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       01  基于電子鼻對(duì)山西老陳醋和老陳醋氣味的檢測(cè)結(jié)果

       采用電子鼻對(duì)山西老陳醋和老陳醋共12個(gè)樣品進(jìn)行檢測(cè)，以所有色譜峰為變量進(jìn)行PCA。PCA是一種可以將多個(gè)指標(biāo)的信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及降維，并對(duì)降維后的特征向量進(jìn)行線性分類，從而得到互不相關(guān)的幾個(gè)綜合指標(biāo)，而在分析圖上只顯示最重要的兩個(gè)指標(biāo)，形成二維圖。利用PCA可以在最大程度上體現(xiàn)不同樣品之間的差異。12個(gè)樣品的PCA結(jié)果如圖1所示，PC1軸對(duì)應(yīng)的第1主成分可以反映樣品原本信息的72.689%；PC2軸對(duì)應(yīng)的第2主成分可以反映樣品14.651%的信息。2個(gè)主成分累積方差貢獻(xiàn)率為87.34%，大于85%，說(shuō)明PCA的2個(gè)主成分可以基本反映樣品的整體情況，但樣品間的差異主要反映在橫軸上距離的遠(yuǎn)近（第1主成分貢獻(xiàn)率顯著，為72.689%）。

       由圖1可知，12個(gè)樣品在PCA圖上無(wú)重疊，識(shí)別指數(shù)達(dá)到90，說(shuō)明12個(gè)樣品在氣味上存在差異。各樣品在PCA圖中的位置分布及距離遠(yuǎn)近反映了樣品之間的氣味差異程度，可以看到樣品間的氣味差異程度不同，其中執(zhí)行同一標(biāo)準(zhǔn)的山西產(chǎn)地的老陳醋樣品之間氣味差異較大，結(jié)合PCA結(jié)果可知，基于氣味差異電子鼻對(duì)山西老陳醋和山西產(chǎn)地的老陳醋產(chǎn)品的區(qū)分效果不是很明顯。

       根據(jù)樣品中的揮發(fā)性化合物在色譜柱MXT-5和MXT-1701上的保留指數(shù)，比對(duì)AroChembase數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)化合物進(jìn)行定性，并獲得可能存在的化合物信息。圖2為12個(gè)醋樣品中的揮發(fā)性組分在色譜柱MXT-5中分離經(jīng)FID檢測(cè)器檢測(cè)得到的色譜圖。可以看出電子鼻對(duì)醋中的揮發(fā)性成分有明顯的響應(yīng)，山西老陳醋和山西產(chǎn)地的老陳醋樣品的色譜峰的形狀和個(gè)數(shù)基本相近，但12個(gè)樣品的氣味化合物峰面積有所不同，說(shuō)明其所含有的氣味成分相似但在含量上存在差異。

圖2  12個(gè)樣品的電子鼻色譜圖

       對(duì)兩類老陳醋產(chǎn)品共12個(gè)樣品的揮發(fā)性氣味化合物進(jìn)行鑒別，根據(jù)Kovats保留指數(shù)定性出可能的氣味成分、感官描述以及嗅覺(jué)閾見(jiàn)表2。物質(zhì)氣味的強(qiáng)弱由嗅覺(jué)閾值的大小來(lái)反映，在含量相同的情況下，閾值越低說(shuō)明該物質(zhì)的氣味越強(qiáng)烈。由表2可知，從2類老陳醋共12個(gè)樣品中共檢出33種氣味化合物，其中酸類化合物5種、酯類化合物6種、醇類化合物7種，醛類化合物4種，酮類化合物3種，酚類化合物2種，其他類化合物6種，33種氣味化合物中有25種為共有氣味成分。根據(jù)定性結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩類老陳醋在化合物種類上差異較小，但同一氣味物質(zhì)成分的峰面積不同，即氣味化合物存在含量上的差異，這可能是造成12個(gè)樣品之間存在氣味差異的主要原因。此外在所有樣品中都檢測(cè)到糠醛和吡嗪類物質(zhì)。

