甜菊糖是一種天然的非營養(yǎng)型高倍甜味劑，甜度高、甜味純正、熱值低，食用安全且具有一定功能性，本文采用電子舌技術(shù)對5種高純度RA甜菊糖進(jìn)行檢測，考察電子舌對不同種類甜菊糖識別和甜味特性評價的可行性，以期建立一種基于儀器分析的快速甜味評價方法，促進(jìn)甜菊糖新產(chǎn)品的研發(fā)、改進(jìn)及其在食品行業(yè)中的應(yīng)用。
一、材料與方法
參考文獻(xiàn)：楊陽,沈誠,桑躍,李顯志,吳繼紅,倪元穎.電子舌在甜菊糖甜味特性評價中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2015,46(06):239-243+281.doi:10.36012/sde.v3i1.2862
一、材料與方法
實(shí)驗(yàn)材料
蔗糖(分析純)，甜菊糖樣品:RA99，RA97，RA95，RA/RD(90/7)，RA/RB(90/10)。
實(shí)驗(yàn)儀器
法國AlphaM.O.S.公司生產(chǎn)的ASTREE型電子舌系統(tǒng)，由自動進(jìn)樣器、信號采集分析器和模式識別系統(tǒng)3部分組成，配有7支具有特異選擇性的傳感器和1支Ag/AgCl標(biāo)準(zhǔn)電極。通過采集傳感器與標(biāo)準(zhǔn)電極間的電勢差，獲取樣品的信息。
實(shí)驗(yàn)方法
樣品制備 配制質(zhì)量濃度為0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.12g/mL的蔗糖溶液。配制5種甜菊糖溶液，每種樣品均配制0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2g/L10個梯度。樣品配制均使用蒸餾水，稱量時精確到±0.001g。
電子舌檢測 電子舌檢測樣品前，對傳感器依次進(jìn)行了活化、校正和診斷，確保傳感器狀態(tài)良好。樣品在室溫( 20℃)下進(jìn)行檢測，每次信號采集時間為120s，樣品間設(shè)置清洗序列(蒸餾水，清洗10s)，每個樣品重復(fù)測量5次。
感官評價 選擇質(zhì)量濃度為0.2、0.4、0.6、0.8、1.2g/L的5種甜菊糖樣品和質(zhì)量濃度為0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12g/mL的蔗糖溶液進(jìn)行感官評價。指定6個質(zhì)量濃度梯度蔗糖甜度得分為2、4、6、8、10、12，以此為標(biāo)準(zhǔn)對5種甜菊糖5個質(zhì)量濃度共25個樣品進(jìn)行甜度評分。
數(shù)據(jù)處理
采用主成分分析法對電子舌7支傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過第1主成分(PC1)和第2主成分(PC2)得分圖，觀察樣品的分布情況。
二、結(jié)果與討論
二、結(jié)果與討論
甜菊糖感官評價結(jié)果
表1為甜菊糖樣品相對蔗糖甜度的感官評價得分平均值，同列數(shù)據(jù)間沒有顯著性差異(P＞0.05)。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，樣品在1.2g/L質(zhì)量濃度下，甜味強(qiáng)度過大，對味蕾產(chǎn)生刺激，且呈現(xiàn)明顯苦味，感官評價員無法給出客觀準(zhǔn)確結(jié)果。純RA樣品溶液在0.2～0.8g/L時，本研究結(jié)果為0.03～0.09g/mL，同時該質(zhì)量濃度范圍也是甜菊糖實(shí)際應(yīng)用中最常使用的，可用以部分替代蔗糖。
根據(jù)感官評價結(jié)果，計(jì)算了甜菊糖在不同質(zhì)量濃度下相對蔗糖的甜度倍數(shù)，見圖1。隨著質(zhì)量濃度的升高，樣品甜度降低。本研究中RA99、RA/RD(90/7)在等同0.062g/mL、0.061g/mL蔗糖溶液時的甜度倍數(shù)分別為155倍和152倍。在0.6g/L以下，RA99甜度最高，而0.8g/L時其甜度最低，主要受苦味出現(xiàn)的影響。
電子舌傳感器對甜味的響應(yīng)值
圖3為電子舌傳感器對5個質(zhì)量濃度甜菊糖RA99樣品的原始數(shù)據(jù)雷達(dá)圖。傳感器能夠識別樣品質(zhì)量濃度差異，除ZZ和CA外，其余5支傳感器響應(yīng)值差別明顯，且隨著樣品質(zhì)量濃度增加響應(yīng)值增大，HA和JE區(qū)別能力最好。根據(jù)單個樣品重復(fù)5次的測量結(jié)果，計(jì)算了7支傳感器對全部樣品響應(yīng)值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，最大值為1.968%，表明傳感器性能良好，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠。
