智能感官分析技術結合傳統感官評價對細點圓趾蟹蟹肉制品品質特性研究

許丹，朱劍，陳瑜，顧捷，馬劍鋒，張小軍*

（1.浙江省海洋水產研究所，浙江 舟山 316021； 2.浙江海洋大學 食品與藥學學院，浙江 舟山 316021； 3.浙江省海洋漁業資源可持續利用技術研究重點實驗室，浙江 舟山 316021）

智能感官分析技術結合傳統感官評價對細點圓趾蟹蟹肉制品品質特性研究

許丹1，3，朱劍1，3，陳瑜1，3，顧捷1，3，馬劍鋒1，2，張小軍1，3*

（1.浙江省海洋水產研究所，浙江 舟山 316021； 2.浙江海洋大學 食品與藥學學院，浙江 舟山 316021； 3.浙江省海洋漁業資源可持續利用技術研究重點實驗室，浙江 舟山 316021）

采用智能感官分析技術結合傳統感官評價，研究了細點圓趾蟹蟹肉、細點圓趾蟹重組蟹肉、仿蟹肉塊和仿蟹肉棒的感官品質。4類均為低脂類、可放心食用的食品。用電子舌技術與主成分分析法對4類蟹肉樣品進行了區分和識別，用質構儀檢測了4類樣品的適口性（包括硬度、彈性、黏結性、膠性、咀嚼性和回復性）。結果表明，仿蟹肉制品與純蟹肉在味道上存在明顯差異，純蟹肉較仿蟹肉制品具有更強的鮮味回味，但苦味、澀味和苦味回味相對較高；蛋白質類添加劑（TG酶）有利于提高純蟹肉的感官品質，尤其可大幅度改良口感和質地，全質構分析測定結果與人的感官評價結果一致性較高。

智能感官分析技術；傳統感官評價；細點圓趾蟹；蟹肉制品；品質

細點圓趾蟹隸屬于梭子蟹科，俗稱“沙蟹”，盛產于我國黃海、東海，是浙江沿海地區常見的經濟蟹，屬廣溫、廣鹽性種類。細點圓趾蟹常被加工制成冷凍切蟹、冷凍蟹肉和蟹肉罐頭等產品，從而產生大量的含蟹肉下腳料或碎蟹肉［1］。若不加以回收利用，不僅嚴重浪費蛋白資源，而且污染環境。如何回收利用這些下腳料，是當前加工企業亟待解決的問題［2］。目前蟹肉制品主要以冷凍鮮熟蟹肉、蟹米、蟹肉罐頭、蟹肉排為主，種類較少且風味單一，且由于加工過程中因漂洗等步驟降低了蟹肉固有風味。重組蟹肉是一種新型的水產調理食品，具有調理簡便、細嫩味美、耐儲藏等優點，頗受市場歡迎，這類制品既能大規模工廠化生產，又能家庭式手工生產。重組蟹肉既可作為成品，也可作為生產其他復合蟹糜制品的原料。

傳統的感官評價是評估顏色、香氣、味道和品質的主要手段。該方法雖較為常用，但存在主觀性強、一致性差、難以量化等缺點，這導致實驗結果難以標準化，可靠性和可比性差。智能感官分析技術通過現代精密儀器模擬人體的感覺器官，以分析食物的感官質量，例如顏色、香氣、味道和形狀［3］。常用的智能感官分析技術主要包括計算機視覺、電子鼻、電子舌和質構分析技術。與傳統的感官評價相比，智能感官分析具有檢測時間短、重復性好、無須復雜的樣品前處理、無感官疲勞、檢測結果客觀可靠、易于在線快速分析等優點［3-4］。付娜等［5］通過電子舌與感官評價相結合的方法，分析了游離氨基酸對中華絨螯蟹肉滋味的貢獻度，確定了影響蟹肉滋味的重要氨基酸種類；趙樑等［6］通過電子舌較好地區分了不同月份下中華絨螯蟹3個可食部位的滋味輪廓差異；范思華［7］運用感官評價與電子舌相結合的方法對分級分離后的細點圓趾蟹汁進行了滋味分析，確定了鮮味最強的組分；劉興余等［8］比較了感官評價與2種儀器測定（剪切法和質構剖面分析法）之間的差異，并通過建立儀器分析與感官評價間的數學模型，得到質構剖面分析法更能全面預測豬肉的感官品質；陳磊等［9］的研究結果表明，大部分儀器測定指標與感官評價相關性顯著或極顯著。

