一款胚芽八宝粥的智能感官以及稳定性评价

王雪，段盛林，刘辉，王成祥，苑鹏，柳嘉，孙爱东

1(北京林业大学，生物科学与技术学院，北京，100083) 2(中国食品发酵工业研究院，北京，100015)3(同福碗粥股份有限公司，安徽 芜湖，241000)

一款胚芽八宝粥的智能感官以及稳定性评价

王雪1,2，段盛林2，刘辉3，王成祥3，苑鹏2，柳嘉2，孙爱东1*

1(北京林业大学，生物科学与技术学院，北京，100083) 2(中国食品发酵工业研究院，北京，100015)3(同福碗粥股份有限公司，安徽 芜湖，241000)

以发芽糙米、发芽绿豆、发芽鹰嘴豆等为原料研制了营养丰富的胚芽八宝粥，采用了智能感官电子评价设备(电子舌和电子鼻)以及稳定性分析仪对胚芽八宝粥以及市面上9款八宝粥进行了口感、气味以及稳定性评价。结果表明：胚芽八宝粥的苦味、涩味值较小，咸味适中，口感较好，但是其味觉的丰富度最低；胚芽八宝粥的气味能够与其他9款八宝粥进行区分；10款八宝粥样品进行了稳定性测定，胚芽八宝粥的曲线斜率值(slope)最小，稳定性最好。相比于市面上的9款八宝粥，胚芽八宝粥不仅具备较好的口感和独特的气味，而且在保质期内分层析水的可能性最低。

胚芽八宝粥；发芽；电子舌；电子鼻；稳定性分析

胚芽八宝粥是一款富含胚芽精华的全营养的原味粥，根据中国居民膳食指南(2016)中的“营养宝塔”均衡营养原则，筛选糯米、发芽糙米、发芽绿豆、发芽鹰嘴豆、胡萝卜、玉米、燕麦纤维熬制而成。糙米、绿豆、鹰嘴豆的发芽即是其所含有的大量酶被激活和释放、并从结合态转化为游离态的酶解过程，从而释放出更多营养成分[1]，消除或降低了抗营养因子[2]。并且，糙米发芽后其糠层纤维被软化，口感和风味都得到提升[3]，发芽糙米中的γ-氨基丁酸(gamma-amino butyric acid,GABA)含量是糙米的3倍，GABA对人脑、血管、神经、脏器等有多种药理作用[4-6]；谷胱苷肽的含量是糙米的3倍；肌醇六磷酸盐的含量是精白米的4倍[7]。

八宝粥的口感、气味以及储存稳定性一直是粥类产品研发的要点，而口感、气味大多依靠专业人员的感官评定，人为因素大、重复性差；粥的贮存稳定性则采用贮存期加速实验测定，测定周期较长，难以满足食品工业化大生产的需要。因此，随着现代仪器技术的发展，智能感官分析技术日益成熟，将传统感官分析的内涵扩大，把分析仪器和智能感官仪器作为工具，辅助感官评价，使得感官分析更具精确性[8]。与传统的感官分析技术相比，智能感官分析技术具有检测时间短、检测结果科学客观、重复性好、感官不疲劳等优势[9]。近年来，国内外已经开始应用电子舌、电子鼻、稳定性分析仪对饮料[10-11]、酒[12]、牛奶[13-14]、谷物[15-16]等进行研究，展现了其在食品开发及评价方面的广阔前景。

本文拟采用智能感官电子评价设备(电子舌、电子鼻)以及稳定性分析仪对研制的胚芽八宝粥进行口感、气味以及稳定性进行快速的评价。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

糯米、糙米、绿豆、鹰嘴豆、胡萝卜、玉米、燕麦纤维、变性淀粉、魔芋粉、木糖醇、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、NaClO、自制胚芽八宝粥(A)、从超市购买市场占有率排名前四的品牌八宝粥九款：品牌B、品牌C、品牌D(D-1、D-2、D-3、D-4为4种不同口味)、品牌E(E-1、E-2、E-3为3种不同口味)，具体信息见表1。

1.2 仪器与设备

电子舌：日本insent的TS-5000味觉分析系统，采用多通道型仿生脂质膜传感器技术，模拟人类等生物活体的味觉感受机制，把各种各样食物、药品等样品的味道转化成数值的形式，主要评价样品的酸(sourness)、甜(sweet)、苦(biotterness)、咸(saltiness)、鲜(umami)、涩(astringency)、及苦的回味(Aftertaste-B)、涩的回味(Aftertaste-A)和鲜的回味(richness)；电子鼻：法国Alpha M.O.S公司生产的FOX 4000系统，它是由18个金属氧化物传感器(MOS)按一定的阵列组合而成；配套设备：自动进样器HS100 (Alpha M. O.S.公司生产)；LUMiSizer稳定性分析仪：德国LUMi公司；PL203电子精密天平：梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；YXQ-LS高压灭菌锅：上海博讯实业有限公司；DK-8D三温三控水浴锅：上海博迅实业有限公司。