電子舌識別不同類型甜菊糖
甜菊糖組分(RA、RB、RC、RD等)種類和配比不同，其甜味特性存在一定差異。圖4為5種不同組成的甜菊糖電子舌主成分分析結(jié)果，前2個主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為81.25%，能夠充分展現(xiàn)原始信息。判別指數(shù)為100，表明電子舌能夠很好地區(qū)分不同種類的甜菊糖。RA95和RA97在圖中位置接近，表明其“味道”相近。RA99與其他樣品距離較遠(yuǎn)，差異最大。添加了10%RB和7%RD的RA/RB(90/10)和RA/RD(90/7)樣品在PC1上差異明顯，且與純RA系列樣品區(qū)分明顯。以上結(jié)果表明，電子舌能夠快速識別不同種類(組分差異)的甜菊糖樣品。
電子舌對甜味強(qiáng)度的評價
圖5為RA95、RA/RB(90/10)、RA/RD(90/7)主成分分析得分圖和載荷圖。以蔗糖溶液為甜味強(qiáng)度參比，圖中沿箭頭方向甜味隨質(zhì)量濃度升高而增強(qiáng)，PC1和PC2共同反映出了甜味強(qiáng)度信息。3種甜菊糖樣品的質(zhì)量濃度增大趨勢與甜味增強(qiáng)趨勢在PC1上呈現(xiàn)，同一質(zhì)量濃度下的3種甜菊糖樣品甜度從大到小可能為RA/RD(90/7)、RA95、RA/RB(90/10)，該結(jié)果與表1中的感官評價結(jié)果一致，表明電子舌能夠進(jìn)行甜味強(qiáng)度評價。本研究采用的7支液體傳感器的透過膜具有交互選擇性，即每支傳感器對酸、甜、苦、咸、鮮5種味道的物質(zhì)均有敏感性，但敏感強(qiáng)度不一樣。計(jì)算了7支傳感器對PC1和PC2的載荷(圖5b)，在PC1上載荷較大的傳感器為JB、HA、BB，在PC2上載荷較大的傳感器為ZZ、CA、GA，傳感器JE對PC1和PC2的貢獻(xiàn)率均較小。
圖6為甜菊糖RA95、RA97和RA99電子舌檢測結(jié)果的主成分分析圖，樣品質(zhì)量濃度為0.3、0.6、0.9g/L，圖中沿箭頭方向甜味增強(qiáng)。PC1軸上自負(fù)向正蔗糖和甜菊糖質(zhì)量濃度遞增，呈現(xiàn)甜味增強(qiáng)趨勢。不同ＲA在同一質(zhì)量濃度下，在PC2軸上自正向負(fù)呈現(xiàn)甜味增強(qiáng)趨勢，即甜味強(qiáng)度從小到大依次為RA95、RA97、RA99，圖中顯示甜味強(qiáng)度結(jié)果與表1中的感官評價結(jié)果一致。
電子舌檢測ＲA與蔗糖的相似度
電子舌對質(zhì)量濃度0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0g/L的RA95、RA97、RA99和質(zhì)量濃度0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10g/mL的蔗糖溶液進(jìn)行檢測，對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行了主成分分析。圖7為甜菊糖RA95、RA97、RA99和蔗糖的主成分得分圖，PC1軸自負(fù)向正樣品濃度呈現(xiàn)遞增趨勢。RA95、RA97、RA99與蔗糖的組間距離分別為3.13、2.32、1.02，組間距離越小，組間差異越小，結(jié)果表明RA99與蔗糖的差異最小，其口感與蔗糖更接近。
三、結(jié)束語
三、結(jié)束語
采用電子舌技術(shù)對5種高含量RA甜菊糖樣品進(jìn)行了甜味特性評價研究，并與感官評價結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果顯示:電子舌能夠很好地區(qū)分蔗糖和不同類型(組分差異)甜菊糖樣品;電子舌結(jié)合主成分分析能夠?qū)崿F(xiàn)甜菊糖甜味強(qiáng)度比較，且結(jié)果與感官評價一致;電子舌結(jié)合組間距離分析，能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型甜菊糖與蔗糖的相似度評價。
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