水產制品品質涉及氣味、色澤、口感、質地等方面，單靠一種儀器無法進行全面綜合分析。因此需結合計算機視覺、電子鼻、電子舌和質構分析技術，方可獲得大量描述水產制品不同品質特征的信息。利用信息融合技術對這些信息進行分析、綜合和平衡，最終對水產制品做綜合評價。與單一檢測方法相比，多種智能感官分析儀器的聯用具有信息量大、容錯性高、與人類認知過程相似等優點［3，10］。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

細點圓趾蟹碎蟹肉，生產商為舟山市惠業天誠水產有限公司，真空包裝后于冷凍狀態下運送至實驗室；仿蟹肉棒，生產商為丸玉（日本）；仿蟹肉塊，生產商為威海威東日綜合食品有限公司。

GB 204 電子天平，購自瑞士梅特勒；TA.XT Plus 質構儀，購自英國Texture Analyser公司；7900 ICP-MS 等離子體電感耦合質譜儀，購自美國安捷倫公司；TS-5000Z電子舌，購自日本INSENT公司；DHG-9123A 電熱恒溫鼓風干燥箱，購自上海精宏實驗設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 重組蟹肉的制備

在純蟹肉中添加2%蛋白質類添加劑（TG酶），50 ℃下反應1.5 h，得到重組蟹肉。

1.2.2 感官評價

首先，由12名感官評價專業人員組成評定小組，對4類蟹肉樣品的色澤、氣味、口感和質地進行評分，具體評價標準如表1所示。然后，計算總分：

其中，Y表示蟹肉樣品感官評價總分；An，Bn，Cn，Dn分別表示色澤、氣味、口感、質地的得分。

表1 蟹肉樣品感官評價標準Table 1 Sensory evaluation of crab meat samples

1.2.3 基本營養成分的測定

水分的測定參照《食品安全國家標準食品中水分的測定（GB 5009.3—2016）》［11］；蛋白質的測定參照《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定（GB 5009.5—2016）》［12］；脂肪的測定參照《食品安全國家標準食品中脂肪的測定（GB 5009.6—2016）》［13］；灰分的測定參照《食品安全國家標準食品中灰分的測定（GB 5009.4—2016）》［14］。

1.2.4 鎘的測定

鎘的測定參照《食品安全國家標準食品中多元素的測定（GB 5009.268—2016）》［15］。

1.2.5 蛋白質體外消化率的測定

采用微量凱氏定氮法測定樣品中的粗蛋白質體外消化率。參照MONSOOR等［16］的方法稍加修改，具體步驟如下：

（1）胃蛋白酶的消化處理

取1.5 g蟹肉樣品于三角瓶或錐形瓶，加入113 mL 0.1 mol·L-1的HCl（含15 mg胃蛋白酶），調節pH至2.0，將蟹肉樣品置于37 ℃振蕩水浴鍋3 h，以達到模擬食物蠕動的效果。

（2）胰蛋白酶的消化處理

將瓶子從水浴鍋中取出，用2.0 mol·L-1NaOH溶液調節消化液的pH至7.5～8.0，再加入30 mg胰蛋白酶、56 mL磷酸鹽緩沖液（0.2 mol·L-1NaH2PO4-Na2HPO4，pH為4）、7.5 mmol·L-1CaCl2，繼續放入37 ℃振蕩水浴鍋24 h。

（3）蛋白質質量分數測定

消化結束后取出瓶子，向消化液中加入20 mL 30%的三氯乙酸溶液，以沉淀消化液中剩余的蛋白質，過濾，測定濾紙及沉淀中蛋白質的質量分數。同時設置蒸餾水空白對照組。每組樣品重復測定3次，取平均值。

