婴幼儿配方乳粉滋味品质评价

沈馨，凌霞，李雪霞，王丹丹，邹金，郭壮

（1.湖北文理学院化学工程与食品科学学院，湖北襄阳441053；2.襄阳市食品药品检验所，湖北襄阳441021）

婴幼儿配方乳粉滋味品质评价

沈馨1，凌霞2，李雪霞1，王丹丹1，邹金1，郭壮1

（1.湖北文理学院化学工程与食品科学学院，湖北襄阳441053；2.襄阳市食品药品检验所，湖北襄阳441021）

采用电子舌技术和多变量统计学方法相结合，对婴幼儿配方乳粉的滋味品质进行了评价分析。通过配对t检验发现，I段婴幼儿配方乳粉的咸味、后味A（涩的回味）和后味B（苦的回味）均显著低于II段和III段。通过主成分分析、多元方差分析和聚类分析发现，I段婴幼儿配方乳粉与II段和III乳粉整体滋味品质均存在差异显著，且II段和III乳粉整体滋味品质较为相似。

婴幼儿配方乳粉；电子舌；多变量统计学；品质评价

0 引言

近年来，研究人员对婴幼儿配方乳粉的营养成分一直进行不断的改良，力求使其最大限度地接近母乳，进而更符合婴儿消化吸收和营养需要。然而有报道指出，新生儿出生时已能区分甜、酸、咸和苦味[1]，因而在对婴幼儿配方乳粉配方进行优化的同时，进一步对其滋味品质进行评价是极为必要的。

电子舌实现了乳制品基本味和回味的数字化评价，目前已在原料奶及牛奶品牌识别[2-3]、乳制品质量控制[4]、酸奶滋味品质区分[5]、牛奶掺假识别[6]和牛乳货架期内品质变化评价[7]等方面有了广泛的应用，具有感受阈值与人保持一致的特点[8]。本研究采用电子舌技术对不同段数婴幼儿配方乳粉的滋味品质进行了评价，并对各滋味品质指标与乳粉成分的相关性进行了研究。

1 实验

1.1试剂及仪器设备

婴幼儿配方乳粉（市售）。

内部液，参比溶液，阴离子溶液，阳离子溶液，GL1传感器预处理液和味觉标准溶液。

电子舌SA-402B，该系统配备6个测试传感器和2个参比传感器，其中AAE、CT0、CA0、AE1、C00和GL1测试传感器分别用于测试鲜味、咸味、酸味、涩味、苦味和甜味；水循环多用真空泵SHZ-D；台式高速冷冻离心机3K15。

1.2婴幼儿配方乳粉样品的采集

从各超市分别购买隶属于4个知名品牌的I段、II段和III段婴幼儿配方乳粉。

1.3婴幼儿配方乳粉滋味品质的评价

1.3.1 婴幼儿配方乳粉的预处理

将11.5 g乳粉样品置于250 mL烧杯中，加入88.5 mL蒸馏水，常温下水合30 min后，于4℃下12 000 g离心10 min，取上清液备用。

1.3.2 婴幼儿配方乳粉酸、苦、涩、咸和鲜味的测定

向CA0、C00、AE1、CT0和AAE等5个测试传感器中加入200μL内部溶液后，置于参比溶液中活化24 h备用。向2个参比电极中加内部溶液至液面距离玻璃管顶部约5 mm位置后，置于浓度为3.3mol/L氯化钾溶液中活化24 h备用。将100 mL复原乳均匀倒在两个样品杯中，在电子舌系统进行自检和诊断后，按照下述步骤对其酸、苦、涩、咸和鲜味等基本味进行测定：

（1）传感器在阴离子或阳离子溶液中洗涤90 s，去除吸附物；

（2）传感器在参比溶液1和2中分别洗涤120 s；

（3）传感器在参比溶液3中浸泡30 s，测得参比溶液的电势值Vr；

（4）传感器在在某复原乳样品中浸泡30 s，测得电势值Vs；

（5）通过计算传感器CA0，C00，AE1，CT0和AAE所对应的Vs-Vr值，即可对样品的酸、苦、涩、咸和鲜进行评价。

其中，参比溶液（1）～（4）组分相同。每个样品重复测4次，选取后3次测量数据纳入数据分析。

1.3.3 婴幼儿配方乳粉后味A、后味B和丰度的测定

（1）传感器C00、AE1和AAE在参比溶液4和5中分别洗涤3 s后于参比溶液6中浸泡30 s，测得参比溶液电势值

其中参比溶液5和6与参比溶液1-4组分相同。每个样品重复测4次，选取后3次测量数据纳入数据分析。

1.3.4 婴幼儿配方乳粉甜味的测定

婴幼儿配方乳粉的甜味单独进行测定。向GL1测试传感器中加入200 L内部溶液后，置于GL1传感器预处理液中活化24 h备用。每个样品重复测定5次，取后3次测量数据作为分析的原始数据，其他方法与酸味等基本味测定方法相同。

