴的品质。感官评价是以人的视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉为基础，用科学实验和统计方法来唤起、测量、分析和解释食品感官特征的一种科学的评价方法。但是，由于感官评价是以人的五感为基础的评价方法，评价人员具有主观的思想，并且每位评价人员的生活习惯和口味嗜好都不尽相同，因此会对实验结果产生一定的影响，从而导致实验结果出现可靠性差、重复性差、不稳定性、随机性强的问题。近年来，现代分析仪器广泛应用到中餐烹饪菜肴的研究中。

1 现代分析仪器的优势

仪器分析是以物质的物理或化学性质作为基础的分析方法，它的显著特征是以仪器作为分析测量的主要手段，是人类五官感触的延伸，人类利用光、电和磁的物理特性通过物理和化学手段将微小的物理量放大，来获取物质的物理化学组成及物理化学结构。通过对传统理化分析与现代仪器分析的对比，可以发现仪器分析相对于理化分析有其独特的优点，如超微量检测、操作时间短、尽量避免了人为误差等。

2 现代分析仪器在中餐烹饪研究中的应用

目前，现代仪器分析技术是利用各种大型精密仪器对产品的理化性质作出分析，如质构仪、电子鼻、电子舌、气相色谱仪、液相色谱仪、近红外光谱等多项手段对食品进行质构的检测及质量的监测。在中餐烹饪研究中，原料的使用量、质量安全、调料的种类选择等多方面都需要分析仪器进行定量检测，再结合感官评价将传统中式菜肴的味道进行现代标准化，以此满足大众消费需求。

2.1 质构仪

2.1.1 质构仪的原理

硬度、胶黏性、脆性、弹性等这类食品的质地，是评价食品品质的重要因素。质构仪是模拟人的触觉对物理特征进行分析检测的仪器，质构仪主机的机械臂与探头衔接处有一个力学感应器，能感应探头对标本的作用力并将这种力学信号传输给电脑，在应用软件处理下，将力学信号转变为数字和图形在显示器上显现，更直接迅速记录标本的受力情况。该测试能灵敏准确地反映与力学特性有关的食品质地特性并可量化处理结果，避免人为因素对食品品质评价结果的主干扰。

2.1.2 质构仪在中餐烹饪中的应用

质构仪广泛应用于食品企业、质检机构、实验室等部门的食品品质评价、物性分析、感官评价方面。由于其丰富的功能、较高的检测准确度、稳定的性能等优点，应用于肉类、面食、果蔬等食品的物性学分析。

采用质构分析方法评价样品时，根据测试条件的规定、质构图谱的表现模式以及食品样品本身特性和实验者的实际需求来选择。刘兴余等[1]为了比较感官测评和两种仪器测定方法之间的区别和联系性以熟肉为研究对象，研究表明:剪切力、硬度和黏聚性与感官评定的嫩度多汁性、硬度和弹性多汁性分别呈显著联系性。通过建立仪器分析与感官评定间的数学量化模型，显示了质构剖面分析更能全面预测猪肉感官品质。陈磊等[2]为了分析仪器质构性状和猪肉感官性状间的联系，利用仪器质构测定指标并建立感官性状的预测模型，结果表明:大部分仪器测定指标均与感官评定值表现出极其明显的相关关系。Larsen等[3]以新西兰大鳞大马哈鱼为研究对象采用不同烹调熟化方式对其硬度、黏附性、咀嚼性等几种质构指标的影响进行测定并分析了主成分，结果显示:油炸大马哈鱼肉硬度最高、咀嚼性最好、最终加热温度对黏附性影响不大；微波和烤制的大马哈鱼肉咀嚼性几乎没有差别；热炒和油炸的大马哈鱼肉弹性较好。

2.2 电子鼻与电子舌在中餐烹饪中的应用

2.2.1 电子鼻的原理与应用

电子鼻是一种由气敏传感器阵列、模式识别系统、信号处理系统三大部分组成，能够模拟动物的嗅觉来感知和识别单一及复杂的气味，从而对气味进行检测的智能系统。电子鼻在进行检测工作时，利用气敏传感器阵列的响应图案来识别气味，样品的气味分子被气敏传感器吸附会产生信号，生成的信号被传送到信号处理系统进行处理和加工之后，会产生不同的响应曲线，最终由模式识别系统对结果做出综合的判断而得出结论。人工神经网络和统计模式识别是电子鼻最常用的信号处理方法，如:主成分分析、判别分析、最小二乘回归法等。