（4）蛋白質體外消化率的計算

蛋白質體外消化率=［（樣品粗蛋白質量分數-濾渣粗蛋白質量分數）/樣品粗蛋白質量分數］×100%。

1.2.6 全質構測試

將蟹肉樣品切成1 cm×1 cm×2 cm的長塊狀體，在室溫下用質構儀進行全質構測試（TPA）。探頭為P50，參數設定：測前速度1.0 mm·s-1，測中速度5.0 mm·s-1，測后速度5.0 mm·s-1，穿刺距離10 mm，測試間隔5 s，觸發力5.0 g。測定參數：硬度、彈性、黏結性、膠性、咀嚼性和回復性。

1.2.7 電子舌技術

樣品前處理：稱取20 g打碎后的蟹肉樣品置于250 mL燒杯，添加100 mL純凈水，攪拌均勻，3 000 r·min-1離心5 min，過濾，取上清液測試。

電子舌配置：用具有廣域選擇特異性的人工脂膜傳感器模擬生物活體的味覺感受機理，通過檢測各樣品與人工脂膜傳感器之間的靜電作用或疏水性相互作用產生的膜電勢變化，實現對5種基本味（酸、甜、苦、咸、鮮）和澀味的評價。

電子舌測試用液：Reference溶液（人工唾液）為KCl和酒石酸的混合液；負極清洗液為水、乙醇和HCl的混合液；正極清洗液為KCl、水、乙醇和KOH的混合液。

2 結果與分析

2.1 感官評價

圖1為4類蟹肉樣品的感官品質對比分析，可知，重組蟹肉在口感、色澤、質地、氣味和總分方面均明顯優于純蟹肉，表明添加TG酶有利于提高純蟹肉的感官品質，尤其可顯著改良口感和質地，這是因為TG酶的黏結性可以改善重組蟹肉的質構，使其具有良好的彈性、硬度和咀嚼性［17］。由于仿蟹肉塊和仿蟹肉棒均屬于仿蟹肉制品，且以低值的海水魚或淡水魚為主要原料，佐以輔料加工而成［18］，因此缺少蟹肉的固有風味，又因其含較多添加劑，例如蛋白、食鹽、糖、食用色素、多聚磷酸鹽等，所以，仿蟹肉制品的色澤、口感、質地得分及總分較高。

圖1 蟹肉樣品的感官品質對比Fig.1 Comparative of sensory quality of crab meat samples

2.2 基本營養成分分析

4類蟹肉樣品的基本營養成分如表2所示?？芍?，重組蟹肉中水分和蛋白質的質量分數最高，分別為77.75%和32.42%。

表2 基本營養成分對比Table 2 Comparative of basic nutrients

注 a，b，c，d表示差異顯著（plt;0.05）。

由于重組蟹肉在加工過程中添加了TG酶，因此其蛋白質含量較純蟹肉高；仿蟹肉塊和仿蟹肉棒的原料實質為魚肉，因此其蛋白質含量均低于純蟹肉。4類蟹肉樣品的脂肪含量均在3%以下，屬于低脂類食品。

表2數據表明，重組蟹肉具有高蛋白、低脂肪，且水分含量接近純蟹肉的特點。重組蟹肉比蟹肉較少（幾乎沒有）的仿蟹肉制品更具競爭力。近年來，消費者對高蛋白低脂類食品的關注度增加，重組蟹肉滿足了市場的需求。隨著社會的發展和人們生活水平的不斷提高，對食品的營養與品質的要求越來越高，相信以蟹肉為原料的重組蟹肉將受消費者青睞。

2.3 鎘質量分數和蛋白質體外消化率分析

鎘是一種廣泛存在于自然界的重金屬，是人體非必需元素。近年來，由于工業化和城市化的不斷推進，工業造成的“三廢”污染及農業造成的農藥、化肥污染導致大量鎘進入水體，引起水生生物的重金屬污染。水產品中重金屬多為鎘，超標種類從高到低依次為蟹類gt;貝類gt;蝦類gt;海水魚，其中蟹類是鎘污染最為嚴重的水產品之一［19］。由圖2可知，純蟹肉中鎘質量分數在0.15 mg·kg-1左右，明顯高于仿蟹肉制品的0.001～0.004 mg·kg-1鎘質量分數，但均在限值范圍內。

