基于主成分分析結合智能感官評價法優化蒜姜復合調味汁配方研究

黃娟 貢湘磊

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.05.019

引文格式：黃娟，貢湘磊.基于主成分分析結合智能感官評價法優化蒜姜復合調味汁配方[J].中國調味品，2024，49（5）：120-123，155.

HUANG J， GONG X L.Optimization of formula of garlic and ginger compound sauce based on principal component analysis and intelligent sensory evaluation method[J].China Condiment，2024，49（5）：120-123，155.

摘要：為優化蒜姜復合調味汁配方，利用智能感官評價法，選擇感官分析、色差分析、電子舌和電子鼻評判蒜姜復合調味汁的品質，基于主成分分析法篩選出決定蒜姜復合調味汁品質的前兩個因素；再以這兩個因素作為比較系數，在固定生抽醬油體積比5%、料酒體積比5%的條件下，調整蒜、姜比例，以蒜姜的質量比為1∶1、1∶2、2∶1制作蒜姜復合調味汁，優化蒜姜復合調味汁配方。研究結果表明，電子舌響應值和色差值的累計方差貢獻率為99.65%，可用于對蒜姜復合調味汁品質的綜合評價。在蒜姜的質量比為1∶2、生抽醬油體積比為5%和料酒體積比為5%的條件下，蒜姜復合調味汁的品質綜合評分較高，此款復合調味汁適宜作為腌制復合調料汁使用，適用于肉類和水產品的烹調。

關鍵詞：主成分分析；智能感官評價；蒜姜復合調味汁

中圖分類號：TS201.1????? 文獻標志碼：A????? 文章編號：1000-9973（2024）05-0120-04

Optimization of Formula of Garlic and Ginger Compound Sauce Based on

Principal Component Analysis and Intelligent Sensory Evaluation Method

HUANG Juan， GONG Xiang-lei

（Culinary Science and Technology Department， Jiangsu College of Tourism， Yangzhou 225000， China）

Abstract： To optimize the formula of garlic and ginger compound sauce， intelligent sensory evaluation method is used， and sensory analysis， color difference analysis， electronic tongue and electronic nose are selected to evaluate the quality of garlic and ginger compound sauce. Based on principal component analysis method， the first two factors that determine the quality of garlic and ginger compound sauce are screened. With these two factors as the comparison coefficients， under the conditions of the volume ratio of light soy sauce of 5% and the volume ratio of cooking wine of 5%， the garlic-ginger ratio is adjusted to produce garlic and ginger compound sauce： the mass ratio of garlic to ginger is 1∶1， 1∶2， 2∶1， and the formula of garlic and ginger compound sauce is optimized. The research results indicate that the cumulative variance contribution rate of electronic tongue response value and color difference value is 99.65%， which can be used for comprehensive evaluation of the quality of garlic and ginger compound sauce. Under the conditions of the mass ratio of garlic to ginger of 1∶2， light soy sauce volume ratio of 5%， and cooking wine volume ratio of 5%， the comprehensive score of the quality of garlic and ginger compound sauce is high. This compound sauce is suitable for using as a pickling compound sauce and is suitable for cooking meat and aquatic products.

Key words： principal component analysis （PCA）; intelligent sensory evaluation; garlic and ginger compound sauce

收稿日期：2023-12-18

基金項目：揚州市社科研究重點課題（揚社聯[2021]16號）

作者簡介：黃娟（1988—），女，江蘇徐州人，講師，碩士，研究方向：食品工程。

中餐烹飪中，一般利用生姜、大蒜、蔥等具有特殊辛香味道的食材對肉類、水產品進行調味。由于這些食材具有特殊的揮發性氣味和可溶性元素，對肉類、水產品的腥味有較好的去除作用，因此廣受喜愛[1]。在現代快節奏、高效率的生活需求下，將蒜、姜、生抽醬油、料酒等以一定比例調和制成復合調味汁，從而實現在肉類、水產品加工過程中添加一種復合調味汁即可完成去腥、調味等作用，使烹飪菜肴的口感和風味提升，同時豐富菜肴的營養價值。