近年来，电子鼻技术在食品中的应用领域集中在肉制品、烟酒业、果蔬、茶叶几大类，在肉制品领域的研究非常活跃。电子鼻是一种有效的通过分析肉制品中挥发性物质来达到检测目的的肉类菜肴检测电子系统。孔丽娜[4]利用电子鼻和GC-MS对4种不同烹饪方式加工后的熟鱼肉进行分析，结果显示:4种烹饪加工处理后的熟鱼肉风味彼此分离，清蒸鱼肉与水煮鱼肉的距离相对较近但二者互不重叠，证明了电子鼻用于鱼肉风味检测中的准确性。王宇璇[5]利用电子鼻研究鸡肉产品风味的开发，通过电子鼻的分析结果发现，蒜粉、洋葱粉对烤鸡气味产生的气味指纹图谱较为相似，黑胡椒粉、辣椒粉对烤鸡气味产生的气味指纹图谱影响也较为相似，因此蒜粉与洋葱粉，黑胡椒粉与辣椒粉在一定程度上可以相互替代。辛松林等[6]利用电子鼻检测黑胡椒鸭胸肉调理产品在贮藏期的品质变化，结果表明:电子鼻对于具有轻微气味的样品有着非常高的辨识度，可以作为一种高效的检测工具应用于肉制品的品质鉴别和评价。

2.2.2 电子舌的原理与应用

电子舌是一种模仿人体味觉机理研制出来的利用传感阵列对被测液体试样做出响应并输出信号，信号经计算机系统进行数据处理和模式识别后，得到反映样品味觉特征结果的一类新型分析测试设备。电子舌技术现已被广泛用于食品、医药、环境监测等领域。

电子舌在中餐烹饪中主要应用于监控菜肴处理过程、研究原料新鲜度和货架寿命、控制掺假识别、成分识别、定量分析和其他质量。在肉及肉类产品质量测定中也有着较广泛的应用，如:肉类新鲜度检测、品种辨别和肉类卫生质量安全等方面。吴浩等[7]利用电子舌分析了如何对鱼糜种类进行区分，发现电子舌可以把淡水鱼糜和海水鱼糜区分开且可以区分两种海水鱼糜，但无法区分三种淡水鱼糜。电子舌可以广泛应用于肉类原料新鲜度的区分，韩剑众[8]等课题组对此进行了深入研究。经研究发现，电子舌通过对金华猪以及被宰后猪肉的不同部位来加以区分，用两种不同储藏条件下同储藏时间的肉品质特性来进行肉类新鲜度的检测。王鹏等[9]利用电子舌对同品种不同部位(胸肉和腿肉)煮制鸡肉的研究结果表明，多频脉冲电子舌能很好辨识同品种不同部位煮制鸡肉的差异。

2.2.3 电子鼻与电子舌的联用

自电子鼻和电子舌作为新兴的检测手段出现以来，传统的检测手段已经逐渐被取代。鉴于电子鼻与电子舌在检测中优越的性能，它们已经被广泛应用于医学、食品工业、农业和环境保护等多个领域。田晓静[10]展开了对电子鼻和电子舌技术在羊肉品质检测中的应用研究。运用电子鼻、电子舌系统检测和识别了猪肉、鸡肉、冻融不同次数的羊肉及混入猪肉、鸡肉的掺假羊肉糜样品，达成了电子鼻、电子舌及电子鼻和电子舌联用信号对不同种类样品区分和识别的目的，创建了羊肉冻融次数和羊肉糜中混入猪肉、鸡肉含量的有效预测模式。区分五种鱼糜[11]可以利用电子鼻和电子舌系统的使用结合感官评价进行鉴别，电子鼻、电子舌以及感官评价均能把淡水鱼糜和海水鱼糜区分开，并且可以区分两种海水鱼糜。

2.3 气相色谱-质谱的应用

气相色谱是英国科学家在1952年创立的经典分析方法，是色谱仪器专业化的先驱。质谱方法被认为是同时具有高特异性和高灵敏度被广泛应用的一种普遍又适宜的分析方法。借助气相色谱较强的分离能力与质谱仪鉴定物质的能力相结合，组成气相色谱-质谱联用仪，可以在中餐烹饪方面得到广泛应用。

吕玉，史智佳等[12]通过气相色谱-嗅闻-质谱联用的方法对熟牦牛肉的挥发性风味物质进行检测分析，结果检测出多种化合物。通过嗅闻仪检测表明：4种化合物具有强烈的刺激性气味，对牦牛肉腥膻味的形成有较大影响。王震等[13]建立了利用气相色谱-质谱法来检测腌制肉类食品中多种脂肪酸的方法，这种方法应用起来具有快速、准确度高、灵敏性强的优点，检测中实际样品检出值相对标准偏差较低属于合理范围内，由此说明，腌制肉类食品中的多种脂肪酸可以用该方法检测。