表1 试验八宝粥样品

1.3 实验方法

1.3.1 原料发芽

称取糙米、绿豆、鹰嘴豆各30 g于1 000 mL烧杯中，先用自来水冲洗3遍，洗去表面的糠粉和灰尘，沥干后用0.2 mol/L的NaClO溶液消毒浸泡25 min，再用纯净水冲洗3遍。将消毒后的糙米、绿豆、鹰嘴豆用水浸泡，在30 ℃恒温水浴锅中分别浸泡24、7、24 h，后用湿纱布覆盖样品，在35 ℃恒温水浴锅中分别发芽12、6、12 h后取出，沥干水分，终止发芽。

1.3.2 胚芽八宝粥的制作工艺

1.3.3 样品前处理

取50 g粥样品，加入50 g纯净水，匀浆后放入离心机3 000 r/min离心10 min，取上清液，再加水稀释2倍，倒入电子舌样品杯，每种样品倒2杯，待测；取10 g粥样品，加入10 g纯净水，匀浆，取1 mL加入电子鼻的顶空瓶中，每种样品做3个平行，待测；取1 mL粥的汤液，加入到稳定性分析仪配套的试管中，每个样品做3个平行，封口待测。

1.3.4 电子鼻测定条件

电子鼻的测定条件参考许灿[17]等的电子鼻检测方法并稍作修改。主机：数据采集时间120 s，数据采集周期1.0 s，数据采集延迟900 s，流量150 mL/min，进样量3 000 μL，注射速度500 μL/s；自动进样仪：加热器孵化期120 s，加热器孵化温度40 ℃，加热振荡器搅拌速度500 r/min，开始搅拌5 s，停止搅拌2 s，进样针清洗时间120 s，注射器温度50 ℃，填充速度500 μL/s。

1.3.5 稳定性分析仪测定条件

本试验采用LUMiSizer稳定性分析仪对粥的稳定性进行测定。该仪器基于光学离心的分析方法，利用乳液中粒子迁移与透光率变化的关系，确定粒子行为随时间的变化。样品管离心过程中，平行的近红外或蓝色光照射在上面，通过记录不同位置的透光率的变化，确定乳液中粒子的迁移过程。试验中参数设置：温度25 ℃，离心速度4 000 r/min，样品的透光率特征线每10 s记录1次，共计500 次。

1.3.6 数据分析

电子鼻采用Alpha Soft 9.1软件控制仪器并处理数据；电子舌采用自带的DBMS数据库系统，对测试的原始数据进行味觉特征分析；稳定性分析仪的数据采用Excel 2010作图。

2 结果与讨论

2.1 胚芽八宝粥的电子舌评价

2.1.1 主成分分析(principal component analysis，PCA)[8]

图1为二维主成分得分图，横坐标代表主成分PCI，纵坐标代表主成分PC2，图1中的一个点代表一个检测样品，主成分的贡献率代表主成分所包含的原始信息量。图1中PCI和PC2贡献率分别为73.76%和17.72%，总贡献率为91.48%，此数据说明主成分已能较好地反映原来多指标的信息。

图1 不同样品的电子舌主成分分析图Fig.1 Principalcomponent analysis of electronic tongue in different samples

2.1.2 不同八宝粥样品的的具体味觉特征

图2为10种样品的苦味、涩味的二维味觉图。从图2可以看出，电子舌能够有效区分不同八宝粥样品的苦味、涩味的味感差异，横坐标代表涩味，纵坐标代表苦味，数值越大代表相应的味觉值越强。一个圈代表同类样品，圈之间的距离代表样品之间的整体差异性。胚芽八宝粥A和样品D-2、E-1的苦味、涩味较接近，被区分为一类；样品C、D-1、D-3、E-3被区分为一类；样品B的八宝粥的苦味、涩味值最强，样品E-2次之，样品D-4的苦味、涩味值最小，胚芽八宝粥A的苦味、涩味值也较小，口感较好。

图2 苦味、涩味的二维味觉图Fig.2 The two-dimensional map of bitterness and astringency

图3为10种样品的咸味、丰富度的二维味觉图。从图3可以看出，电子舌能够有效区分不同八宝粥样品的咸味、丰富度的味感差异，横坐标代表丰富度，纵坐标代表咸味，数值越大代表相应的味觉值越强。一个圈代表同类样品，圈之间的距离代表样品之间的整体差异性。样品C、D-2、D-3、D-4的咸味、丰富度较接近，被区分为一类；样品D-1、E-1、E-2、E-3的咸味、丰富度较接近，被区分为一类；胚芽八宝粥A和样品B都是单独成一类。除了样品D-1比较特殊外，可以看出基本上每种八宝粥的咸味、丰富度各有区分，从而可以说明这10种八宝粥在味觉的丰富度上可以很好的进行区分。胚芽八宝粥A的味觉丰富度最低，咸味处于中间区域，可能与胚芽八宝粥中未添加蔗糖以及香精有关。

2.2 胚芽八宝粥的电子鼻评价

2.2.1 主成分分析(PCA)和判别因子分析(discriminant factor analysis ，DFA)

