經(jīng)驗介紹：電子鼻在對北京烤鴨香氣評價中的應(yīng)用
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肉類食品的風(fēng)味主要取決于自身揮發(fā)性成分的組成，目前測定肉類食品揮發(fā)性成分的檢測方法主要有感官評定和氣相色譜一質(zhì)譜測定等。然而，僅僅依靠傳統(tǒng)的感官評價難以客觀地反映肉類食品的風(fēng)味品質(zhì)，尤其是難以有效地展現(xiàn)傳統(tǒng)肉類食品的風(fēng)味特征，而采用氣一質(zhì)譜聯(lián)用法的成本費用又偏大。因此亟待借助電子鼻等現(xiàn)代檢測儀器，達到快速、準確、有效的評價目的。
電子鼻，是模擬人類的嗅覺系統(tǒng)設(shè)計研制的一種智能電子儀器，可用于測量一種或多種氣味物質(zhì)的氣體敏感系統(tǒng)。目前作為一種快速、有效的檢測方法，已應(yīng)用于罐頭食品以及海產(chǎn)品、肉制品等產(chǎn)品及原料的品質(zhì)檢測，包括新鮮度評判、微生物檢測等。柴春祥等采用電子鼻判別雞肉脂肪氧化的程度，準確率達99%。趙夢醒等采用電子鼻技術(shù)對凡納濱對蝦蝦頭和蝦肉的氣味變化進行檢測；付湘晉等采用電子鼻技術(shù)對白鰱魚魚肉的腥味進行
檢測。
以北京烤鴨為研究對象，采用電子鼻技術(shù)與感官評價技術(shù)相結(jié)合，以期建立一種對北京烤鴨不同部位肉質(zhì)的香氣風(fēng)味評價的有效方法。
1 材料與方法
1.1材料
1.1.1試驗材料
北京烤鴨：市售。
1.1.2試驗儀器
T-Nose便攜式電子鼻（由1 0個金屬氧化物傳感器S1-SlO，按一定陣列組合而成）：上海昂申智能科技有限公司。
1.2試驗方法
1.2.1樣品前處理
將烤鴨稱重，將不同部位切割成8 mm×10 mm大小的塊丁，貯藏于4℃冰箱備用。
1.2.2 電子鼻檢測
各稱取5 9樣品（樣品1，鴨皮；樣品2，鴨背肉；樣品3，鴨脖肉；樣品4，鴨腿肉；樣品5，鴨脯肉），置于電子鼻采集瓶內(nèi)，依次進行3次平行測定以獲取數(shù)據(jù)。電子鼻載氣為凈化空氣(相對濕度在60qo±1%)，氣體流量為0.8 L/min，采樣時間為60
s，等待時間為lOs，清洗時間為120 s。
試驗步驟：儀器預(yù)熱( 20 min)一樣品放人電子鼻系統(tǒng)一清洗傳感器一信號采集（等待時間10 s）一記錄對應(yīng)的特征響應(yīng)值一保存數(shù)據(jù)。
1.2.3感官評價方法
選取經(jīng)過培訓(xùn)的8名感官品評員（20-25歲、女性）進行感官評定。采用5點強度法（1-5分）進行打分，5分為最強。評定的6項指標分別為：口感、香味、肉色、彈性、滋味、持水性，先依次給出評判分數(shù)，最終評價分以六項分值的平均值計。
1.2.3.1 肉色
新鮮的鴨肉剛開始會呈現(xiàn)肌紅蛋白的紫紅色，當暴露在空氣中后會逐漸氧化為高鐵肌紅蛋白，肉色會轉(zhuǎn)變?yōu)榘瞪詈稚?