2.4 液相色谱-质谱的应用

液相色谱-质谱联用仪，简称LC-MS，是一种分离及分析复杂有机混合物的有效工具。液相色谱对样品的热稳定性进行分离分析且不受沸点的影响。它将液相色谱仪有效隔离热不稳定性和高沸点化合物的分离能力与质谱仪很强的识别能力有效地结合在一起，具有较强灵敏度、定量的精度和强大分辨率等优点的液相色谱-质谱联用技术在中餐烹饪领域被广泛利用。

徐飞等[14]应用超快速液相色谱-串联质谱法技术，结合仪器测量与数据统计建立肉类中8种β-受体激动剂的检测方法，这种方法回收率和精密度都符合检测的要求，对肉类中β-受体激动剂的监测工作有着重要意义。汪辉等[15]建立了高效液相色谱-串联质谱测定加工肉制品中莱克多巴胺及克伦特罗含量的方法。将两种最常见的预处理方法进行了对比，色谱、质谱分析条件和预处理方法进行了优化，同时研究了加工方式对莱克多巴胺和克伦特罗含量的影响。林珍珍等[16]建立了 UPLC-MS/MS法同时测定肉制品中非法添加酸性工业染料的方法，对于肉类产品中这种物质的风险监测研究提供了可靠的检测手段。

2.5 近红外光谱的应用

近红外光谱技术是1970年以来发展起来的一种分析技术，由于振动能级不同，化学键具有不同的频率，振动频率可以和特定的键型联系起来，通过得到的复杂光谱来判断和坚定化合物，广泛用于有机化合物的检测和结构分析。近红外光谱技术通过对不同光谱的吸收实现物质的定性和定量分析，利用数据统计方法建立近红外光谱数据与校正模型样本的测量值。近红外光谱法和传统分析样品方法进行比较，近红外光谱法有许多优点，主要为分析速度快、低成本、测试再现性较好、无污染等，而且可以对大量的肉类进行评估[17]，在肉类产业上有一定的应用潜力。

近几年来，近红外光谱技术在肉类化学成分的检测方面以肉类的粗蛋白、肌红蛋白、灰分、肌红蛋白和胶原蛋白等作为主要检测内容。通过对牛肉、羊肉[18]家禽肉以及猪肉香肠[19-20]主要化学成分的检测发现近红外光谱具有较高的效率，已经被很多研究所证明。虽然在近红外光谱的检测过程中会存在一定误差，但是经过对大量实验结果进行分析，近红外光谱的检测成功率相对较高。Meullenet 等[21]发现，使用近红外光谱检测家禽肉中的WBSF获得良好的效果，因此，用于大面积扫描的样本可以降低采样误差，还可以改善近红外光谱技术样本肉样嫩度的检测精度。

3 应用中存在的问题和发展前景

3.1 现代分析仪器应用中存在的问题

目前，现代分析仪器大都是从国外引进的先进设备，然而中餐烹饪菜肴不同于西餐，在使用方面对中餐食物的形状和结构针对性不是很强。有些现代分析仪器具有一定的选择性和限制性，导致在针对中餐烹饪的测定时会产生一定的局限性。电子舌不能用来检测所有物质，然而中餐烹饪的菜肴物质构成丰富，这就造成了一定的局限性。此外，现代分析仪器的使用步骤烦琐，实验难度大。气相色谱-质谱联用和液相色谱-质谱联用的检测方法检测周期长，所得的气味图谱与人的嗅觉系统很难做出系统化和科学化的对比。分析仪器在中餐烹饪中的具体实践很少，大多是在食品安全以及食品科学方面的应用，还不够成熟，无法形成现代分析仪器在中餐烹饪中的应用体系。目前还缺少既掌握现代分析仪器技术又掌握中餐烹饪学的人才，而现代分析仪器由于普遍从国外引进价格十分昂贵。

3.2 现代分析仪器应用的发展前景

随着现代社会的快速发展，耗费时间的中餐烹饪并不适合快节奏的现代生活。因此，研究如何使中餐烹饪实现标准化和产业化成为了一种发展趋势，也是现代中餐烹饪发展的需要。一般是通过感官评价的方法来评价菜肴的风味及品质，但是感官评价受人为因素影响较大，有着随机性强、重复性差等诸多缺陷。质构仪、电子鼻和电子舌等现代分析仪器具有灵敏度高、分析速度快、相对误差小等优点，具有一定的先进性，只要将现代分析仪器的运行机制与被检测样品的测试需求条件结合，就会在一定误差范围内得到较为准确的检测结果。近几年来，现代分析仪器技术发展速度加快，更多的研究人员学习并且加以应用，较多的现代分析仪器应用于中餐烹饪研究中。总地来说，现代分析仪器在中餐烹饪的发展进程中有着不可缺少的作用以及广阔的发展前景。

[1] 刘兴余，金邦荃，詹巍，等.猪肉质构的仪器测定与感官评定之间的相关性分析[J]. 食品科学，2007，28(04):245-248.