因SA 402B电子舌系统每次仅能对10个样品进行测定，故本研究的12个样品共需2个循环完成测定，因而为减少系统误差每次均设置同一样品为内参样品，并将其各滋味指标的值定义为0。待测婴幼儿配方乳粉各滋味指标与该内参样品的差值，即为待测样品各滋味指标的相对强度值。

1.4婴幼儿配方乳粉成分的确定

通过查阅不同品牌和段数婴幼儿配方乳粉的配料表，明确样品中蛋白质、乳清蛋白、酪蛋白、α-乳清蛋白、脂肪、1,3-二油酸2-棕榈酸甘油三酯（OPO）、亚油酸、α-亚麻酸、二十碳四烯酸、二十二碳六烯酸、乳糖、膳食纤维、可溶性膳食纤维、低聚半乳糖、牛磺酸、左旋肉碱、肌醇、维生素A、维生素D、维生素E、维生素K1、维生素C、叶酸、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生B12、烟酸、泛酸、生物素、胆碱、钠、钾、氯、钙、镁、铁、锌、锰、铜、碘、硒、核苷酸、β-胡萝卜素、叶黄素、L-色氨酸、L-酪氨酸、5'-单磷酸胞苷、5'-单磷酸尿苷二钠、5'-单磷酸腺苷、5'-单磷酸鸟苷二钠和5'-单磷酸肌苷二钠的含量。

1.5统计分析

使用配对t检验对不同段数婴幼儿配方乳粉各滋味指标的差异性进行分析，使用主成分分析法（princi⁃pal component analysis，PCA）、聚类分析（cluster analy⁃sis，CA）和多元方差分析法（multivariate analysis of variance，MANOVA）对不同段数婴幼儿配方乳粉滋味品质整体结构的差异进行分析；使用皮尔森相关性分析法（Pearson correlation analysis）对婴幼儿配方乳粉理化指标和滋味指标之间的相关性进行分析。采用Matlab 2010b软件（The MathWorks，Natick，MA，USA）进行数据分析，使用Origin 8.5软件（OriginLab Corp，MA，USA）画图。

2 结果与分析

2.1婴幼儿配方乳粉各滋味指标差异性分析

图1 各滋味指标相对强度值

表1 不同段数婴幼儿配方乳粉各滋味指标差异性分析

图1为婴幼儿配方乳粉各滋味指标相对强度值(n=12)。由图1可以看出，纳入本研究的12个婴幼儿配方乳粉在丰度（鲜的回味）指标上的差异性最大，不同样品间丰度（鲜的回味）强度的极差值为8.53，其次为酸味、涩味、苦味和后味B（苦的回味），其极差值分别为8.34，5.52，4.68和4.11。

由图1亦可知，不同婴幼儿配方乳粉间鲜味、甜味、后味A（涩的回味）和咸味的差异性较小，其极差值分别为2.35，2.16，2.13和2.12。Kobayashi Y等[9]报道指出，使用SA-402B电子舌对食品或药品的滋味品质进行测定时，若样品在某一个滋味指标上的强度值之差大于1，则该差异即使通过感官鉴评的方法也可以区分开来。由此可见，不同品牌和段数的幼儿配方乳粉其滋味品质还是存在较大差异的，而这种差异会对婴幼儿的偏好产生影响。本研究进一步采用配对t检验对不同段数婴幼儿配方乳粉各滋味指标的差异性进行了分析，结果如表1所示。

由表1可以看出，I段婴幼儿配方乳粉的咸味、后味A（涩的回味）和后味B（苦的回味）均显著低于II段和III段（P＜0.05），同时其酸味、苦味和涩味亦显著低于III段（P＜0.05）而与II段差异不显著（P＞0.05）。值得一提的是，II段和III段婴幼儿配方乳粉各滋味指标差异均不显著（P＞0.05），此外，不同段数的婴幼儿配方乳粉其鲜味、甜味和丰度（鲜的回味）差异均不显著（P＞0.05）。由此可见，I段婴幼儿配方乳粉的滋味品质可能优于II段和III段，且II段和III段乳粉滋味品质较为相似。