蛋白質體外消化率是動物從食物中所消化吸收的部分與總攝入的比，是評價營養價值的重要指標之一，用于表征蛋白質氨基酸的利用度［20］。通過胃蛋白酶-胰蛋白酶復合處理法以粗蛋白為標準測定各蟹肉樣品的蛋白質體外消化率，實驗結果見圖2。可知，重組蟹肉的蛋白質體外消化率達70%以上，高于純蟹肉和仿蟹肉制品，說明重組蟹肉易于消化吸收。研究結果表明，TG酶可催化蛋白質形成ε-（γ-谷氨酰）賴氨酸共價鍵，使得蛋白質聚合或交叉鏈接后，不但不會影響其消化，反而能促進消化。

圖2 鎘質量分數和蛋白質體外消化率對比Fig.2 Comparative of cadmium content and protein digestibility in vitro

2.4 全質構分析

利用質構儀研究食品的質構特性，可客觀地對食品品質做出評價。在水產制品加工中，全質構分析是品質評價的重要依據之一，是對食物口感的語言表達，與食品的形態、化學組成、外在作用力等性質有關，可降低人工品嘗的主觀誤差［21］。

由圖3可知，重組蟹肉和純蟹肉的硬度、彈性、膠性及咀嚼性的值均明顯低于仿蟹肉制品，但是相較于純蟹肉，添加TG酶的重組蟹肉的各質構參數值顯著提高，說明TG酶的添加可明顯改善純蟹肉的各質構特性。

圖3 蟹肉樣品全質構對比分析Fig.3 Comparative analysis of total texture of crab meat samples

2.5 電子舌分析

電子舌主要針對樣品的滋味特性進行分析，操作便捷，可作為感官評價的替代或補充，目前廣泛用于食品的快速檢測［22］。由圖4可知，4類蟹肉樣品在味道上存在明顯差異，尤其在苦味、鮮味、豐富性和咸味方面差異較大。由表4可知，仿蟹肉塊和仿蟹肉棒的味道較為相似，因其含食鹽、味精等食品添加劑，鮮味和咸味較強，而由于仿蟹肉制品由淡水魚肉和淀粉制作而成，故其豐富性較弱。

圖4 蟹肉樣品有效味覺指標雷達圖Fig.4 Radar chart of effective taste index of crab meat samples

2.5.1 鮮味、咸味和豐富性分析

豐富性是鮮味的回味，用于反映鮮味的持久度，又稱為鮮味持久度。蟹肉樣品的鮮味、咸味和豐富性分析見圖5，鮮味和咸味是蟹肉樣品重要的味覺指標。由圖5可知，在4類蟹肉樣品中，純蟹肉的鮮味和咸味最低、豐富性最強，可見純蟹肉在入口時鮮味和咸味并不強，但鮮味的持久度十足。重組蟹肉的咸味同純蟹肉，鮮味有所增加，但豐富性明顯不及純蟹肉。仿蟹肉制品具有較強的鮮味和咸味，但豐富性較弱，其中仿蟹肉棒的鮮味和咸味最強。

圖5 蟹肉樣品鮮味、咸味和豐富性氣泡圖Fig.5 Bubble diagram of taste， saltiness and richness of crab meat samples

2.5.2 苦味、澀味和苦味回味分析

由于蟹肉樣品的澀味值接近于0，所以樣品并沒有明顯的澀味回味。通過測試，蟹肉樣品可引起苦、澀味傳感器應答，這里的苦、澀味反映的是味道的多樣性。由圖6可知，純蟹肉和重組蟹肉的苦味、澀味和苦味回味均明顯強于仿蟹肉制品，仿蟹肉制品的苦味低于4，苦味回味較小?？梢娂冃啡獾奈兜栏鼜碗s多樣。

圖6 蟹肉樣品苦味、澀味和苦味回味氣泡圖Fig.6 Bubble diagram of bitterness， astringency and bitter aftertaste of crab meat samples

2.5.3 主成分分析

主成分分析（PCA）是一種常用的統計分析方法，主要用于樣本間的聚類分析，PCA評分圖以分散點的形式反映樣本之間的距離，各點間的距離代表不同樣本之間的差異。距離越近，味道越相似［23］。試驗中分別以主成分1和主成分2為橫、縱坐標，基于有效的味覺指標（去除酸味）對4類樣品進行分析，結果如圖7所示。由圖7可知，仿蟹肉制品在坐標軸左側，存在明顯的聚類，而純蟹肉和重組蟹肉分散在不同象限。因此，仿蟹肉制品和純蟹肉在味道上存在顯著差異，仿蟹肉塊和仿蟹肉棒在味道上較為相似，純蟹肉與重組蟹肉的味道存在明顯不同。