[2] 陈磊，王金勇，李学伟. 仪器测定的猪肉质构性状与感官性状的回归分析[J]. 农业工程学报，2010，26(06):357-362.

[3] LARSEN D， QUEK S Y， EYRES L. Evaluating instrumental colour and texture of thermally treated New Zealand King Salmon (Oncorhynchus tshawytscha) and their relation to sensor y properties[J]. LWT - Food Science and Technology，2011，44(08):1814-1820.

[4] 孔丽娜.电子鼻技术在草鱼鲜度及风味分析中的应用研究[D] .上海:华东理工大学，2015.

[5] 王宇璇.电子鼻在奥尔良调理鸡肉风味控制中的应用[D].合肥:安徽农业大学，2014.

[6] 辛松林，李诚，肖岚，等.基于电子鼻的黑胡椒鸭胸肉调理产品品质评价[J].食品科学，2012，33(08):191-194.

[7] 吴浩，刘璇，顾塞麟，等.电子鼻、电子舌分析和感官评价在鱼糜种类区分中的应用[J].食品工业科技，2013，(18):80-82.

[8] 田晓静，王俊.电子舌技术在肉与肉制品检测中的应用[J].食品工业科技， 2012，26(06):42-45.

[9] 王鹏，张岩，徐幸莲，等.应用电子舌区分不同原料鸡肉加工的产品[C]//中国农业工程学会2011年学术年会论文集，2011.

[10] 田晓静.基于电子鼻和电子舌融合技术及其应用[D].杭州:浙江大学，2014.

[11] 吴浩，刘璇，顾塞麟，等.电子鼻、电子舌分析和感官评价在鱼糜种类区分中的应用[J].食品工业科技，2013，(18):80-82.

[12] 吕玉，史智佳，曲超，等.气相色谱-嗅闻-质谱联用分析牦牛肉的“膻味”成分[J].食品科学，2014，35(02):209-212.

[13] 王震，李俊，郭晓关，等.气相色谱- 质谱法测定腌制肉类食品中的多种脂肪酸[J].食品工业科技，2013，(18):68-71.

[14] 徐飞，刘峰，高贵桃，等.液相色谱-串联质谱法测定肉类中的 a -受体激动剂[J].广州化工，2014，42(19):108-110.

[15] 汪辉，彭新凯，王玉枝，等.高效液相色谱-串联质谱法测定加工肉制品中莱克多巴胺及克伦特罗的含量[J].分析测试学报，2012，31(05):509-516.

[16] Pan H M， Feng J H， Cerniglia C E. Effects of orange Ⅱand sudan Ⅲ azo dyes and their metabolites on staphy-lococcus aureus[J].Industrial Microbiology & Biotechnol，2011，(38):1729-1738.

[17] OSBORNE B G，FEARN T，HINDLE P H. Near infrared spectroscopy in food analysis[M]. North Ryde:Longman Scientific and Technical，1993.

[18] EL-MASRY G，SUN D W，ALLEN P. Non-destructive determination of water-holding capacity in fresh beef by using NIR hyperspectral imaging[J].Food Research International，2011，44(09):2624-2633.

[19] ORTIZ-SOMOVILLA V，ESPANA-ESPANA F，GAITAN-JURADO A J，et al. Proximate analysis of homogenized and minced mass of pork sausages by NIRS[J]. Food Chemistry，2007，101(03):1031-1040.

[20] GAITAN-JURADO A，ORTIZ-SOMOVILLA V，ESPANA-ESPANA F，et al. Quantitative analysis of pork dry-cured sausages to quality control by NIR spectroscopy[J]. Meat Science，2008，78(04):391-399.

[21] MEULLENET J F，JONVILLE E，GREZES D，et al. Prediction of the texture of cooked poultry pectoralis major muscles by near-infrared reflectance analysis of raw meat[J]. Journal of Texture Studies，2004，35(03):573-585.

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

项目：2016年大学生创新创业训练计划项目(201610240055)；黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划(UNPYSCT-2016053)；黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12541212)；2016年哈尔滨商业大学青年创新人才支持项目(2016QN059)

邱雅楠(1996-)，女，学士。

作者简介：刘树萍(1982-)，女，博士，讲师，e-mail:liusp201@163.com。

TS207

A

1674-8646(2017)06-0110-04