關(guān)于孝感米酒滋味品質(zhì)的比較研究
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作者：鄭曉敏
近年來隨著人們對米酒認(rèn)識的加深，商業(yè)化生產(chǎn)的米酒產(chǎn)品受到了越來越多消費(fèi)者的青睞，孝感地區(qū)現(xiàn)有米酒生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)超過30家。米酒的制作多采用傳統(tǒng)制作工藝，制作環(huán)境相對開放，相對于農(nóng)家自釀米酒而言，商業(yè)化米酒在生產(chǎn)過程中其發(fā)酵條件更易于控制，進(jìn)而可能影響到米酒的最終滋味品質(zhì)，然而令人遺憾的是，目前國內(nèi)關(guān)于市售米酒和農(nóng)家自釀米酒滋味品質(zhì)差異性研究的報(bào)道尚少。
電子舌采用人工脂膜傳感器技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)食品味覺感官指標(biāo)的數(shù)字化評價(jià)，彌補(bǔ)了感官鑒評受主觀因素影響大及所表達(dá)內(nèi)容籠統(tǒng)模糊的缺點(diǎn)[4]，在一定程度上保證了結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性，因而在酒的品種鑒別方面有了廣泛的應(yīng)用[5-6]。研究從湖北孝感地區(qū)別采集了12個市售和11個農(nóng)家自釀米酒樣品，使用電子舌技術(shù)和多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合的方法，對市售孝感米酒和農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)的差異性進(jìn)行了探討。
1 材料與方法
1.1材料與儀器
購買孝感市米酒生產(chǎn)企業(yè)出品的6個品牌的市售米酒，每個品牌分別購買2個不同類型的產(chǎn)品，合計(jì)12個。分別從孝感市大悟縣城關(guān)鎮(zhèn)、芳畈鎮(zhèn)和河口鎮(zhèn)采集農(nóng)村家庭使用鳳窩酒曲釀造的米酒樣品1 1個。
內(nèi)部溶液（Intemal solution）、參比溶液(Referencesolution)、陰離子溶液(Negatively solution)和陽離子溶液( Positively solution)均由日本Insent公司提供。
SA 402B味覺分析系統(tǒng)：日本Insent公司；LXJ-IIB低速大容量多管離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；SHZ-D水循環(huán)多用真空泵：鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1米酒樣品的預(yù)處理
稱取200 g米酒樣品，室溫下3 000×g離心10mm，取上清液使用快速濾紙過濾，濾液置4℃備用。
1.2.2 電子舌數(shù)據(jù)采集
研究采用日本Insent公司的SA402B電子舌檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)配有5根傳感器和2個Ag/AgC1參比電極，各傳感器分別對米酒的酸、甜、苦、鮮和咸滋味敏感，但其敏感程度各不相同。傳感器在參比溶液中活化24 h后，電子舌系統(tǒng)進(jìn)行自檢和診斷以確保傳感器響應(yīng)信號的可靠性和穩(wěn)定性。將100 mL米酒濾液均勻的倒在兩個樣品杯中，傳感器在陰離子或陽離子溶液中浸沒90 s后于參比溶液1和2中分別洗滌120 s，繼而在參比溶液3中浸泡30 s得到參比溶液電勢
，隨后在待測樣品中浸泡30 s得到樣品溶液電勢
，則通過
的電勢差值可對米酒樣品的基本味進(jìn)行評價(jià)；在參比溶液4和5中分別洗滌3s后于參比溶液6中浸沒30 s，檢測到電勢
，則通過
的電勢差可對米酒樣品的回味進(jìn)行評價(jià)，其中1~6號參比溶液組分完全相同，均為氯化鉀和酒石酸。
1.2.3統(tǒng)計(jì)分析
研究共從孝感地區(qū)采集市售和農(nóng)家自釀米酒樣品23個，使用電子舌對其苦味、澀味、酸味、咸味和鮮味等5個基本味覺指標(biāo)，苦的回味、澀的回味和豐富度等3個回味指標(biāo)進(jìn)行了測定，通過構(gòu)建23行×8列的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)而進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。使用主成分分析法、聚類分析法和多元方差分析法對孝感市售和農(nóng)家自釀米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)的差異進(jìn)行分析；使用Mann-Whiney分析和冗余分析對與米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)差異顯著相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行分析；采用歐式距離分別計(jì)算各組米酒樣品間滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)的平均距離。除RDA分析采用Canoco 4.5軟件(Microcomputer Power．NY，USA)外，其他分析均采用Matlab 2010b軟件( The MathWorks, Natick, MA, USA).