圖 7 蟹肉樣品的PCA評分圖Fig.7 PCA scoring chart of crab meat samples

對主成分的貢獻率取決于對應數值的絕對值，絕對值越大貢獻率越大。由表3可知，主成分1和主成分2的方差貢獻率分別為87.61%和10.98%，豐富性、苦味、咸味和鮮味對主成分1和2的貢獻率均較大。因此，4類蟹肉樣品的味道差異主要表現在豐富性、苦味、咸味和鮮味4個味覺指標上。

表3 蟹肉樣品的味覺指標對主成分的貢獻率Table 3 Principal component contribution table of crab meat samples

3 結論

結合智能感官分析技術與傳統感官評價，研究了細點圓趾蟹蟹肉、細點圓趾蟹重組蟹肉、仿蟹肉塊和仿蟹肉棒的感官品質。4類均為低脂類、可放心食用的食品。結合電子舌技術與主成分分析法，對4類蟹肉樣品進行了區分和識別，結果表明，仿蟹肉制品與純蟹肉在味道上存在明顯差異，純蟹肉較仿蟹肉制品具有更強的豐富性，但苦味、澀味和苦味回味相對較高。此外，利用質構儀測試了4類蟹肉樣品的適口性（包括硬度、彈性、黏結性、膠性、咀嚼性和回復性），結果表明，添加TG酶有利于提高蟹肉的感官品質，尤其可顯著改良口感和質地，全質構測試結果與人的感官評價結果較為一致。傳統感官評價結合電子舌技術和全質構測試，可獲得大量描述蟹肉樣品不同品質特征的信息。

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Study on quality characteristics of crab meat products ofOvalipes punctatusby intelligent sensory analysis combined with traditional sensory evaluation

>XU Dan1,3, ZHU Jian1,3, CHEN Yu1,3, GU Jie1,3, MA Jianfeng1,2, ZHANG Xiaojun1,3

（1. Zhejiang Marine Fisheries Research Institute，Zhoushan316021，Zhejiang Province，China；2. College of Food and Pharmacy，Zhejiang Ocean University，Zhoushan316021，Zhejiang Province，China；3. Key Laboratory of Sustainable Utilization of Technology Research for Fishery Resource of Zhejiang Province，Zhoushan316021，Zhejiang Province，China）

The sensory quality ofOvalipes punctatus,Ovalipes punctatusreconstituted crab meat products, crab meat pieces and crab sticks were studied by using intelligent sensory analysis technology combined with traditional sensory evaluation. The four types of products were all low-fat foods that can be eaten with confidence. The electronic tongue combined with the principal component analysis method was used to distinguish and identify the four types of crab meat products, and the palatability of various types of crab meat (including hardness, elasticity, cohesiveness, gumminess, chewiness, resilence). The results showed that there was a significant difference in taste between imitation crabmeat and real crabmeat. Compared with imitation crabmeat, real crabmeat had a stronger umami aftertaste, but the bitterness and astringency and miscellaneous taste were relatively higher; TGase had a positive effect on the sensory quality of crab meat, especially on its taste and texture, the whole texture measurement results and human sensory evaluation results showed good consistency.

intelligent sensory analysis; traditional sensory evaluation;Ovalipes punctatus; crab meat products; quality

S 986.1

A

1008?9497（2022）03?336?08

10.3785/j.issn.1008-9497.2022.03.011

2020?12?04.

2019年省屬科研院所條件建設項目（2019F307）；浙江省重點研發計劃項目（2018C02026）.

許丹（1991—），ORCID：https：//orcid.org/0000-0001-8250-5739，女，碩士，工程師，主要從事水產品加工與質量安全研究， E-mail：xdplmm@126.com.

通信作者，ORCID：https：//orcid.org/0000-0001-8807-5450，E-mail：xiaojun3627@163.com.