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基于電子舌的焙炒咖啡不同干燥模式判別
發布日期:2023-09-18
         電 子 舌 作 為 檢 測 味 覺 品 質 的 技 術 ,能 夠 獲 取 液 體 樣 本 的 味 覺 特 征 的 總 體 信 息 ,具 有 高 靈 敏 度 、可 靠 性 、 重 復 性 的 特 點 ,在 食 品 、醫 藥 、環 保 等 領 域 使 用 越 來 越 廣 泛 。本 文 利 用 電 子 舌 來 對 不 同 干 燥 方 式 下 咖 啡 口 感 判 別 ,以 判 斷 不 同 干 燥 方 式 對 咖 啡 口感 的 影 響,同 時 與 杯 品 結 果 對 照 ,驗 證 判 別 效 果 。
       材料與方法
        材料 與儀器
        實 驗 用 咖 啡 鮮 果 ;咖 啡 干 燥 設 備 ,Astree型 電 子 舌 味 覺 分 析 系 統 法 國 Alpha.MOS 公 司
        實驗方 法
        樣 品前 處 理 咖 啡 鮮 果 經 濕 法 加 工 ,生 產 出 咖 啡 濕 豆 ,分 別 采 用 熱 風 干 燥 ,半 熱 風 干 燥 半 自然 干 燥 和 太 陽 光 自然 干 燥 三 種 干 燥 方 式 ,分 別 命 名 為 1、2、3。
樣 品 焙 炒 使用 咖 啡 焙 炒 機 ,焙 炒 咖 啡 達 到 要 求 顏 色。
        電子 舌 檢 測 主 要 分 析 方 法 有:主 成 分 分 析 法 (PCA)、判 別 因 子 分 析 (DFA)和 統 計 質 量 控 制 分 析 (SQC)。
        結果與分析
        傳感器對咖啡響應值
        該 實 驗 所 用 的 傳 感 器 為 非 特 異 性 、交 互 敏 感 型 傳 感器 。7個 傳 感 器 分 別 是 zz、JE、BB、CA、GA、HA 和 JB。各 傳 感 器 對 風 味 物 質 普 遍 響 應 ,沒 有 絕 對 的 對 應 關 系 。圖 1表 示 傳 感 器 對 咖 啡 樣 品 的 響 應 強 度 圖 ,其 中 JE 和 CA 對 咖 啡 樣 品 的 響 應 強 度 最 大 ,傳 感 器 響 應 強 度 JE>CA>HA>JB。

表1 傳感器對樣品的判別指數
          表 1表 示 各 傳 感 器 對 樣 品 的判 別 指 數 ,而 判 別 指 數 JE >ZZ>GA>JB,可 見 傳 感 器 響 應 強 度 與 對 樣 品 的 差 異 判 別 能 力 不 是 線 性 關 系 ,如 ZZ雖 響 應 強 度 較 小 但 對 咖 啡 樣 品 有 較 高 的 差 異 判 別 指 數 ,經 過 判 別 指 數 和 響 應 強 度 綜 合 確 定 傳 感 器 為 JE、GA 和 ZZ。傳 感 器 對 咖 啡 樣 品 響 應 強 度 值 、標 準 偏 差 和 相 對 標 準 偏 差 (RSD) 見 表 2。
表2 傳感器對樣品反應強度值、標準偏差及RSD
        主 成分 分析 (PCA)
        PCA 分 析 的 主 要 工 作 原 理 是 在 樣 品 特 性 未 知 的 前 提 下 ,通 過 變 換 觀 察 視 角 來 尋 找 樣 品 間 差 異 的 一 種 算 法 。該 算 法 不 丟 失 任 何 樣 品 信 息 ,僅 通 過 改 變 坐 標 軸 來 達 到 區分 樣 品 的 目 的 。
        PCA 分 析 能 較 好 的 區 分 樣 品 ,主 成 分 1的 貢 獻 率 高 達 97.418% ,主 成 分 2的 貢 獻 率 為 1.669% 。三 組 實 驗 均 能 較 好 區分 樣 品 ,且 樣 品 2與 樣 品 3之 間 的距 離 遠 小 于 樣 品 1與 樣 品 3之 間 的 距 離 ,說 明 熱 風 干 燥 會 造 成 咖 啡 風 味 變 化 ,其 與 太 陽 光 自然 風 味 相 差 較 遠 ,半 熱 風 干 燥 半 自然 干 燥 雖 也 會 造 成 風 味 變 化 ,但 與 太 陽 光 自然 干 燥 風 味 相 差 不 大 。說 明 半 熱 風 干 燥 半 自然 干 燥 是 咖 啡 在 惡 劣 環 境 下 ,咖 啡 濕 豆 干 燥 有 效 的 補 充 。
