电子舌技术在食用盐模糊感官评价中的应用

苏智敏 - 黄小平 - 刘 飞 吴 振

(1. 重庆市中药研究院，重庆 400065；2. 中药健康学重庆市重点实验室，重庆 400065)

食盐是人们生活中不可或缺的调味剂，人体每日仅需3 g。但是，中国实际食盐摄入量为每人每天10～15 g，其摄入量过高易导致高血压等疾病[1]。

目前，中国对食用盐的感官评价仅包括颜色、异味、外来异物，且对咸味评价的重现性极易受评价员心理状况及疲劳效应的影响。因此，相较于感官评价方法[2-3]的不确定因素，近年来兴起的电子舌传感技术[4-5]、模糊感官评价法[6-7]被广泛应用于味觉分析领域[8-9]。基于生物仿生学原理，电子舌检测技术模拟人类唾液及味觉感知机理，由传感器阵列获取电流信号，从而实现对待测样的客观、可靠分析[10]。结合模糊感官评价模型[11-13]，对待测样感官品质的相互制约因素进行数学化抽象处理，最终建立一个反映待测样某一种特定感官的理想评价模型，从而减少因评价员主观反应导致的评定误差。因此，将电子舌传感技术[14]与模糊感官评价相结合已广泛应用于不同品种产品的研究[15-17]，弥补了感官评价的局限性[18]。

目前感官评价体系指标的建立主要依靠人工感官评价，但食用盐因其特殊的口感易导致人工评价时主观反应误差较大，且感官品质评价模型尚未见报道。试验拟选取5种不同原料食用盐为主要研究对象，通过电子舌传感器结合主成分分析法[19-21]建立感官指标权重，采用模糊感官评价方法对其滋味进行评价，建立食用盐感官评价模型，为食用盐感官品质的评价提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 原料与仪器

深井臻纯盐(重盐天井牌)、天然海盐(福盐牌)、低钠盐(重盐晶心牌)、加碘食用盐(重盐晶心牌)、天山湖盐(中盐牌)：市售；

娃哈哈纯净水：杭州娃哈哈集团有限公司；

电子舌系统：TS-5000Z型，配有4个基础味觉传感器AAE、CT0、C00、AE1分别检测鲜味(氨基酸和核酸引起)、咸味(盐引起)、苦味(苦味物质引起)、涩味(涩味物质引起辛辣味)，1个回味传感器AAE检测丰富性(鲜味物质引起)，以及1个陶瓷参比电极Ag/AgCl，日本Insent公司；

低速离心机：TD-6M型，四川蜀科仪器有限公司；

电子分析天平：AUW220D型，日本岛津公司。

1.2 电子舌试验

分别称取0.50 g样品于250 mL烧杯中，加入娃哈哈纯净水溶解，离心，取上清液，转移至100 mL容量器中定容，上机测试，要求每种样品测量前后，传感器都进行清洗和标准化，每个样品循环测试3次。

1.3 模糊感官评价

参照感官要求项目并结合食用盐特性，选择鲜味、咸味、涩味、苦味、丰富性共5个最能反映食用盐感官品质的指标作为评价指标。评价小组由16人组成，8男8女，年龄为22～40岁。准确称取盐0.5 g放入一次性纸杯，加入100 mL水溶解，将样品呈递给评价员品尝。评价员得到每个样品，根据各感官感受分别进行评价，并对食用盐各项指标进行记录。

1.4 数据处理

由电子舌检测仪器自带DBMS系统数据库，对电流传感器所采集到的数据信号进行味觉特征分析，采用因子分析法确定各感官指标的权重。按表1标准分别对食用盐各项指标进行登记评定，采用赋值法计算感官评价总得分，记录评分结果。

表1 食用盐口感评价标准

2 结果与讨论

2.1 电子舌分析

由表2可知，5种食用盐样品中的涩味、鲜味、苦味、咸味4 种基本味觉指标，以及包括丰富性的基本味觉指标之间均存在显著差异。其中不同食用盐样品中味觉指标变化最为明显的是鲜味，其次分别为丰富性、涩味和苦味，并且这4 种基本味觉指标变化均明显大于咸味指标。由于食用盐的生产工艺、原料、品种类型以及产地等不同，造就了不同品牌和种类食用盐在鲜味、丰富性和涩味等味觉指标上的差异。试验结果表明电子舌传感技术可以反映不同原料食用盐的品质特征以及品牌之间的细微差异。

