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【感官前沿】人工感官評價(jià)技術(shù)與應(yīng)用研究進(jìn)展

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2024-05-23
核心提示:食品感官評價(jià)技術(shù)是通過收集由視覺、嗅覺、味覺和聽覺而感知到的食品感官數(shù)據(jù),利用科學(xué)的分析方法,對食品實(shí)行定性、定量的檢驗(yàn)
食品感官評價(jià)技術(shù)是通過收集由視覺、嗅覺、味覺和聽覺而感知到的食品感官數(shù)據(jù),利用科學(xué)的分析方法,對食品實(shí)行定性、定量的檢驗(yàn)與分析的技術(shù)。自1975 年起,陸續(xù)有學(xué)者開始研究香氣和組織的評價(jià),但感官評價(jià)在食品中的大量應(yīng)用是在20世紀(jì)90年代末。后續(xù)又經(jīng)過近50年的發(fā)展,感官評價(jià)方法變得更直觀、簡便且實(shí)用性強(qiáng),現(xiàn)已受到了各國檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的認(rèn)可和使用。
 
最早出現(xiàn)的感官評價(jià)技術(shù)為人工感官評價(jià),目前主要參考國標(biāo)和權(quán)威文獻(xiàn)使用;電子舌作為一種模仿嗅覺的設(shè)備,在食品領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用,包括保質(zhì)期、質(zhì)量控制和監(jiān)控、安全檢測、摻假和真實(shí)性、食品監(jiān)管原產(chǎn)地識別等,目前,感官評價(jià)技術(shù)已由單一的手段發(fā)展到人工感官評價(jià)與電子舌等儀器分析相結(jié)合的感官評價(jià)。近幾年根據(jù)人因工程學(xué)開發(fā)的面部表情分析技術(shù)也在食品評價(jià)領(lǐng)域得到初步應(yīng)用,但是由于表情采集方法的不同和個(gè)體的差異,該領(lǐng)域的研究有待深入。
 
前言
 
人工感官評價(jià)技術(shù)即用人的感官對食品、化妝品等的感官屬性進(jìn)行評判的研究方法。人工感官評價(jià)始于20世紀(jì)初,在20世紀(jì)下半葉得到了快速發(fā)展,并且日益完善。食品的人工感官評價(jià)主要通過品評員對產(chǎn)品進(jìn)行感官評定,品評結(jié)束后收齊品評員的品評數(shù)據(jù),再經(jīng)統(tǒng)計(jì)、分析總結(jié)出產(chǎn)品的量化特征,最終得到產(chǎn)品的科學(xué)評價(jià)結(jié)果。
 
在進(jìn)行人工感官評價(jià)時(shí)品評員就如同“測量儀 器”,品評的結(jié)果依賴于每一位品評員的認(rèn)真配合,規(guī)范評價(jià)和準(zhǔn)確表達(dá),因此篩選符合品評要求的口腔與味覺狀態(tài)的品評員以及了解品評員對于食物的偏好十分重要。
 
針對不同的品評任務(wù)和方法應(yīng)篩選擁有相應(yīng)能力的品評員,例如色彩辨別能力不正常的品評員不適合做顏色對比和判斷的任務(wù);嗅覺味覺缺失或極度不靈敏的品評員不適合做食物配方或工藝優(yōu)化過程中的品評員;牙齒缺失的、品評員不適合做質(zhì)地描述的任務(wù)。具體的品評員篩選方法和流程可以參考國標(biāo)中選拔、培訓(xùn)與管理評價(jià)員一般導(dǎo)則來進(jìn)行。
 
口腔狀態(tài)的要求
 
食物從進(jìn)入口腔到咽下會經(jīng)歷一個(gè)十分復(fù)雜的過程,其中牙齒、舌頭、唾液是必不可少的,盡管它所需時(shí)間很短,但該感知過程對于消費(fèi)者是否喜愛這一食物至關(guān)重要。牙齒作為咀嚼時(shí)的重要工具會因年齡的增長而引起一定的損失。牙齒一旦出現(xiàn)缺失或破損就會使食物無法被充分咀嚼,這既不利于進(jìn)食,還會影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。舌頭與食品的質(zhì)構(gòu)感官評價(jià)也密切相關(guān),口腔中的食品對舌面造成的多種機(jī)械性刺激使舌面的機(jī)械感受器興奮,由三叉神經(jīng)末梢通過三叉神經(jīng)節(jié)傳遞給大腦皮層感覺中樞,最后產(chǎn)生對食品的質(zhì)構(gòu)評價(jià)。唾液在咀嚼和吞咽食物過程中也起著很大的作用,因?yàn)橥僖壕哂袧櫥、緩沖、抗菌、保護(hù)以及風(fēng)味感知等多種功能。
 
綜上可知良好的口腔狀態(tài)會提升飲食的愉悅感,所以在挑選評價(jià)員時(shí)需要篩選出合適本次品評的口腔狀態(tài)的人。對于口腔狀態(tài)的評估現(xiàn)有口腔健康評估指南、簡明口腔健康檢查表、口腔健康評估表、整體口腔評估工具和 Beck口腔評估表等工具,這些量表目前主要應(yīng)用于臨床、護(hù)理、食品等領(lǐng)域。如劉登勇等在研究唾液分泌是否對咀嚼和吞咽紅燒肉有影響時(shí)就特別篩選了口腔健康、無牙疾、不挑食且自身情況不影響咀嚼能力、吞咽能力和唾液分泌能力的品評員。盡管現(xiàn)有文獻(xiàn)并未提出可以通過各種量表或者問卷篩選品評員,但是通過對口腔狀態(tài)評估表的填寫結(jié)果可以初步推斷品評員的基本情況并 剔除不適合的品評員。
 