2結(jié)果與討論
2.1 市售和農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)組間差異性分析
主成分分析法( Principal component analysis，PCA)在分析各指標(biāo)相關(guān)性的基礎(chǔ)上，利用降維的思想將多個滋味指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個彼此不相關(guān)的綜合指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)了不同樣品在空間上的無約束排布，進(jìn)而可以對不同分組樣品間的差異性或相似性進(jìn)行定性分析[7-8] 。由主成分因子得分圖可知（圖1），在以兩個權(quán)重最高的主成分PC1和PC2作圖時(shí)，市售和農(nóng)家自釀孝感米酒樣品各自分別呈現(xiàn)出明顯的聚類趨勢，其中第一和第二主成分分別占全部變量44.88%和24.46%的權(quán)重。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證PCA分析的結(jié)果，采用非加權(quán)組平均法(Unweighted pair-group method with arithmetic means，UPGMA)對市售和農(nóng)家自釀孝感米酒的滋味整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。由圖2可知，23個米酒樣品可以分成4個聚類，其中N2、N3、N4、N5、N6、N8和N9等7個農(nóng)家自釀孝感米酒可以形成第一個聚類，N1和N11這兩個農(nóng)家自釀米酒可以形成第二個聚類，G1、G2、G5、G6、G7、G8、G9、G11和G12等9個市售孝感米酒可以形成第3個聚類，值得一提的是，第4個聚類共由5個樣品組成，其中包括了2個農(nóng)家自釀米酒樣品和3個市售米酒樣品。由此可見，UPGMA結(jié)果與PCA結(jié)果一致，即市售和農(nóng)家自釀孝感米酒樣品各自分別呈現(xiàn)出明顯的聚類趨勢，這在一定程度上說明兩類米酒樣品可能具有各自獨(dú)特的
滋味特征。
通過PCA和UPGMA聚類分析，可定性的認(rèn)為市售和農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)存在較大差異，為了進(jìn)一步驗(yàn)證該結(jié)論，研究采用多元方差分析( MANOVA)對PCA分析中PC1和PC2所代表的變異度進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)23個米酒樣品以其制作方式（工業(yè)化生產(chǎn)或農(nóng)家自釀）為分組依據(jù)時(shí)，MANOVA檢驗(yàn)p值顯著（p=2.16E-6）。這一結(jié)果說明，根據(jù)米酒制作方式劃分的分組確實(shí)是造成因子得分圖中各樣本空間排布呈現(xiàn)明顯區(qū)分的原因，即市售和農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)存在顯著差異。
2.2市售和農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)差異顯著相關(guān)指標(biāo)的鑒定
為深入研究市售和農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)間的差異，研究采用PCA、Mann-Whitney和冗余分析( Redundancy analysis，RDA)對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
由因子載荷圖（圖3）可知，第一主成分的貢獻(xiàn)率為44.88%，由苦味和后味A（澀味回味）兩個指標(biāo)構(gòu)成。第二主成分的貢獻(xiàn)率為24.46%．由鮮味和后味B（苦味的回味）兩個回味指標(biāo)構(gòu)成。由因子得分圖（圖1）可知，農(nóng)家自釀米酒樣品的空間排布較之市售米酒整體偏右，結(jié)合因子載荷圖（圖3），可以定性的認(rèn)為農(nóng)家自釀孝感米酒較之市售米酒其苦昧和澀味的回味更大。
與PCA分析不同，RDA作為一種有約束的多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，主要作用是通過解釋變量的線性組合來盡最大可能解釋響應(yīng)變量的變異度[9]。研究進(jìn)一步使用RDA分析，通過設(shè)置市售米酒／農(nóng)家自釀米酒作為起約束作用的解釋變量，用于預(yù)測和解釋全部8個米酒滋味指標(biāo)數(shù)據(jù)組成的響應(yīng)變量，從而對能顯著解釋市售和農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)存在差異的最小變量組合進(jìn)行確定。結(jié)果表明，數(shù)據(jù)中有20.7%的變異度能夠被市售米酒／農(nóng)家自釀米酒這一分組所解釋，而通過蒙特卡羅置換檢驗(yàn)( Monte Carlo permutation test)發(fā)現(xiàn)這一約束因素具有顯著性(p=0.014)。由圖4可知，苦味、澀味和鮮味等3個指標(biāo)與RDA排序圖約束軸上的樣本賦值良好相關(guān)，由此可見，正是上述3個指標(biāo)代表了市售米酒和農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)總體結(jié)構(gòu)差異顯著相關(guān)的關(guān)鍵滋味。在RDA排序圖中可以看到，鮮味這一指標(biāo)位于圖的左邊（即市售米酒），這說明市售孝感米酒鮮味可能較之農(nóng)家自釀米酒高，而苦味和澀味呈現(xiàn)出相反的趨勢。Mann-Whitney檢驗(yàn)的結(jié)果顯示，兩類米酒樣品的苦味和澀味差異顯著(p<0.05)，而鮮味差異不顯著(p>0.05)。