在主成分分析中，贡献率越大，说明主成分可以较好地反映原来多指标的信息[19]。一般情况下，总贡献率超过70%～85%的方法即可使用[20]。图4为不同样品八宝粥的气味主成分分析图，第一主成分和第二主成分的总贡献率达到了99.86%，足以收集样品的特征性信息。

图4 不同样品的电子鼻主成分分析图Fig.4 Principal component analysis of electronic nose in different samples

判别因子分析(DFA)是一种通过重新组合传感器数据来优化区分性的分类技术，它的目的是使各个组间的重心距离最大同时保证组内差异最小，在充分保存现有信息的前提下，使同类数据间的差异性尽量缩小，不同类数据间的差异尽量扩大[21]。从图5可以看出，一个圈代表同类样品，圈之间的距离代表样品之间的气味整体差异性。胚芽八宝粥A的气味与样品C、D-1、D-2、D-4被分为一类，气味较为接近，但是又有所区分。可见利用电子鼻的气味分析系统可以从气味上对不同八宝粥进行区分。

图5 不同样品的电子鼻判别因子分析图Fig.5 Discriminant factor analysis of electronic nose in different samples

2.3 胚芽八宝粥的稳定性评价

LUMiSizer稳定性分析仪基于 Stocks 理论及朗伯-比尔定律对样品的稳定性进行分析，通过记录离心过程中样品的透光率变化速率，对不同的八宝粥样品的稳定性进行评价(图6)。

透光率的变化直接反映了乳液中粒子的迁移过程，离心过程中，若样品管某位置上的透光率增大，说明乳液粒子发生上浮，反之，若透光率降低，则粒子发生沉降。用整体透光对时间作图即可得到曲线斜率值(slope)，它代表了一段时间内乳液透光率变化的快慢，slope值越大，稳定性越差，反之则越好[22]。图6为10种样品的slope平均值的柱状图，样品A的slope值为0.0006，是所有样品中slope值最小的样品，稳定性最好。因此，胚芽八宝粥相比于市面上的9款八宝粥样品在储存期内可以有效减少析水现象。

图6 不同样品的曲线斜率值Fig.6 Curve slope of different samples

3 结论

本课题以发芽糙米、发芽绿豆、发芽鹰嘴豆等为主要原料，开发了营养丰富的胚芽八宝粥。利用先进的智能感官评价设备对胚芽八宝粥与市面上的9款八宝粥进行了口感、气味的对比。电子舌的检测结果发现，胚芽八宝粥的苦味、涩味值较小，咸味适中，入口的口感较好，但是其味觉的丰富度最低，可能与胚芽八宝粥中未添加蔗糖以及香精有关，下一步可以通过添加具有更强后味的原料来改善其丰富度。通过电子鼻对胚芽八宝粥和市面上的9款八宝粥样品的气味检测发现，胚芽八宝粥的气味能够与其他九款八宝粥进行区分，并且与品牌C及品牌D的气味比较接近，胚芽八宝粥的气味能够为消费者所接受。

八宝粥的稳定性也是考察八宝粥品质的重要因素，一款品质高的八宝粥产品必须保证在保质期内能够不析水，不变色。采用稳定性分析仪对胚芽八宝粥与其他9款八宝粥的稳定性进行了对比。结果发现，胚芽八宝粥的曲线斜率值(slope)最小，稳定性最好，相比于其他9款八宝粥样品，胚芽八宝粥在保质期内析水可能性更低。

因此，本课题将智能感官以及快速稳定性分析应用到八宝粥的评价中，相比于传统的感官品评以及储存期加速实验，将智能感官以及快速稳定性分析应用到八宝粥的评价中，能够快速对新产品的研发作出科学的判断，并且可以应用到其他品类产品的研发以及评价中，应用前景广阔。

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Intelligent sensory and stability evaluation of a mixed germ congee

WANG Xue1,2, DUAN Sheng-lin2, LIU Hui3, WANG Cheng-xiang3,YUAN Peng2, LIU Jia2, SUN Ai-dong1*

1(Beijing Forsetry University, College of Biological Sciences and Biotechnology,Beijing 100083,China)2(China National Research Institute of Food and Fermentation Industries,Beijing 100015,China)3(Tong Fu porridge Limited by Share Ltd,Wuhu 241200,China)

A kind of nutritional mixed germ congee was made with germinated brown rice, germinated mungbean, and germinated chickpea. The taste, aroma and stability of germ mixed congee and nine congees on the market were evaluated with intelligent sensory electronic evaluation equipment (electronic tongue and electronic nose) and stability analyzer. The results showed that the bitterness and astringency of mixed germ congee was less, and the saltiness was moderate. Therefore，the taste of mixed germ congee was better. But its richness was the lowest. The smell of mixed germ congee could be distinguished from other nine congees. The slope of mixed germ congee was minimal and its stability was the best. Compared with nine congees on the market, the mixed germ congee not only had a good taste and unique smell, but also the possibility of its stratification during the storage was the lowest.

germ mixed congee; germination; electronic tongue; electronic nose; stability analysis

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201702037

博士研究生，工程师(孙爱东教授为通讯作者,E-mail：adsun@bjfu.edu.cn)。

农业科技成果转化资金(2014GB2A000268)

2016-07-28，改回日期：2016-08-03