电子舌对海藻碘液的味觉值初探

王 茹,唐 雄,李加兴,岳元媛

(雪天盐业集团股份有限公司,湖南省井矿盐工程技术研究中心,湖南 长沙 410015)

碘是人体必须的微量元素,是合成甲状腺激素必需的成分,甲状腺激素在维持人体正常的新陈代谢及少年儿童的成长发育方面发挥着重要的作用。缺碘带来的危害有地方性甲状腺肿、克汀病、单纯性耳聋等。为消除碘缺乏带来的危害,1994年世界卫生组织和联合国儿童基金会推荐,在食盐中添加碘,作为一种安全的、低成本而且可持续的补碘策略以保证广大民众的碘的摄取量[1]。

1994年我国政府颁布《食盐加碘消除碘缺乏危害管理条例》,采用食盐中添加碘酸钾的方式补碘[2]。卫生部于1998年批准了一种比无机碘更加稳定的补碘剂—海藻碘用于食盐生产[3]。GB 26878-2011《食品安全国家标准 食用盐碘含量》中规定在食用盐中加入的食品营养强化剂,包括碘酸钾、碘化钾和海藻碘。根据《食盐加碘消除碘缺乏危害管理条例》(中华人民共和国国务院令第163号)第二章第八条的规定,应主要使用碘酸钾。

海藻碘作为食用盐中添加的食品营养强化剂,在食盐加碘消除碘缺乏工作中发挥重要作用,相应的对于不同生产企业海藻碘液产品内在质量的判定也越发重要。国家卫健委和国家市场监管总局于2018-06-21联合发布GB 1903.39-2018《食品安全国家标准 食品营养强化剂 海藻碘》。在标准中对食品营养强化剂海藻碘的产品质量从感官要求、理化指标、微生物限量方面设定指标要求。文章以海带为原料,将经水浸提、净化、浓缩等工序制成的自制海藻碘液配制成不同碘含量的溶液,用电子舌测定不同碘含量溶液的苦味值、咸味值、鲜味值、甜味值、涩味值,并进行感官评价,将电子舌测定值与感官评定结果做比较,分析两者的相关性。同时将自制海藻碘液、不同生产企业的海藻碘液、试剂碘化钾配制成相同碘含量浓度的溶液,用电子舌进行苦味值、咸味值、鲜味值、甜味值、涩味值及酸味值的测定,通过对各味觉值的分析与比较找出其中的内在联系。

1 材料与方法

1.1 试验材料

自制海藻碘液、不同生产企业的海藻碘液、碘化钾试剂。

1.2 实验设备与试剂

实验设备。DT500A电子天平 常熟市意欧仪器仪表有限公司; SHA-C恒温水浴振荡器 江苏省金坛市农仪器厂; SA402B电子舌 日本Insent公司。

电子舌测试用试剂。Reference溶液(人工唾液)、KCl+酒石酸;负极清洗液,水+乙醇+HCl;正极清洗液,KCl+水+乙醇+KOH。

1.3 样品制备

以海带为原料,经水浸提、净化、浓缩等工序制成自制海藻碘液。

1.4 电子舌测定原理

研究所用的SA402B型电子舌传感器阵列由6个味觉传感器和3 根玻璃管参比电极构成,各传感器代表的味觉信息见表1。正式测试前,传感器需进行活化、自检以确保数据的可靠性和稳定性。甜味和酸味、苦味、涩味、鲜味、咸味分开测试。测试甜味时,所有样品重复测试5 次。测试其他味觉时,所有样品重复测试4次。根据韦伯—费希纳定律,电子舌系统将测得的电势信号转化为对应的味觉值。

表1 各味觉传感器代表的味觉信息Tab.1 Taste information represented by various taste sensors

1.5 感官品评方法

根据参考文献稍作修改,配制不同碘含量的自制海藻碘溶液作为待测样品,将样品根据用电子舌测试最低浓度的的味觉值进行评分,从公司中招募20名志愿者(10名男性、10名女性)组成感官评价小组,所有志愿者在实验前1 h不得进食。取10 mL待口尝样品溶液于透明口尝杯。实验前,志愿者将参比样品溶液含于口中10 s,期间做漱口动作,使舌头充分感受基本味道,记下该参比样品溶液对应的味道,然后吐出,用蒸馏水漱口至少4次,休息30 s后口尝下一个参比样品溶液。志愿者按照上述方法对待测样品进行口尝,根据口尝感受,结合参比样品液的味觉值,给出待测样品的口尝味道评分值[4-5]。