感官分析是食品品質分析中最常用也是最基礎的方法之一，是通過人的感覺器官對產品進行質量檢測的方法，包括視覺、嗅覺、味覺、觸覺和聽覺，通過這些感官評分能夠幫助人們感知并評價產品的質量[2]。電子舌是由交互敏感傳感器陣列、信號采集裝置、基于一定模式識別的數據處理方式共同構建的、能對滋味進行定性定量分析的儀器。通過電子舌可以模擬人類味覺系統，對信號采集裝置采集到的數據進行分析處理，最終獲得樣品的滋味參數[3-4]。色差是食品重要的物理指標之一，將調味品加入烹飪菜肴中，由于調味汁本身的顏色可能會對最終烹飪的菜肴造成影響，因此調味汁的色差在烹飪中也有重要的決定作用。電子鼻主要是針對食品的揮發性氣味進行分析，反映食品的總體揮發性風味信息[5-6]。

主成分分析（principal component analysis，PCA）是一種將多個變量轉換為少數幾個累計貢獻率達到較高水平的主成分的分析方法，能夠降低數據獲取的難度，提升計算效率。本研究在前期預實驗的基礎上，固定生抽醬油添加量5%（體積比）、料酒添加量5%（體積比）和蒜姜比為1∶1（質量比），進行蒜姜復合調味汁感官剖面分析、色差、電子鼻和電子舌參數檢測，通過主成分分析法確定累計貢獻率較高的兩個主成分，并利用這兩個主成分對3種不同蒜姜質量比調配的復合調料汁風味進行篩選，最終獲得調味品質最佳的調味汁配方。本研究對蒜姜復合調味汁的綜合評價提供了理論依據，同時也為該復合調味汁的配方優化提供了技術支持。

1? 材料與方法

1.1? 實驗材料

生姜、大蒜、生抽醬油、料酒：購自揚州市大潤發超市（江陽路店）。

1.2? 實驗儀器

HS-204S分析天平、TR-01高速離心機、AS-01超微粉碎機? 揚州市精策儀器儀表有限公司；BA-301S電子舌、TIN-3電子鼻、JGA-02色差分析儀? 通用實驗科技（中國）有限公司。

1.3? 實驗方法

1.3.1? 蒜姜復合調味汁制備方法

將購置的大蒜、生姜清洗、去皮后，利用超微粉碎機進行粉碎，粉碎后所有物料全部轉移至100 mL容量瓶中，準確加入5.0 mL料酒、5.0 mL生抽醬油，用雙蒸水定容至100 mL。充分溶解后，過直徑為9 cm的定量分析濾紙，取濾液制備成蒜姜復合調味汁備用。

1.3.2? 感官剖面分析

感官評價參考馮飛[7]的方法并稍作修改，感官評價指標和評分標準見表1。邀請8名經過專業訓練的感官評價人員對蒜姜復合調味汁的色澤、氣味、滋味、質地指標進行綜合評價，評分總分為100分，打分精確到小數點后一位。通過結果分析，獲取感官評價結果。

1.3.3? 蒜姜復合調味汁色差分析

利用色差分析儀對蒜姜復合調味汁的色差進行測定，取4次平行結果進行統計。

1.3.4? 蒜姜復合調味汁電子鼻測定

蒜姜復合調味汁電子鼻測定方法參考劉強等[8]的方法并稍作修改。利用TIN-3電子鼻對檢測樣品進行嗅覺信號采集，取10 mL樣品置于頂空進樣瓶中，密封，每個樣品采集3個平行，進行后續數據統計分析。檢測條件：進樣量300 μL；采樣時間2 s/次；傳感器歸零時間10 s；樣品分析時間90 s。