采用Mann-Whitney檢驗(yàn)亦發(fā)現(xiàn)，農(nóng)家自釀孝感米酒的酸味和澀味的回味顯著大于市售米酒(p<0.05)，而豐度（鮮味的回味）顯著偏低(p<0.05)。此外，研究亦發(fā)現(xiàn)兩類米酒樣品在苦的回味和咸味上差異不顯著(p>0.05)�？辔逗蜐秲蓚�指標(biāo)均為米酒滋味評價(jià)的缺陷型指標(biāo)，由此可見市售孝感米酒的滋味品質(zhì)可能較好于農(nóng)家自釀米酒�？辔锻ǔＳ啥喾宇悺螌幩�、酪胺和酪醇等物質(zhì)引起[10] ，而澀味通常是由于多酚類物質(zhì)等收斂劑與唾液中富含脯氨酸的蛋白質(zhì)結(jié)合而產(chǎn)生[11]，上述物質(zhì)通常是在米酒發(fā)酵過程中通過微生物代謝產(chǎn)生，由此可見，可能是由于發(fā)酵過程中微生物群落結(jié)構(gòu)動態(tài)變化的特征不同從而導(dǎo)致了市售和農(nóng)家自釀孝感米酒的滋味品質(zhì)存在較大差異。
2.3孝感市售和農(nóng)家自釀米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)組內(nèi)差異性分析
作為一個常用的距離定義，通過計(jì)算某2個樣品在m維空間中的真實(shí)聚類，歐式距離( Euclidean distance)可以用來反應(yīng)兩個樣品間的親疏程度[12] 。研究采用歐式距離分別計(jì)算了市售和農(nóng)家自釀孝感米酒樣品組內(nèi)滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)的平均距離，由圖5可知，市售孝感米酒滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)的組間差異要顯著小于農(nóng)家自釀米酒（p=2.50E-4）。究其原因可能在于農(nóng)家自釀米酒的米酒曲多由農(nóng)戶家自己制作，米酒曲制作的原料、環(huán)境和工藝可能存在較大差異，從而導(dǎo)致不同農(nóng)戶家制作的米酒曲中的微生物群落結(jié)構(gòu)存在較大差異，而市售米酒生產(chǎn)所使用的酒曲多為商業(yè)化的酒曲，其差異相對較少。此外，農(nóng)家自釀米酒的制作過程相對開放，制作過程中常通過被子包裹儲釀器等相對原始的方法來保證發(fā)酵所需的溫度，而市售米酒在制作的過程中其發(fā)酵條件更易于控制。最后，部分米酒生產(chǎn)企業(yè)為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和使產(chǎn)品具有較好的口感，在產(chǎn)品生產(chǎn)后期使用了檸檬酸等酸味劑，這也在一定程度上減少了產(chǎn)品滋味的差異性。由此可見，正是上述3個原因可能導(dǎo)致了市售孝感米酒和農(nóng)家自釀米酒的滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)存在顯著差異。
3結(jié)論
研究采用電子舌技術(shù)和多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合的手段，對市售和農(nóng)家自釀孝感米酒的滋味品質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)苦味、澀味和鮮味等3個指標(biāo)是導(dǎo)致兩類米酒產(chǎn)品的滋味存在顯著差異的原因，其中農(nóng)家自釀孝感米酒的苦味和澀味要顯著高于市售米酒，研究亦發(fā)現(xiàn)農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)的組間差異性要大于市售米酒。
4摘要
研究采用電子舌技術(shù)和多變量統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合的手段，對市售和農(nóng)家自釀孝感米酒的滋味品質(zhì)進(jìn)行了比較分析。通過主成分分析(PCA)、非加權(quán)組平均法(UPGMA)和多元方差分析(MANOVA)發(fā)現(xiàn)兩類米酒樣品其滋味品質(zhì)整體結(jié)構(gòu)存在顯著差異，冗余分析(RDA)分析發(fā)現(xiàn)該差異是由于澀味、苦味以及鮮味等3個指標(biāo)導(dǎo)致的。經(jīng)Mann—whiney分析發(fā)現(xiàn)，農(nóng)家自釀米酒其澀味和苦味要顯著高于市售孝感米酒(p<0.05)，研究亦發(fā)現(xiàn)農(nóng)家自釀孝感米酒滋味品質(zhì)的組間差異性要大于市售孝感米酒。