表1  AroChembase數(shù)據(jù)庫(kù)分析山西老陳醋和老陳醋中可能的氣味信息

       采用電子舌對(duì)老陳醋和山西老陳醋樣品進(jìn)行檢測(cè)，兩類食醋的PCA結(jié)果可以看出明顯差異（圖3），老陳醋和山西老陳醋在PCA圖上的識(shí)別指數(shù)達(dá)到93，說(shuō)明12個(gè)樣品之間在滋味上存在差異，其中5個(gè)山西老陳醋樣品之間的距離較近，并呈小范圍聚集，而7個(gè)老陳醋之間的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，說(shuō)明不同廠家的老陳醋樣品間滋味差異大于山西老陳醋。這也進(jìn)一步說(shuō)明山西老陳醋和老陳醋雖然總酸含量均達(dá)到6.00g/100mL，但是兩類食醋在整體滋味上是不同的。

       利用DFA對(duì)兩類老陳醋共12個(gè)樣品滋味進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖4。DF1和DF2的貢獻(xiàn)率分別為97.603％和1.586％，累積貢獻(xiàn)率達(dá)99.189％，基本包含了原始數(shù)據(jù)的全部信息。其中5個(gè)山西老陳醋樣品都位于坐標(biāo)軸的右側(cè)，且對(duì)應(yīng)位置間的距離相對(duì)較近；山西老陳醋和山西產(chǎn)地的7個(gè)老陳醋樣品中間有明顯的分界線，與PCA圖相比，DFA圖中12個(gè)樣品區(qū)分性較好，同類別的山西老陳醋樣品分布更集中，離散度更小，山西老陳醋和老陳醋樣品間的區(qū)分更顯著，表明基于滋味差異電子舌可以區(qū)分老陳醋和山西老陳醋。

       采用電子舌的滋味分析功能測(cè)定山西老陳醋和老陳醋的滋味差異，從基于電子舌檢測(cè)的山西老陳醋和老陳醋在7根傳感器上的滋味評(píng)分雷達(dá)圖（圖5）可以明顯地看到12個(gè)樣品的響應(yīng)分值不同，說(shuō)明電子舌配置的7根傳感器基于滋味可以識(shí)別樣品間的差異。根據(jù)味覺(jué)分析功能（圖6）給出的12個(gè)樣品的酸味、咸味和鮮味評(píng)分結(jié)果，可以看到電子舌對(duì)于12個(gè)樣品在酸味、咸味和鮮味的響應(yīng)是不同的。整體上呈現(xiàn)老陳醋比山西老陳醋的酸味評(píng)分值高的現(xiàn)象。

圖5  12個(gè)樣品在7根傳感器上的滋味雷達(dá)圖

       本研究采用Heracles NEO超快速氣相色譜電子鼻和Astree電子舌對(duì)市售不同執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的山西老陳醋和山西產(chǎn)地的老陳醋樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合PCA和DFA結(jié)果顯示，12個(gè)樣品在氣味和滋味上存在差異，采用電子舌基于滋味差異可以區(qū)分山西產(chǎn)地的老陳醋和山西老陳醋樣品，通過(guò)電子舌的味覺(jué)分析功能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)整體上呈現(xiàn)老陳醋比山西老陳醋的酸味評(píng)分值高的現(xiàn)象；但電子鼻基于氣味差異對(duì)兩類老陳醋產(chǎn)品區(qū)分效果不是很明顯。利用電子鼻從2類老陳醋共12個(gè)樣品中共檢出33種氣味化合物，其中酸類化合物5種、酯類化合物6種、醇類化合物7種，醛類化合物4種，酮類化合物3種，酚類化合物2種，其他類化合物6種，33種氣味化合物中有25種為共有氣味成分。山西老陳醋和老陳醋的氣味化合物種類相似，但不同樣品之間存在一定的含量差異，這可能是造成12個(gè)樣品之間存在氣味差異的主要原因。后期可以對(duì)差異性大的揮發(fā)性化合物進(jìn)行定量分析，并結(jié)合氣味閾值計(jì)算氣味活性值，根據(jù)氣味活性值的大小確定氣味化合物對(duì)食醋氣味的整體貢獻(xiàn)值，從而找到對(duì)山西老陳醋香氣起關(guān)鍵作用的氣味成分。