1.3.5? 蒜姜復合調味汁電子舌測定

蒜姜復合調味汁電子舌測定方法參考李燮昕等[9]的方法并稍作修改。對制備的樣品利用BA-301S電子舌進行味覺信號收集分析，取10 mL樣品放入電子舌檢測專用燒杯中，自動進樣后按照以下檢測條件進行檢測：樣品檢測時間150 s，循環測試4次，去除首次測試數據，對其余3次數據進行平均統計計算。

1.3.6? 蒜姜復合調味汁配方優化

通過感官評分、色差分析、電子鼻嗅覺分析和電子舌味覺分析數據綜合評判，獲得累計貢獻率超過80%的兩個因素。

固定生抽醬油添加量5%（體積比）、料酒添加量5%（體積比），調整蒜姜比例，以蒜姜質量比為1∶1、1∶2、2∶1調配后，分別以兩個主成分因素進行評判，比較3種比例下蒜姜復合調味汁的品質，優化配方比例。

1.4? 數據分析與處理

利用Excel 2010進行數據平均值處理及繪圖。利用SPSS 12.0 進行單因素方差分析、相關性分析及主成分分析。

2? 結果分析

2.1? 蒜姜復合調味汁的感官剖面分析

由表2和圖1可知，總體上該款復合調味汁在色澤（（23.3±0.1）分）、質地（（24.3±0.1）分）上讓評分人員比較滿意，但其氣味和滋味評分低于20分，評分人員對其接受度有所保留。這主要是由于此款復合調味汁主要用于肉類、水產品烹調過程中的腌制或烹飪，達到去腥提鮮的作用，并不建議直接食用，因此直接品嘗時感官效果可能不佳。

2.2? 蒜姜復合調味汁色差分析

在中餐菜肴制作過程中，成品菜肴的色澤、色彩搭配極大影響著食用者的觀感和體驗。菜肴顏色沉悶或顏色與常規認知不符，即使菜肴本身滋味不錯，食用者也可能不會食用這一菜肴。由色差分析可知，蒜姜復合調味汁的亮度值（L*）為1.69±1.58，紅綠值（a*）為3.824±2.14，黃藍值（b*）為2.535±1.245。從視覺感受來看，主要體現為液體呈紅褐色，較清透。這主要是由于生抽醬油本身顏色較暗沉，從而導致蒜姜復合調味汁的亮度較低。

2.3? 蒜姜復合調味汁電子鼻測定結果

蒜姜復合調味汁電子鼻檢測結果見表3和圖2。

本文選用的電子鼻W1C傳感器對芳香成分靈敏，W5S對氮氧化合物靈敏，W2W對芳香成分和無機硫化物靈敏，W1W對硫化物靈敏，W3S對烷烴類物質很靈敏，W6S對氫氣較靈敏[10]。可以看出，由于大蒜、生姜本身均有芳香氣味，因此反映芳香氣味的W1C響應值較高，達到6.315±0.241，同時烷烴類成分所散發的氣味在此款復合調味汁中的響應值最高，為7.261±0.413。氫氣在蒜姜復合調味汁中的響應值僅有0.326±0.006，表明幾乎不存在氫氣味。

2.4? 蒜姜復合調味汁電子舌測定結果

由表4和圖3可知，蒜姜復合調味汁最突出的風味是咸味，其響應值超過9，達到9.312±0.036，其次是鮮味，其響應值超過6。調味汁略有澀味，其響應值為0.663±0.001，澀味的產生可能是由于生姜和大蒜的辛辣和酸澀感。但其響應值很低，不會對主要風味產生決定性影響。

2.5? 蒜姜復合調味汁品質因素主成分分析

以3種蒜姜復合調味汁的風味、滋味、感官評分和色差為提取特征，導入SPSS 12.0統計軟件進行主成分分析，對這4個指標進行檢驗后，檢驗平均值為94.381，檢驗顯著性指標P<0.01，表明該研究結果可用于主成分分析[11]。蒜姜復合調味汁的特征值、累計方差貢獻率見表5。

