櫻桃酒感官評價與電子舌感官分析的相關性研究

牛云蔚，張曉鳴，肖作兵，宋詩清，朱建才，顧永波

（1.江南大學食品學院，江蘇無錫 214112；2.上海應用技術學院香料香精技術與工程學院，上海201418）

櫻桃酒感官評價與電子舌感官分析的相關性研究

牛云蔚1，2，張曉鳴1，*，肖作兵2，宋詩清2，朱建才2，顧永波2

（1.江南大學食品學院，江蘇無錫 214112；2.上海應用技術學院香料香精技術與工程學院，上海201418）

對五種不同櫻桃酒的感官屬性（酸、甜、苦、澀）進行了感官評價和電子舌指紋分析，利用主成分（PCA）與判別因子（DFA）分析對電子舌區分櫻桃酒的能力進行了評價，并通過PCA、偏最小二乘法（PLSR）將感官評價結果與電子舌7根傳感器（ZZ、BA、BB、CA、GA、HA、JB）響應相關聯。結果表明，電子舌指紋分析系統對櫻桃酒具有較好的區分辨別能力，傳感器JB與酸味，傳感器HA、CA與甜味，傳感器ZZ與澀、苦味具有較高的相關性。

櫻桃酒，電子舌分析，感官評價，相關性

Abstract：Five different cherry wines，which were described by sour，sweet，bitter and astringent attributes，were analyzed by electronic tongue.The ability of discrimination cherry wines of electronic tongue was evaluated by PCA and DFA.The sensory evaluation results were correlated to response of seven sensors（ZZ，BA，BB，CA，GA，HA，JB） by PCA and PLSR.The results showed that there were better correlation between JB and sour，HA，CA and sweet，ZZ and astringent，bitter，respectively.

Key words：cherry wine；electronic tongue analysis；sensory evaluation；correlation

櫻桃營養豐富，除一般水果具有的營養成分外，其鐵含量居諸果品之首，每100g含鐵高達6mg，并且具有較高的醫療保健價值[1]，能治療相關疾病[2]。櫻桃酒由櫻桃經過發酵等特定的工藝釀制而成，不僅含有櫻桃幾乎所有的營養成分，而且還具有獨特的色、香、味，深受消費者的青睞。多年來，人們一直通過感官評定的方法評價果酒的品質，這需要評價人員擁有較強的味覺判別能力，在品評時才能夠比較準確地評價產品的質量。但是感官鑒別具有一定的主觀性，會隨著評價者的身體狀況、情緒變化等因素而產生不同的結果，并且評定時間較長，效率低。電子舌是模仿人體味覺機理研制出來的一種智能識別電子系統，是近年來發展起來的一種分析、識別液體味道的新型檢測手段[3-4]，與普通的化學分析方法相比有獨特的優勢，味覺傳感器采集到的是與樣品相關的味覺信息，這些信號通過具有模式識別能力的計算機分析后，能得出對樣品味覺特征有關的總體評價。通過電子舌技術，王永維等[5]對不同品牌的白酒進行了區分；張浩玉等[6]對不同品種的醋進行了辨別研究；Quansheng Chen[7]等對不同等級的綠茶進行了區分研究；Zhenbo Wei等[8]對不同的蜂蜜進行了鑒別研究。然而，有關感官屬性與電子舌傳感器相關性的報道較少。本研究主要利用電子舌技術對不同品牌的櫻桃酒進行辨別，并通過PCA、PLSR法對感官屬性與不同傳感器的相關性進行了研究，為傳感器的篩選及定量預測感官屬性提供了一定的理論指導作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗酒樣分別來自5個不同的廠家 W1：煙臺市華龍釀酒有限公司，W2：臨朐縣三信食品加工廠，W3：山東尊皇櫻桃酒業科技有限公司，W4：萊州櫻紅酒業有限公司，W5：四川省漢源縣果酒廠。

電子舌系統（型號：ASTREE） 法國Alpha M.O.S公司。

1.2 感官評價

感官評價采用定量描述性感官評價法，選取10點制，0～9（0=沒味道，9=味道最強）。評價小組由8人組成，4男4女，年齡在23～30歲之間。評價人員根據相關標準[9]進行了培訓，分別對櫻桃酒的4種感官屬性（酸、甜、苦、澀）進行評價，每個樣品重復評價2次。

1.3 電子舌分析

本實驗采用ASTREE電子舌系統，主要由味覺傳感器、信號采集器和模式識別系統3部分組成。該裝置配有7個傳感器（ZA、BB、BA、GA、HA、JB、CA），以Ag/AgCl作為參比電極，在室溫下進行數據采集。數據采集前，電子舌系統需要經過自檢、診斷和矯正等步驟，以確保采集得到的數據具有可靠性和穩定性。本文采用體積分數為10%的酒精作為清洗溶劑，采樣時間120s，1次/s，每個樣品重復采集8次，取穩定后的4次數據。

1.4 數據處理

將由感官評定和電子舌分析得到的數據信息進行統計分析，主要包括PCA[10]、DFA[11]和PLSR[12]分析。通過對數據的分析，找出感官屬性與傳感器之間的相關性。相關數學統計分析由電子舌自帶軟件及SPSS統計分析軟件完成。

