基于电子鼻、电子舌比较分析冷藏方式对小香鸡风味的影响

摘 要：利用电子鼻和电子舌研究冷冻、冰鲜和冷鲜小香鸡贮藏期间风味的变化规律。对电子鼻实验数据进行雷达分析、主成分分析（principal components analysis，PCA）和荷载分析（loading），对电子舌实验数据进行PCA分析。结果表明：冷冻、冰鲜和冷鲜小香鸡不同贮藏期挥发性气味和滋味呈现显著差异，贮藏温度越高，小香鸡风味骤变时间越早。冷冻、冰鲜和冷鲜小香鸡挥发性气味发生骤变的时间拐点分别是贮藏24、8、4 d，滋味发生显著变化的时间拐点分别是贮藏12、6、3 d。对冷冻、冰鲜和冷鲜小香鸡电子鼻和电子舌检测数据与感官评分拟合后进行偏最小二乘法（partial least square，PLS）分析，相关系数>0.96，表明电子鼻和电子舌能代替感官评定。

关键词：小香鸡汤汁；冷冻；冰鲜；冷鲜；风味；电子鼻；电子舌

Abstract： The changes of flavor characteristics during the frozen， ice and cold storage of Small Fragrant chicken broth were investigated by electronic nose and electronic tongue. The electronic nose data were analyzed by radar analysis， principal component analysis （PCA） and loading analysis （LA）， and the electronic tongue data by PCA. The results showed that there was a significant difference in the volatile odor and taste of Small Fragrant chicken broth at different storage periods. The flavor deteriorated earlier at higher storage temperature. The volatile odor changed significantly at 24， 8， and 4 days of frozen， ice and cold storage separately， and the taste changed significantly at 12， 6 and 3 days separately. The sensory scores were fitted against the instrumental data and analyzed by partial least square （PLS） regression to obtain correlation coefficients greater than 0.96. These results show that electronic tongue and nose can be an alternative to sensory evaluation.

Key words： Small Fragrant chicken broth； frozen storage； ice storage； cold storage； flavor； electronic nose； electronic tongue

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201704009

中图分类号：TS251.1 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2017）04-0050-06

引文格式：

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榕江小香鸡是贵州地方优良土鸡之一[1]，于2006年被列为国家品种资源平台建设项目，并于2014年9月获得“国家地理标志保护产品”认证[2]。在农村粗放饲养条件下，小香鸡长势缓慢，生长周期长，饲养成本高，营养成分在生长过程中得到不断积累，肉质细嫩，味道鲜美，香气独特，风味特征物质含量远超过其他鸡种，是纯天然的“味精”。目前，小香鸡相关的研究主要集中于品种概述[3-4]、基因组学[5-6]和养殖[7-9]等方面，而关于其贮藏的研究较少。

在禽肉贮藏保鲜中，低温保鲜是应用最广泛的保鲜技术[10]。冷冻保鲜是将食品置于-18 ℃以下对其进行贮藏保鲜，适合长途批量运输，但冷冻过程中产生的冰晶会破坏肉的组织，对禽肉风味有一定影响。冰鲜技术是第3代低温保鲜技术，与4 ℃冷鲜贮藏相比，（0.8±0.2） ℃冰鲜贮藏能有效提高鸡肉的品质和风味，并且延长肉类的货架期[11-12]。小香鸡贮藏过程中风味的变化是品质变化的一个重要指标。而炖汤是最能体现小香鸡风味的热处理方式之一。

鸡肉风味检测方法主要有感官鉴定和化学检测[19]，感官鉴定存在主观性，化学检测方法操作繁琐、耗时、昂贵。而电子鼻和电子舌是快捷、客观的风味评价手段。电子鼻是对气味整体特征有用信息的评价。电子舌是对味道整体特征有用信息的评价[17-19]。电子鼻和电子舌可用于快速检测鸡肉新鲜度[13，19-22]、区分鸡肉肉质[22]。但用电子鼻和电子舌检测鸡肉贮藏过程中风味的变化均以生鸡肉为研究对象，而鸡肉中部分呈味物质需要通过热诱导反应产生[24]。

由于电子鼻检测样品气味，电子舌检测样品滋味，仅依靠其一难以代表样品整体风味。本研究采集小香鸡冷冻、冰鲜和冷鲜贮藏期间，炖制汤汁的电子鼻和电子舌电极响应值，利用主成分分析（principal components analysis，PCA）、荷载分析（loading）和偏最小二乘法（partial least square，PLS）对汤汁风味成分进行分析，为小香鸡保鲜提供相关的实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小香鸡 贵州省榕江山农发展有限公司；鸡体大小（1 400～1 600）g，0 ℃贮运至实验室。

1.2 仪器与设备

α-GENIMI电子鼻 法国Alpha MOS公司；Insent SA402B电子舌 北京盈盛恒泰科技有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 样品预处理