1.2.3.2嫩度
指肉在食用時的老嫩程度，由柔軟性、易碎性、可咽性來判定。主要由肌肉中各種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特性所決定。
1.2.3.3持水性
指肉類受外力作用如切割、加熱、磨碎、擠壓時保持水分的能力。
1.2.3.4彈性
是對鴨肉質(zhì)地有較大影響的指數(shù)，與食用時口腔用力、咀碎難易程度有較大的相關(guān)性。
1.2.4數(shù)據(jù)分析方法
目前電子鼻常用的模式識別方法包括相關(guān)性分析、主成分分析、聚類分析、判別函數(shù)分析、回歸分析及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。試驗以PCA和LDA作為主要區(qū)分方法。這是因為PCA是常用的一種線性分類方法，該算法可以從多元變量中解析出最主要的、對結(jié)果影響的貢獻率最大的因子，從而觀察和比較不同樣品的主成分分析值在空間的分布差異。同時該算法
僅僅通過改變坐標軸來達到區(qū)分樣品的目的，不會丟失任何樣品信息。LDA分析法則更加注重類別的分類及各組之間的距離分析，它使變換后的類間距最大、類內(nèi)距最小，目的在于尋找對分類最有幫助的特征矢量。
2結(jié)果與分析
2.1 電子鼻傳感器信號強度圖分析
圖1為烤鴨樣品經(jīng)過電子鼻處理的傳感器信號強度圖。橫坐標代表采集時間，縱坐標代表傳感器響應(yīng)強度，每條曲線代表1個傳感器在600 s內(nèi)的響應(yīng)值變化，圖中每個點代表氣味物質(zhì)進入傳感器通道時相對電阻率( GIGo)隨進樣時間的變化。從圖1可以看出，在測定的初始階段到樣品氣體的平穩(wěn)過程中，其相對電導(dǎo)率快速的上升，然后逐漸趨于平緩。
2.2樣品的特征值數(shù)據(jù)確定及電子鼻傳感器響應(yīng)值分析
電子鼻輸出信號隨采集時間變化而變化的關(guān)系（如圖1）可得到表征各不同部位樣品氣味的特征值。相應(yīng)氣體濃度越大，GIG。值就越偏離1（大于或者小于1）。
從表1可以看出，在五組樣品傳感器響應(yīng)值中，樣品1依次對傳感器8、1、2比較敏感；樣品2依次對傳感器8、2、l比較敏感；樣品3依次對傳感器1、8、2比較敏感；樣品4依次對傳感器l、8、2比較敏感；樣品5依次對傳感1、2、8比較敏感。
試驗結(jié)果表明，5組樣品均對傳感器1（氨氣、胺類），傳感器2（硫化氫、硫化物），傳感器8（氣體污染物）的氣味成分敏感。這主要是由于，烤鴨的原料中具有豐富的香味前體物質(zhì)，如氨基酸、脂類、核苷酸、維生素、糖類等化合物。而在烤鴨的烤制過程中，由于美拉德反應(yīng)和其他作用因素的共同作用，會促使上述前體物（如胺類、硫化物）大量的產(chǎn)生；其次，由于試驗在通風(fēng)條件下進行，不可避免的在測定過程中帶人了空氣中的氣體污染物，如：（硫氧化物、碳氧化物等）雜質(zhì)成分，而被電子鼻靈敏地捕集到。
2.3主成分分析圖和線性判別分析
圖2為烤鴨不同部位的主成分分析圖。PCA圖特
點是能快速瀏覽圖中所示數(shù)據(jù)，并且找出樣品間相關(guān)聯(lián)特征，從中總結(jié)出樣品信息，用來比較和觀察不同樣品的主成分分值在空間的分布差異。橫、縱坐標分別表示在PCA中轉(zhuǎn)換到的PCA．和PCA：的貢獻率（或稱權(quán)重）。一般情況下，總貢獻率超過70%-850-/0的方法即可使用。由PCA圖得出：
1) PCA,的貢獻率達到99.9%，PCA2的貢獻率為 0.1%，二者之和為1 000-/0，表明主成分可以較為充分地反映樣品信息。
2) PCA的識別指數(shù)(DI)值達到了96.7%，說明烤鴨各不同部位樣品之間區(qū)分有效。