2 結果與討論

2.1 感官評定結果

對五種櫻桃酒的感官屬性（酸、甜、苦、澀）進行感官評定，結果如表1所示。

表1 酒樣感官評定結果Table 1 Sensory evaluation results of wines

方差分析表明，不同酒樣同種屬性（酸、甜、苦、澀）之間大多具有顯著性差異（p＜0.01）。鄧肯氏分析結果表明，酸、甜、苦三個屬性的顯著性差異最顯著，其次是澀屬性。因此，酸、甜、苦、澀四個感官屬性可以較好地解釋不同酒樣的味道和口感特征。由表1可知，W1的酸味和澀感最強，但甜味值最低。W2的苦味值最大，酸味值最小。W5甜味值最大，而澀值最小。相比較而言，W3和W4的味覺和口感強度均處于中等強度。

2.2 傳感器相應信號的PCA分析

對電子舌采集得到的數據進行PCA分析，其結果如圖1所示。主成分得分圖以散點圖為基礎，每個點代表一個樣品，點之間的距離代表樣品之間特征差異的大小。從圖1中可看出同一樣品不同批次的重復進樣構成一個獨立的組群，表示分析的重復性合格。主成分1（PC1）和主成分2（PC2）的累積方差貢獻率為94.27%，這說明PC1和PC2已經包含了較大的信息量，能夠反映樣品的整體信息，可將不同的櫻桃酒在PCA圖中明顯的區分開來。

將電子舌采集得到的數據進行DFA分析，結果如圖2所示。由圖2可知，DFA對櫻桃酒樣品的累積區分指數達到了99.297%（DF1為96.388%，DF2為2.909%），DFA法能夠對樣品間差異有更好的區分度，并且同一樣品組內的離散度也比PCA法（圖1）的小，不同樣品組間的區分更明顯。PCA法、DFA法均能將樣品明顯的區分開來，表明ASTREE電子舌有足夠的靈敏度區分這些不同的櫻桃酒產品。

圖1 電子舌對5種櫻桃酒樣品的PCA分析圖Fig.1 PCA plot of five cherry wines by electronic tongue

圖2 電子舌對5種櫻桃酒樣品的DFA分析圖Fig.2 DFA plot of five cherry wines by electronic tongue

2.3 感官屬性與傳感器響應的相關性分析

圖3 感官分析結果與傳感器相關性PCA分析圖Fig.3 PCA plot of correlation between sensory evaluation and sensors

對感官分析結果與電子舌數據進行PCA相關性分析，如圖3所示。主成分1和2反映了樣品的大部分信息，在圖上距離越近，說明樣品與傳感器的相關性越強。由圖3可知，傳感器ZZ與澀、苦味的相關性較好，傳感器JB與酸味相關性較強，而傳感器HA、CA與甜味的相關性較好。

為了進一步確認感官分析結果與電子舌數據的相關性，對兩者進行PLSR分析，7個不同的傳感器（ZA、BB、BA、GA、HA、JB、CA）作為X變量，感官屬性（酸、甜、苦、澀）作為Y變量，如圖4所示。該PLSR模型的方差貢獻率為PC1=55%，PC2=42%。圖4是感官屬性與傳感器的相關性載荷圖，圖中的兩個橢圓，分別表示50%和100%的方差貢獻率。傳感器ZA、BB、BA、GA、HA、CA和感官屬性澀、甜味位于兩個橢圓之間，說明該模型可以對這些變量具有更好的解釋能力。由圖4可知，傳感器ZZ與澀、苦味的相關性較好，傳感器JB與酸味相關性較強，而傳感器HA、CA與甜味的相關性較好。此相關性結果與圖3 PCA的相關性結果相符合。

圖4 感官分析結果與傳感器相關性PLSR分析圖Fig.4 PLSR plot of correlation between sensory evaluation and sensors

3 結論

5個櫻桃酒樣品的不同感官屬性（酸、甜、苦、澀）大多數具有顯著性差異；PCA分析法和DFA分析法可用于不同酒樣味覺和口感特征的模式識別分析，能將不同樣品明顯的區別開來，說明ASTREE電子舌具有辨別這5種酒樣的能力；通過PCA、PLSR對感官屬性與傳感器的相關性分析，表明傳感器ZZ與澀、苦味的相關性較好，傳感器JB與酸味相關性較強，而傳感器HA、CA與甜味的相關性較好。在今后的實驗過程中，可以根據各傳感器的不同特點，選擇性地對傳感器測得的數據進行分析，以便取得更好的分析結果，為電子舌定量預測感官屬性起到一定的理論指導作用。

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Study on correlation between sensory evaluation and sensors analysis of electronic tongue of cherry wines

NIU Yun-wei1，2，ZHANG Xiao-ming1，*，XIAO Zuo-bing2，SONG Shi-qing2，ZHU Jian-cai2，GU Yong-bo2
（1.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214112，China；2.School of Perfume and Aroma Technology，Shanghai Institute of Technology，Shanghai 201418，China）

TS201.2

A

1002-0306（2012）16-0105-03

2012-03-27 *通訊聯系人

牛云蔚（1981-），男，在職博士，研究方向：食品風味化學。

“十二五”國家支撐計劃（2011BAD23B01）。