小香鸡分为冷冻组、冰鲜组和冷鲜组，分别置于

-18、0、4 ℃贮藏室内贮藏，每隔适当时间取出小香鸡，备用。

1.3.2 小香鸡汤汁制备

小香鸡洗净之后，去尾脂腺，分割头、颈、爪、腿、翅，鸡身架切成5 cm×5 cm左右方块，按质量比1∶3往炖锅中加入蒸馏水，浸没过鸡块，大火将汤煮沸之后，撇除上层浮沫，微火慢炖2 h。汤汁用10 cm×20 cm两层纱布过滤2 次，密封静置备用[24]。

1.3.3 电子鼻测定

取4 mL香鸡汤汁放置于20 mL进样瓶中，封盖后在60 ℃条件下平衡30 min，用电子鼻进行测定。电子鼻采用顶空进样方式，每个样品重复3 次。载气为空气，速率为300 mL/min。顶空获取时间为90 s，延滞180 s，选取70～80 s较平稳的阶段进行信息采集。α-GENIMI电子鼻传感器性能描述见表1。

1.3.4 电子舌测定

将25 mL小香鸡汤汁分别装入电子舌专用烧杯中，置于自动进样分析装置上。汤汁采集时间为120 s，每1 s采集1 次数据，以最后30 s数据的平均值作为样品检测1 次的数据。每个样品测量前电子舌系统均需完成自检、初始化、校正等环节，测量后传感器清洗时间300 s。每个样品重复3 次。Insent SA402B电子舌AAE、CT0、CA0、C00和AE1传感器的响应特性为鲜味、咸味、酸味、苦味和涩味。

1.3.5 感官评价指标

由6 名经过训练的评价员组成感官评价小组，根据鸡汤风味评价表[17]并稍作修改，以小香鸡汤汁的气味和滋味为主要评价指标，权重分别为50%，对其进行感官評价，具体评分标准见表2。

1.4 数据处理

实验结果由SPSS.v 16.0和SIMCA-P 11.5软件结合对数据进行雷达分析、主成分分析和荷载分析，并用偏最小二乘法进行指标预测。

2 结果与分析

2.1 小香鸡汤汁电子鼻检测

2.1.1 小香鸡汤汁电子鼻雷达图

对小香鸡汤汁的风味进行电子鼻测定。6 个坐标轴分别代表6 个传感器，坐标轴的大小代表传感器的灵敏程度，其响应强度变化可说明小香鸡鸡汤中某些挥发性气味成分浓度的变化。

由图1可知，电子鼻的6 个传感器对小香鸡汤汁的风味成分有明显的响应。3 种冷藏方式下，苯类、胺类、醇类、碳氢化合物和氯浓度变化较显著，硫化物和氨、胺化合物等挥发性物质较稳定存在。冷鲜组汤汁贮藏至4 d的响应值与冰鲜组18 d的响应值接近，冰鲜组汤汁贮藏至12 d的响应值与冷冻组24 d的响应值接近，表明贮藏温度越高，挥发性风味变化越明显。三图差别显著，说明利用电子鼻区分不同温度贮藏条件下的样品是可行性的。

2.1.2 小香鸡汤汁电子鼻主成分分析

主成分分析（PCA）主要是对传感器响应值的特征向量矩阵进行数据转换和降维，通过对降维后的特征向量进行线性分类，并将分类结果以散点图的形式直观地展现出来。文献[20]指出主成分总贡献率超过70%～85%，分析结果就基本综合了全部传感器的响应结果。图2中的椭圆代表单一样品重复的整体信息特征，图形距离的远近代表样品间气味差异的大小。

由图2可知，图2a中第1主成分（PC1）和第2主成分（PC2）的总贡献率达到94.8%；图2b中PC1和PC2的总贡献率达到92.6%；图2c中PC1和PC2的总贡献率达99.1%，表明提取的信息能够反映原始数据的大部分信息。冷冻组汤汁的挥发性物质成分区域几乎无重叠，表明PCA方法可对其进行区分，贮藏4～20 d相对较集中，可能是由于鸡肉在低温时微生物生长受抑制，肉品较新鲜，气味变化不明显，第24 天时气味骤变。冰鲜组的汤汁分别在贮藏0、2 d和10、12、14 d的挥发性物质区域有部分重叠，气味较为接近，贮藏8 d时气味发生明显变化。冷鲜组的汤汁在贮藏2、3 d时，挥发性物质区域有部分重叠，气味较为接近，贮藏4 d时气味发生明显变化。贮藏温度越高，挥发性气味变化越明显。

