

不同含量功能红曲工程米的智能电子感官评价比较研究
——中国食品发酵工业研究院有限公司
段盛林教授级高工

研究背景
1 电子舌对不同含量功能
红曲工程米的测定

图2是四种样品的酸味、苦味、涩味的气泡图,HGM 0.5%样品的涩味指标较高,HGM 2%和HGM 4%两种样品的苦涩味指标明显偏高,而HGM 1%的苦涩味指标较低,且酸味指标介于HGM 2%和HGM 4%两样品之间。不同味觉指标之间同样存在协同和拮抗的作用,随着红曲米粉添加量的增加,苦味指标有增强的趋势,但 HGM 2%和4%添加量的产品苦味程度相近,酸味指标随添加量的增加呈现先增后减的趋势,可能与产品中其他呈甜、呈酸的成分相互影响的综合结果。

图3是四种样品的鲜味、丰富度及甜味的气泡图,HGM 0.5%样品的甜味﹑鲜味指标较低,HGM 1%的甜味指标最高,鲜味及丰富度介于HGM 2%和HGM 4%两样品之间,且与HGM 2%的鲜味指标相差不大。甜度、鲜味及丰富度指标均随红曲米粉添加量的增加呈先增后减的趋势,甜度在HGM 1%添加量时最高,鲜味及丰富度在HGM 2%时最高,可能与产品中呈苦、呈酸物质的增加及综合作用有关。

综上所述, HGM 1%与其他三种样品相比,总体口感较好,更容易被消费者接受。
2 电子鼻对不同含量功能
红曲工程米的测定
电子鼻 PCA分析主要是对传感器响应值的特征向量矩阵进行数据转换和降维,通过对降维后的特征向量进行线性分类,并将分类结果以散点图的形式直观地展现出来。主成分总贡献率超过85% ,分析结果就基本综合了全部传感器的响应结果,图形距离的远近代表样品间气味差异的大小。
由图4可知,第一主成分和第二主成分的总贡献率达到了99.900%,表明提取的信息能够反映原始数据的大部分信息。四种样品的挥发性物质成分区域几乎无重叠,表明PCA 的方法可对其进行区分。其中红曲米0.5% 与红曲米4%的挥发性物质区域较为接近,红曲米1%的挥发性物质区域与其他三种相差较大。

由图5结合表1可知,不同传感器对四种样品挥发性气味的响应值不同。红曲米中丰富的蛋白质、碳水化合物等活性成分挥发后,主要引起T、P型传感器产生高响应,LY2系列传感器的响应值均偏低,此结果与其他文献利用电子鼻测定大米挥发性成分的结果相似。LY2系列传感器主要对胺类等有毒性气味敏感,而T、P型传感器主要对食物的香气以及芳香族化合物敏感。图5中HGM 1%的各项良性风味指标均较强,其次是HGM 2%,而HGM 0.5%及 HGM 4%的各项响应值相差不大,均不是很强。


3 质构仪对不同含量功能
红曲工程米的测定
工程米的质构特性由于其原料配方的差异,使得四种样品在组成成分含量和结构方面也有所差别,导致其蒸煮后质构特性的差异。目前,对食品质构进行评价的基本方法是感官评价,但由于评价个体的主观性,会使评价结果存在一定差异。因此本实验利用质构仪,采用TPA质构测试的方法,模拟人口腔的咀嚼运动,得出一系列的质构特性参数:硬度、弹性等指标,来客观评价产品的质构特性变化。
如图6所示,工程米的硬度为第一次压缩时的最大峰值,即第一个峰值对应的力(2);弹性是指样品经过第一次压缩以后能够再恢复的程度,用垂线4与5之间与1与2之间的时间比值(Time4 -5/Time1-2)来表示;内聚性指垂线4与6之间曲线与1与3之间曲线分别与横坐标所围的面积比值( Area4 - 6/Area1-3);黏着性是指垂线3与4之间曲线与横坐标所围的面积(Area3-4,g·s)。

柔软香甜的大米,口感受多数人欢迎,工程米的硬度与口感适宜性成反比。弹性表示样品经过第一次下压之后,能够再恢复的程度,弹性指标反应米饭的咀嚼口感,弹性相对较高,食用过程中的口感越好,由表2可知,红曲米粉添加量为1%和4%的工程米在硬度方面没有显著性差异,均高于添加量为0.5%和2%的工程米,口感相对较好;内聚性表示产品内部组织结构的紧实性,四种添加量的红曲工程米样品在内聚性方面差别不大;黏着性是指咀嚼米饭时,食物对上颚、牙齿、舌头等接触面黏着的性质,是产品糯性的一个表征,与产品吸水率有关,红曲米粉添加量为1%的工程米在黏着性方面与其他3种样品存在显著性差异,因此1%添加量的产品糯性更强。推测是由于功能性红曲米粉是由熟化发酵后的大米制得,处理过程中会产生抗性淀粉,利用功能性红曲米粉制备工程米,其产品硬度会升高,同时产品微隙增多,导致产品吸水率增加,糯性增强,而产品质构特性是多方面综合作用的结果。工程米最终质构特性与产品中纤维类物质、蛋白类、胶质类等的含量和综合作用有关,纤维含量越高,产品吸水率越高,硬度和黏着性会略有增加;蛋白类、胶质糖类物质含量越高,产品的弹性越好。因此功能性红曲米粉添加量为1%的工程米的口感特性,整体指标方面与4%添加量的样品相近,但与其他两种样品具有显著性差异,更加软糯,且弹性较好,食用过程中具有一定的咀嚼口感。

4 结论
通信作者简介
段盛林 教授级高工
沈阳师范大学粮食学院
中国食品发酵工业研究院有限公司
[1] Li A, Duan S, Dang Y, Zhang X, Xia K, Liu S, Han X, Wen J, Li Z, Wang X, Liu J, Yuan P, Gao XD. Origin identification of Chinese Maca using electronic nose coupled with GC-MS. Sci Rep. 2019 Aug 21;9(1):12216.
[2] Li Z, Wu X, Cai L, Duan S, Liu J, Yuan P, Nakanishi H, Gao XD. Enzymatic synthesis of rare sugars with L-rhamnulose-1-phosphate aldolase from Thermotoga maritima MSB8. Bioorg Med Chem Lett. 2015 Sep 15;25(18):3980-3.
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[4] Li Z, Li Y, Duan S, Liu J, Yuan P, Nakanishi H, Gao XD. Bioconversion of D-glucose to D-psicose with immobilized D-xylose isomerase and D-psicose 3-epimerase on Saccharomyces cerevisiae spores. J Ind Microbiol Biotechnol. 2015 Aug;42(8):1117-28.

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