        判 別 因子分 析 (DFA)
        DFA 是 一 種 用 來 構 建 模 型 、并 識 別 未 知 試 樣 的 算 法 。DFA 通 過 數 學 變 換 能 夠 使 同 類 組 群 數 據 間 的 差異 盡可 能縮 小 ,使不 同類 組 群 數 據 間 的差 異 盡 可 能 的 擴 大 ,以 建 立 數 據 識 別 模 型 。該 實 驗 中 假 設 咖 啡 處 理 樣 品 為 未 知 試 樣 ,進 行 DFA 分 析 ,分 析 結 果 見 圖 3。
        DFA分 析 能 較 好 的 區 分 相 同 處 理 樣 品 與 不 同 處 理 樣 品 ,且 具 有 明 顯 差 異 。判 別 因 子 1的 貢 獻 率 為 91.144% ,判 別 因 子 2的 貢 獻 率 為 8.247% 。在 已 知 處 理 的 條 件 下 ,可 以看 出 DFA 分 析 也 能 較 好 的 區 分 不 同處 理 樣 品 。
        統 計質 量控制 分析 (SQC)
        咖 啡 濕 豆 干 燥 通 常 以 太 陽 光 自然 干 燥 為 主 ,該 實 驗 以 太 陽 光 自然 干 燥 為 參 照 對 象 ,由 于 三 組 重 復 , 均 有 自然 干 燥 。此 采 用 A3為 標 準 進 行 SQC分 析 ,經 電 子 舌 檢 測 得 出 圖 4。
        從 圖 中 可 以 看 出 三 組 樣 品 差 異 顯 著 ,各 重 復 之 間 差 異 不 顯 著 ,太 陽 光 自然 干 燥 均 在 可 接 受 范 圍 內 , 風 味 可 認 定 一 致 。半 熱 風 干 燥 半 自然 干 燥 雖 不 在 可 接 受 范 圍 內 ,但 距 離 不 是 太 遠 ,而 熱 風 干 燥 氣 味 單 元 距 離 較 遠 ,說 明風 味 差 異 明顯 。
        杯 品檢 測
        對 不 同 干 燥 方 式 處 理 的 咖 啡 樣 品 進 行 杯 品 檢驗 ,選 取 十 數 人 進 行 杯 品 檢 驗 ,經 檢 驗 得 出 ,經 過 熱 風 干 燥 處 理 的 咖 啡 部 分 可 以 接 受 ,半 熱 風 處 理 半 自 然 干 燥 的 咖 啡 與 自然 干 燥 的 咖 啡 雖 然 存 在 差 異 ,但 在 杯 品 中感 受 不 到 ,也 是 完 全 可 以 接 受 的 。
        結論
         電 子 舌 能 夠 較 好 的 區 分 不 同 干 燥 處 理 方 式 的 咖 啡 ,主 成 分 1的 貢 獻 率 及 判 別 因 子 1的 貢 獻 率 , 均 達 到 90% 以 上 ,PCA 分 析 與 DFA 分 析 證 明 結 論 一致 ,說 明 兩 種 分 析 方 式 對 咖 啡 樣 品 均 具 有 良 好 的 區分 。
         咖 啡 杯 品 檢 驗 結 果 可 以 得 知 ,咖 啡 濕 豆 熱 風 干 燥 是 咖 啡 初 加 工 有 效 的 補 充 。熱 風 干 燥 對 咖 啡 風 味 造 成 顯 著 的 差 異 ,但 半 熱 風 干 燥 半 自然 干 燥 與 自然 干 燥 風 味 差 異 接 近 ,經 杯 品 檢 驗 無 差 異 ,可 以 認 定 一 致 。 
        來源:感官科學與評定   轉載請注明來源。
        參考文獻:胡榮鎖,陸敏泉,吳桂蘋,谷風林,初眾,譚樂和.基于電子舌的焙炒咖啡不同干燥模式判別[J].食品工業科技,2014,35(01):304-306+317.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2014.01.038.
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