滋味是食品中多种水溶性呈味物质相互作用刺激味蕾产生的感觉，因此仅孤立的对婴幼儿配方乳粉的某一个滋味指标进行评价是不足的。为了研究各段婴幼儿配方乳粉滋味品质的差异，本研究以12个婴幼儿配方乳粉样品9个滋味指标的测量数据为研究对象，在构建12行*9列矩阵的基础上进行了PCA、CA和MANOVA等多元统计分析。

2.2各段婴幼儿配方乳粉滋味品质整体结构的差异性

经PCA发现，各段婴幼儿配方乳粉滋味品质的信息主要集中在前2个主成分，其累计方差贡献率为86.48%。各段婴幼儿配方乳粉滋味品质的主成分1与主成分2因子得分如图2所示。

图2 主成分1与主成分2因子载荷

由图2可以看出，第一主成分的贡献率为64.41%，由苦味、涩味、后味A（涩的回味）、后味B（苦的回味）、咸味和酸味等6个指标构成，而第二主成分的贡献率为22.07%，主要由鲜味、甜味和丰度（鲜的回味）等3个指标构成。由此可见，第一主成分主要由婴幼儿配方乳粉缺陷型指标构成，第二主成分主要由婴幼儿配方乳粉特征性指标构成。各段婴幼儿配方乳粉滋味品质的主成分1与主成分2因子得分如图3所示。

图3 主成分1与主成分2因子得分

由图3可以看出，在水平方向上II段和III段婴幼儿配方乳粉较之I段整体偏右，结合因子载荷图（图2），我们可以定性的认为II段和III段乳粉较之I段其苦味、涩味、后味A（涩的回味）、后味B（苦的回味）、咸味和酸味等缺陷型指标的强度可能较强，这与配对t检验结果基本一致。由图3亦可知，在垂直方向上，不同段数的婴幼儿配方乳粉其分布无明显规律，因而可以定性的认为不同段数的婴幼儿配方乳粉其鲜味、甜味和丰度（鲜的回味）差异不显著，这亦与配对t检验结果一致。

本研究进一步采用马氏距离聚类，在考虑各样品关联性的基础上，对各段婴幼儿配方乳粉滋味品质的相似性进行了评价，基于马氏距离的各段婴幼儿配方乳粉滋味品质的评价如图4所示。图4中，**表示差异非常显著(P＜0.01)。

图4 各段婴幼儿配方乳粉滋味品质的评价

由图4可以看出，II段和III段婴幼儿配方乳粉整体滋味品质较为相似，而两者与I段差异均较大。本研究进一步使用MANOVA对各段婴幼儿配方乳粉整体滋味品质的差异性进行了分析，结果发现II段和III段婴幼儿配方乳粉的整体滋味品质差异不显著（P=0.73），而两者均与I段差异非常显著（P= 0.0011）。这一结果亦说明，根据婴幼儿配方乳粉段数划分的分组确实是造成图3因子得分图中各样本空间排布呈现明显区分的原因。

2.3婴幼儿配方乳粉成分和滋味指标相关性

食品组分构成决定了食品滋味品质的特征，因此本研究进一步采用Pearson相关性检验，在查阅婴幼儿配方乳粉组分的基础上，对常规理化指标和滋味指标的相关性进行了分析。作为一种数据二维呈现的方式，通过将数值用颜色进行表示，热图可以使观察者直观的对复杂的数据进行全面了解[10]。婴幼儿配方乳粉理化指标和滋味指标相关性的热图如图5所示。图5中，*为P＜0.05；**为P＜0.01；***为P＜0.001；OPO为1,3-二油酸2-棕榈酸甘油三酯。