2 实验结果

2.1 自制海藻碘液的电子舌测定味值和感观评价分析

将自制海藻碘液配制成不同碘含量的溶液,用电子舌测定不同碘含量溶液的苦味值、咸味值、鲜味值、甜味值、涩味值,并进行人员感官评价。

基于人工脂膜技术,电子舌可以模拟人的口腔味蕾细胞对苦味、咸味、鲜味、甜味、涩味味道的感知,比较电子舌法和口尝法对不同碘含量的自制海藻碘液的味觉值感受是否一致,结果表明,人工口尝法与电子舌对味觉值的敏感度趋势一致,即随着样品浓度的增加,各味觉值越高。见图1～图5[6-7]。

图1 自制海藻碘液在不同浓度下的苦味值Fig.1 Bitterness value of self-made seaweed iodine solution at different concentrations

图2 自制海藻碘液在不同浓度下的咸味值Fig.2 Saltiness value of self-made seaweed iodine solution under different concentrations

图3 自制海藻碘液在不同浓度下的鲜味值Fig.3 Delicate flavour value of self-made seaweed iodine solution at different concentrations

图4 自制海藻碘液在不同浓度下的甜味值Fig.4 Sweetness value of self-made seaweed iodine solution at different concentrations

图5 自制海藻碘液在不同浓度下的涩味值Fig.5 Astringency value of self-made seaweed iodine solution at different concentrations

基于人工脂膜技术,电子舌可以模拟人的口腔味蕾对不同类型物质的味道感知。利用电子舌法和口尝法分析不同质量浓度的样品影响,由图1～图5可知,随着样品浓度的增加,味觉值逐渐增强,这一结果与增加实验浓度机制相符,说明电子舌在处理低浓度的复杂样品时候仍具有在较高的可信度。

2.2 不同碘液的滋味对比

将自制海藻碘液、不同生产企业的海藻碘液、试剂碘化钾配制成相同碘含量浓度(0.007 5%)的溶液,分别用电子舌进行苦味值、咸味值、鲜味值、甜味值、涩味值及酸味值的测定。其结果见图6。

图6 不同碘液的电子舌雷达图Fig.6 Electronic tongue radar diagram of different iodine solutions

自制海藻碘液的味觉值与各生产企业海藻碘液及试剂碘化钾的味觉值相比,鲜味值最高,苦味、涩味的味觉值最低,按各味觉值大小对自制海藻碘液、试剂碘化钾、各生产企业海藻碘液进行排序,可以看出苦味值序列与涩味值序列一致,鲜味值的序列大体与苦味值、涩味值序列成反向一致,其中只有一家企业海藻碘液的鲜味值排序异常,后续将开展实验进一步探索异常原因。而且所有样品的酸味味觉值都未检出(小于零),可能是味觉之间的消杀作用[8-9],也可能是海藻碘液中呈现酸味的物质比较少,低含量呈现的酸味值低于仪器的检出限。

3 结论及展望

以海带为原料,将经水浸提、净化、浓缩等工序制成的自制海藻碘液配制成不同碘含量的溶液,进行苦味值、咸味值、鲜味值、甜味值、涩味值及酸味值的测定,并且进行感官品评,结果说明电子舌在处理低浓度的复杂样品时候仍具有较高的可信度。同时将各生产企业海藻碘液苦味值、咸味值、鲜味值、甜味值、涩味值、酸味值与自制海藻碘液的各味觉值进行比较,按各味觉值大小对自制海藻碘液及各生产企业海藻碘液进行排序,各海藻碘液的鲜味值与苦味值、涩味值之间有一定的关联性,以期这种关联性对满足GB 1903.39-2018《食品安全国家标准 食品营养强化剂 海藻碘》的海藻碘液在内在品质的进一步细分上提供新思路。