由表5可知，滋味響應值和色差指標的特征值均大于1，其累計方差貢獻率為99.65%，增加風味響應值和感官評分后，累計方差貢獻率達到100%。因此，可以選取滋味響應值和色差對蒜姜復合調味汁的品質進行綜合評價。

2.6? 蒜姜復合調味汁配方優化

在蒜姜復合調味汁的4種主要成分中，生抽醬油主要起到調整菜肴色澤及提鮮、增添咸味的作用；料酒主要起到去腥作用；而在本款復合調味汁中主要風味和滋味的貢獻者是大蒜和生姜。因此在配方優化中，固定了生抽和料酒在調味汁中的比例，僅探討蒜姜比例，從而確定此款復合調味汁的最佳配方。

調整蒜姜質量比為1∶1、1∶2、2∶1，以同樣的調配方式制備后，進行電子舌的滋味響應值檢測和色差值測定，結果見表6、圖4和圖5。

由表6、圖4和圖5可知，3種蒜姜配比下的復合調味汁在電子舌響應值和色差值的比較上差異不大，僅在電子舌響應值的苦味、豐富性上存在一定區別；而在澀味、咸味、鮮味上，３種蒜姜配比的電子舌響應值無顯著差異。在苦味方面，蒜姜比為1∶2時，其滋味中苦味顯著高于其他兩種配比（P=0.039），這可能是由于姜的含量多出1倍后，生姜中產生苦味滋味的元素影響增大，導致產生了苦味；而在豐富性方面，由于生姜中的滋味成分較豐富[12]，而3種配比中蒜姜比為1∶2時姜的含量更高，所以在此配比下復合調味汁的豐富性顯著高于其他兩種配比（P<0.05）。

而在色差值方面，3種蒜姜配比的復合調味汁也出現了類似電子舌響應值的現象。在亮度上3種配比的復合調味汁無顯著差異，這可能是由于此款調味汁的主要色調由生抽醬油提供，而在生抽醬油加入量固定的條件下，亮度差異不明顯；但在紅綠值方面出現了顯著差異，蒜姜比為1∶2時為4.215±1.424，而蒜姜比為2∶1時為4.863±1.092，均顯著高于1∶1時，這可能是由于生姜汁和大蒜汁本身具有一定顏色；而在黃藍值方面，蒜姜比為1∶2時b*顯著高于其他兩種配比，也體現出姜汁貢獻了色彩。

通過對比3種不同蒜姜配比的復合調味汁的電子舌響應值和色差值，可以確定在蒜姜比為1∶2時，此款復合調味汁呈現出較好的色澤和風味，因此選擇蒜姜質量比為1∶2、生抽醬油和料酒添加量為5%（體積比）制作復合調味汁，獲得的蒜姜復合調味汁烹調效果最佳。

3? 結論

本文以生姜、大蒜為主要原料，添加生抽醬油、料酒進行復合調味，獲得一款復合調味汁，在中餐烹調中主要起到去腥、增香、豐富菜肴色澤的作用，主要用于肉類、水產品的加工烹飪。

在生抽醬油、料酒添加量為5%（體積比）、蒜姜比（質量比）為1∶1的條件下，對此款復合調味汁進行了色差、感官評價、電子舌響應值（滋味）和電子鼻響應值（風味）的智能感官綜合評價，基于主成分分析，發現獲得的參數指標電子舌響應值和色差值的累計方差貢獻率為99.65%，可以作為本款復合調味汁品質的主成分進行比較分析。在固定生抽醬油和料酒添加量的前提下，調整蒜姜比（質量比）為1∶1、1∶2、2∶1，考察其電子舌響應值和色差值，綜合比較發現在蒜姜比（質量比）為1∶2的條件下，其滋味因素和色澤指標較其他兩種配比更好，可以作為生產此款調味汁的配比。

本文設計了一款能夠用于增香、去腥的復合調味汁，免去烹調過程中的配料準備，可以提高烹飪效率，同時也為其他類型復合調味汁的研發提供了設計思路和配方優化方法。

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