图5 婴幼儿配方乳粉常规理化指标和滋味指标相关性的热图

由图5可以看出，婴幼儿配方乳粉中蛋白质、镁、钠、钾、氯、钙和磷的含量与产品的苦味、涩味、咸味、后味A（涩的回味）、后味B（苦的回味）和丰度（鲜的回味）均呈显著正相关（P＜0.05），而左旋肉碱添加量与之均呈显著负相关（P＜0.01）。a-亚麻酸与后味A（涩的回味）呈显著正相关（R=0.578，P=0.049），维生素K1与丰度（鲜的回味）呈显著负相关（R=0.578，P= 0.045），维生素B2与涩味呈现显著正相关（R=0.612，P=0.034）。此外，本研究亦发现，乳清蛋白的添加量与苦味、涩味、后味A和后味B均呈显著负相关（P＜0.05），OPO的添加量与苦味和后味B均呈显著负相关（P＜0.05）。值得一提的是，除上述组分外，婴幼儿配方乳粉中其他组分与各滋味指标的相关性均不显著（P＞0.05）。

3 讨论

乳粉的滋味品质可能会影响婴幼儿对乳粉的喜好性和接受性，因此在更换乳粉品牌或者段数的时候可能引起婴幼儿对乳粉的排斥，然而令人遗憾的是，目前针对婴幼儿配方乳粉滋味品质评价的研究报道尚少，即使食品安全国家标准中关于乳粉滋味品质要求的描述亦较为模糊，比如GB 10765-2010《乳粉》指出调制乳粉应具有应有的滋味，而GB 19644-2010《婴儿配方食品》指出其应符合相应产品的特性。由此可见，开展对婴幼儿配方乳粉滋味品质的评价是极为必要和迫切的。

乳基婴儿配方食品是指以乳类及乳蛋白制品为主要原料，加入适量的维生素、矿物质和/或其他成分，仅用物理方法生产加工制成的液态或粉状产品[11]。婴幼儿配方乳粉作为乳基婴儿配方食品的重要组成部分，可分为婴儿配方乳粉（0～6月龄，I段）、较大婴儿配方乳粉（6～12月龄，II段）和幼儿配方乳粉（12～36月龄，III段）等3类[12]。本研究发现II段和III段幼儿配方乳粉其滋味品质无显著性差异，但其与I段乳粉的滋味品质存在显著的差异，其中II段和III段乳粉的咸味、后味A（涩的回味）和后味B（苦的回味）的相对强度明显偏高，因为我们初步推断II段和III段幼儿配方乳粉的滋味品质较次于I段。

本研究发现，婴幼儿配方乳粉的滋味品质与其营养成分具有相关性，例如相对于I段乳粉而言，II段和III段乳粉的钠、钾、氯、钙和磷的含量明显偏高，这也可能是导致II段和III段乳粉咸味、后味A（涩的回味）和后味B（苦的回味）的相对强度明显偏高的主要原因。值得一提的是，本研究通过查阅配料表明确了婴幼儿配方乳粉的成分，在一定程度上具有一定的局限性。

4 结论

研究表明：丰度（鲜的回味）是不同品牌不同段数婴幼儿配方乳粉间差异最大的滋味指标。I段婴幼儿配方乳粉的整体滋味品质与II段和III段存在显著差异，其中I段乳粉的咸味、后味A（涩的回味）和后味B（苦的回味）显著偏低，由此可见I段乳粉的滋味品质优于II段和III段。本研究进一步发现，II段和III段婴幼儿配方乳粉滋味品质差异不显著，且乳粉常规理化指标和滋味指标存在一定相关性。

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Taste quality assessment of infant formula milk powder

SHEN Xin1，LING Xia2，LIXuexia1，WANG Dandan1，ZOU Jin1，GUO Zhuang1
(1.College of Chemical Engineering and Food Science,Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441053，Chi⁃na；2.Xiangyang institute of food and drug supervision，Xiangyang 441053，China)

In this paper,the taste profile characterizations of infant formula milk powder were studied by electronic tongue and multivariate statistics.The results of paired t-test indicated that the relative abundance of saltiness,aftertaste-A,and aftertaste-B in first infant formula milk powder were significantly lower than second infant formula milk and baby milk powder（P＜0.05）.Through principal coordinate analysis (PCA),multivariate analysis of variance(MANOVA),and cluster analysis(CA)showed that there were significant difference in taste profile characterization of first infant formula milk powder with the other two kinds of samples（P＜0.05）.Meanwhile,the result also indicated sec⁃ond infantformula milk and baby milk powder had quite a lot in common.

infant formula milk powder;electronic tongue;multivariate statistics;quality evaluation

TS252.51

A

1001-2230（2017）04-0017-04

2016-09-18

湖北文理学院大学生创新创业训练计划项目；湖北文理学院食品新型工业化学科群建设项目（2016）。

沈馨（1996-），女，本科，研究方向为食品生物技术。

郭壮