表2 电子舌味觉值

2.1.1 主成分分析 基于SPSS 22.0统计软件的主成分数据分析发现，前3个主成分的方差贡献率累计高达81.09%，其中第1主成分的方差贡献率为50.46%，第2主成分的为21.72%，第3主成分的为8.92%。

由表3可知，第1主成分中指标系数绝对值最大的是鲜味、涩味、丰富性3项，即第1主成分由这3个滋味指标构成；第2主成分中咸味指标载荷绝对值明显高于其他4个指标；第3主成分中苦味指标的绝对值最大。综上，试验中用于评价食用盐品质的5种感官评价指标可以划分为3大类，其中鲜味、丰富性和涩味等响应信号值组成第1主成分，咸味指标构成第2主成分；苦味指标构成第3主成分。

表3 因子载荷指标

2.1.2 感官品质评价分析 采用回归方法计算系数矩阵，前3个公因子表示为5种滋味指标分别采用线性形式表现，分别从不同方面反映了不同品牌食用盐滋味品质的整体水平，如表4所示。单独使用某一公因子不能很好地对食用盐感官品质作出客观、正确的综合评价，以各公因子所对应的方差贡献率为权数，计算综合统计量(F=0.563F1+0.293F2+0.144F3)，并进一步求取综合因子得分。

由表4可知，各滋味指标在食用盐样品中的贡献是由因子得分系数与对应方差贡献率的乘积构成，再用各滋味指标的贡献除以所有滋味指标的贡献之和即可求得对应滋味指标的权重。试验求得食用盐各感官指标的权重A={A鲜味，A咸味，A涩味，A苦味，A丰富性}={0.32，0.23，0.22，0.18，0.05}。

表4 因子得分系数矩阵

2.2 模糊感官评价分析

评价人员对5种不同品牌的食用盐按鲜味、咸味、涩味、苦味、丰富性评价的汇总结果见表5。

表5 食用盐的感官评定结果

将表5中5种食用盐口感因素的各等级评价人数除以总评价人数，得模糊矩阵R，以深井臻纯盐为例，建立鲜味、咸味、涩味、苦味、丰富性5个单因素模糊评价矩阵R，得出每个指标的集合为U鲜味=[0.31 0.31 0.38]，U咸味=[0.44 0.31 0.25]，U涩味=[0.38 0.37 0.25]，U苦味=[0.31 0.38 0.31]，U丰富性=[0.38 0.25 0.37]。将上述深井臻纯盐的5个单因素评价结果写成一个模糊矩阵：

(1)

将各感官指标的权重A与R组合后得到Y，Y可作为食用盐样品感官评价指标的综合评判结果，Y值越大表明综合评价结果越佳。根据模糊变换原理Y=A×R，即得深井臻纯盐的综合评价结果为：

(2)

即Y1={0.36,0.33,0.31}。

同理，计算出其他4种食用盐样品的模糊感官品质评价结果，再根据表1采用赋值法，分别将Y中各个量乘以其相对应的分值，再加和，得到最终感官评定值，结果见表6。

由表6可知，5种食用盐样品综合评分依次为天然海盐>天山湖盐>深井臻纯盐>低钠盐>加碘食用盐，说明天然海盐口感评价最高，排名第一；加碘食用盐排名最低。

表6 食用盐的综合评定结果

3 结论

通过电子舌技术对市售的5种食用盐样品进行感官评价、滋味指标检测和评价，对所得数据进行主成分等多种数理统计分析。根据电子舌检测技术，采用主成分分析法确定食盐模糊感官评价权重A={A鲜味，A咸味，A涩味，A苦味，A丰富性}={0.32，0.23，0.22，0.18，0.05}。不同品牌食用盐在口感上存在显著差异，其中天然海盐口感评价最高、天山湖盐次之、加碘食用盐最差。后续将增加食用盐样品数量及种类，以建立更加完善的感官品质评价模型。