2.1.3 小香鸡汤汁电子鼻荷载分析

由图3a可知，P30/1、P40/2和PA/2对PC1贡献比较大，T70/2对PC2贡献比较大，表明样品挥发气味中的碳氢化合物、氨类、氯和醇类物含量较高，苯类也占有一定比例。图3b中LY2/gCTL对PC1贡献比较大，T70/2、P30/1和LY2/Gh对PC2贡献比较大，表明冰鲜组汤汁挥发性气味中硫化物的含量明显高于冷冻组，而碳氢化合物和氯类的含量明显低于冷冻组，二者差异显著。冷鲜组的汤汁挥发性气味中苯类和氯化物等成分的含量明显高于冰鲜组。出现该实验结果的原因可能是，随着保藏期的延长，小香鸡鸡肉新鲜度降低，蛋白质、脂类和碳水化合物等成分在内源酶或微生物作用下，最终分解为氨、硫化氢、苯类、氨类等风味物质。

2.2 小香鸡汤汁的电子舌的主成分分析

由图4可知，图4a中PC1和PC2的总贡献率达到89.1%；图4b中PC1和PC2的总贡献率达到88.9%；图4c中PC1和PC2的总贡献率达到97.4%，表明提取的信息能够反映原始数据的大部分信息。冷冻、冰鲜和冷鲜组汤汁的滋味分别在贮藏12、6、3 d发生明显变化。冷冻和冷鲜组汤汁滋味物质成分区域几乎无重叠，表明PCA方法可对其进行区分。电子舌PCA分析发生拐点的时间和电子鼻的略有不同，这可能是因为电子鼻检测时获取的样品信息主要来自于鸡汤的挥发性和半挥发性物质，而电子舌检测时获取的信息来自于鸡汤中的水溶性物质[19]，故仅用电子鼻或电子舌研究鸡肉风味变化不全面。电子舌的5 个传感器可以分别对鲜、咸、酸、苦和涩5 种滋味做出评价，但是由于鲜和苦这2 种滋味的成味物质较为复杂，因此，电子舌不能进行具体的评价。

2.3 小香鸡汤汁感官评定与电子鼻、电子舌相关性分析

在冷冻、冰鲜和冷鲜3 种冷藏方式下，小香鸡风味均随贮藏时间延长而改变，但其变化趋势显著不同，这为通过感官评定将三者准确区分提供了有利条件。由表3可知，在不同冷藏方式下，随着贮藏时间的延长，小香鸡汤汁的感官评分逐渐下降，其中冷鲜组的汤汁感官评分值的下降速率明显比冷冻和冰鲜组的快，这与邵磊等[25]

研究的冷鲜和冰鲜条件下鸡肉相关品质变化的研究结果一致。冰鲜组汤汁感官值在贮藏10 d以内高于冷冻组，10 d以后低于冷冻组，这可能因为冷藏温度越低，微生物生长受抑制越高，小香鸡品质下降速率越慢。

以在冷冻、冰鲜和冷鲜方式下不同贮藏时间小香鸡汤汁实际感官评分（表3）为横坐标，电子鼻和电子舌预测感官评分为纵坐标，进行偏最小二乘回归分析（PLS），如图5所示。

由图5可知，冷冻、冰鲜和冷鲜组的汤汁感官评分真实值与电子鼻、电子舌预测值的相关系数分别为0.965、0.975和0.970，说明模型较好地预测了低温贮藏小香鸡汤汁的品质。感官评价的结果与电子鼻、电子舌的结果有良好的重复性，并且电子鼻、电子舌比人为感官评价的辨识度更高，区分结果更为精确、客观。

3 结 论

通过雷达图分析和荷载分析表明：电子鼻对小香鸡的挥发性物反应灵敏，可无损检测鸡肉的挥发性物质；随着贮藏时间的延长，P30/1（碳氢化合物、氨）、T70/2（甲苯、二甲苯）、PA/2（乙醇）、P40/2（氯）传感器响应值变化显著。通过主成分分析对冷冻、冰鲜和冷鲜贮藏期间小香鸡汤汁的品质进行区分和评价，可以得出：冷冻、冰鲜和冷鲜贮藏期间小香鸡汤汁挥发性气味和滋味分布具有一定的规律，确定了这3 种贮藏方式下小香鸡炖煮汤汁气味和滋味的骤变分别在24、8、4 d和12、6、3 d。电子鼻和电子舌同时检测同一样品，但骤变时间却不同，这可能是电子鼻仅能检测样品挥发性风味物质，而电子舌主要检测样品半挥发性和不挥发性物质，所以单一使用电子鼻或電子舌检测汤汁，不能代表其整体风味，需要联合使用。用偏最小二乘法（PLS）对冷冻、冰鲜和冷鲜贮藏期间小香鸡的汤汁电子鼻和电子舌响应信号和感官评分进行拟合，PLS线性拟合曲线的相关系数为分别0.965、0.975和0.970，表明PLS建立的模型可以准确预测小香鸡风味变化。

冰鲜贮藏前期小香鸡风味明显优于冷冻贮藏，而贮藏期明显短于冷冻贮藏。相比冷鲜贮藏，冰鲜贮藏能够有效延长鸡肉货架期。研究结果可作为小香鸡贮藏工艺设计的技术依据，并对其他肉禽类冷藏工艺起到参照作用。

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