3)分別以PCA圖上橫、縱坐標的起始原點作為參照，樣品1與樣品2、3、4、5分布在兩個互不干擾的區(qū)域（注：樣品1位于區(qū)域左下方，2、4左上方，3、5右側(cè)，且相互之間沒有明顯重疊）表明電子鼻可以將烤鴨皮與烤鴨肉的氣味有效區(qū)分。
圖3為烤鴨不同部位的線性判別分析圖。LDA也是一種比較常用且有效的特征抽取方法，也能對樣本實現(xiàn)很好的預(yù)測和評價功能，具有一定的代表性，因此選擇該法與PCA法結(jié)合使用。
由LDA圖得出：
1)樣品2和樣品3之間有部分重疊，說明鴨背肉和鴨脖肉氣味接近但不完全一致，而樣品2，3與5也比較靠近。
2) PCA圖與LDA圖相比較后發(fā)現(xiàn)，各樣品在LDA圖的分布較PCA圖更為集中，表明PCA的區(qū)分效果優(yōu)于LDA效果。
因此，電子鼻可以將5個不同部位的烤鴨樣品根據(jù)其自身不同特征香氣區(qū)分開來，且電子鼻具有對烤鴨不同細微風(fēng)味做出較為準確判斷的能力。
2.4感官評價結(jié)果
由表2烤鴨感官鑒評表中與香味直接相關(guān)的香味、口感、滋味指標看出，烤鴨皮得分最高。這是因為烤鴨在烤爐高溫烤制過程中，烤制順序是決定烤鴨成色的重要步驟。一般烤制順序為先從鴨坯左右側(cè)依次向鴨的背部、胸脯、下肢，待鴨坯的左右烤制顏色至金黃色，通過左右旋轉(zhuǎn)至鴨背部、胸脯、下肢各部位烘烤呈橘黃色，最終遍體呈現(xiàn)棗紅色時即可出爐。同時為了增加烤鴨表面光潔度和食欲感，還會涂抹一層香油，更加增添了香氣，而有別于鴨背、鴨脖、鴨腿、鴨脯肉。其次鴨脖和鴨背肉得分接近，這是因為其肉質(zhì)層偏薄，雖與鴨脯肉有一定區(qū)別，但是整體香氣比較接近。此外，從得分表看出，鴨背肉和脯肉的得分較低，可能是由于這兩部分的肉脂肪含量偏低，白肌纖維含量較少，不能使肌內(nèi)脂肪更多地從肌纖維中融化出來，降低了整體的香味。
3結(jié)論與討論
1)通過電子鼻傳感器對北京烤鴨中香氣揮發(fā)物質(zhì)的響應(yīng)結(jié)果試驗得知，電子鼻對烤鴨不同部位的揮發(fā)性物質(zhì)有明顯的響應(yīng)，并且每個傳感器對各部位樣品中揮發(fā)物質(zhì)的響應(yīng)值各不相同。說明電子鼻系統(tǒng)可作為一種肉類食品主要香氣物質(zhì)區(qū)分的判別方法。
2)電子鼻技術(shù)與PCA和LDA分析法的結(jié)合，具有前處理簡單、分析速度快等優(yōu)點，能有效地區(qū)分烤鴨中鴨皮、鴨腿肉、鴨脖肉、鴨脯肉、鴨背肉不同部位樣品的香氣。但鑒于其檢測的精確度仍是一種宏觀的區(qū)分方法，若需要提高測定的精確度尚需與GC-MS，GC-O等儀器聯(lián)用分析。
3)5點強度法感官評價與電子鼻測定方法的聯(lián)用，實現(xiàn)了鴨皮與鴨肉、鴨肉不同部位的香氣區(qū)分，具有成本低、結(jié)果形象具體，可操作性強的優(yōu)點。
4)選擇烤鴨的不同部位進行香氣評價，可為拓寬肉類休閑食品的分類小包裝化，滿足不同消費者的需求具有重要應(yīng)用價值。
4摘要
風(fēng)味是熟肉制品最重要的品質(zhì)之一，目前國內(nèi)外對熟鴨肉的風(fēng)味研究較少。以北京烤鴨為試驗對象，研究電子鼻技術(shù)對烤鴨不同部位肉質(zhì)的香氣響應(yīng)，并與感官指標進行對比分析。通過主成分分析(PCA)和線性判別分析(LDA)法發(fā)現(xiàn)，電子鼻技術(shù)對烤鴨不同部位肉質(zhì)的香味均有較好的響應(yīng)，能將烤鴨不同部位如鴨腿、鴨背、鴨脯、鴨脖的香味有效區(qū)分開來，與感官評價法的評價結(jié)果趨于一致。表明電子鼻技術(shù)應(yīng)用于熟肉制品的香味鑒定，具有快速、有效的特點。