味覺狀態(tài)的要求
 
味覺是一種很重要的感覺,可以用來評估食物的含量,支持食物的選擇和攝入,并識別和防止攝入潛在的有毒物質(zhì)。味覺狀態(tài)出現(xiàn)差異可能會導(dǎo)致對食物的感知發(fā)生變化,從而導(dǎo)致食欲不振、食物攝入量減少、體重的變化等負(fù)面影響,由此可見了解品評員味覺的狀態(tài)在感官品評相關(guān)的研究中非常重要,可能直接影響感官品評的結(jié)果。
 
引起味覺狀態(tài)產(chǎn)生差異的因素主要有年齡、性別、疾病等因素。Mojet等通過對青年人和老年人的氯化鈉、氯化鉀、蔗糖、阿斯巴甜、醋酸、檸檬酸、咖啡因、奎寧、谷氨酸鈉和5-肌苷的覺察閾值進(jìn)行評估,發(fā)現(xiàn)隨著年齡的增長,味覺敏銳度和味覺敏感性的特異性會普遍下降,而且男性比女性更容易下降。Nettore 等對348 名(女性 241、男性 107) 18~80 歲健康志愿者進(jìn)行風(fēng)味試驗(yàn),根據(jù)風(fēng)味得分的結(jié)果顯示隨著年齡的增長,風(fēng)味識別能力有所下降;特別是在年齡較大的時(shí)候女性的得分略高于男性;但吸煙似乎不會影響對味道的識別。De Vries 等研究 28 名40~60 歲乳腺癌患者在化療后的食物偏好和味覺功能,并與 28 名 40~60 歲非癌癥女性進(jìn)行比較,評估乳腺癌患者的味覺功能與食物偏好之間的關(guān)系,結(jié)果顯示乳腺癌患者在化療期間較少喜歡高蛋白、高脂肪、甜味和咸味的產(chǎn)品,并且對甜味和咸味的敏感性下降,在化療結(jié)束六個(gè)月后食物偏好和味覺功能恢復(fù)至患病前水平。因此,在篩選品評員時(shí)要根據(jù)年齡、性別和是否患有影響味覺疾病來篩選味覺靈敏度和具備風(fēng)味識別能力的品評員。
 
食物偏好的要求
 
了解品評員對于食物的偏好有助于篩選符合特定產(chǎn)品的品評員,進(jìn)而得出更有信度的品評結(jié)果。在篩選時(shí)首先要考慮性別、年齡、地域、收入、學(xué)歷、工作性質(zhì)等影響因素。
 
目前已有一些問卷被用來調(diào)查消費(fèi)者的食物偏好。汪宏玲在研究影響消費(fèi)者口感偏好產(chǎn)生變化的因素時(shí)提到,更多的女性消費(fèi)者在葡萄酒口感上更加偏好于半甜型或甜型酒,對于起泡酒的偏好大于男性消費(fèi)者,年齡較大消費(fèi)者會更加偏好于陳年型葡萄酒,年輕消費(fèi)者選則上更加注重于葡萄酒的狀態(tài)。宋奕穎以性別、年齡、受教育程度等為變量因素研究消費(fèi)者對蔬菜加工類休閑食品的購買意愿、消費(fèi)偏好,研究發(fā)現(xiàn)年輕消費(fèi)者更傾向于經(jīng)過加工的休閑食品,而年老消費(fèi)者則更加喜歡食用鮮食蔬菜。因此,越是具體的食品、飲料或酒類產(chǎn)品,越應(yīng)當(dāng)根據(jù)主要消費(fèi)人群的特點(diǎn)來制定品評員的篩選標(biāo)準(zhǔn),這樣才能得到更準(zhǔn)確的感官品評結(jié)果,試驗(yàn)結(jié)果才越有應(yīng)用價(jià)值。
 
人工感官評價(jià)的方法
 
目前應(yīng)用于食品的人工感官評價(jià)方法主要有描述性分析方法、情態(tài)型分析方法、差異性分析方法。三種評價(jià)方法的對比見下表。
 
 
描述性分析方法
 
描述性分析方法是根據(jù)感官感知品評食物的各種感官特征并用專業(yè)術(shù)語進(jìn)行描述的方法,有風(fēng)味剖面法、質(zhì)地剖面法和定量描述分析法。風(fēng)味剖面法是通過描述和評估樣品的風(fēng)味特性對樣品進(jìn)行評級。質(zhì)地剖面法是通過觀察、觸摸和品嘗感受食物質(zhì)地特性的方法。定量描述分析方法是可以對樣品進(jìn)行定性和定量分析的方法。陳亞珍等使用定量描述分析的方法選擇外觀、色澤、適口性、豆香、醋香和酸度為評價(jià)指標(biāo),得出有極顯著差異的是醋豆的適口性,有顯著差異的是醋豆的外觀,無顯著差異的是醋豆的色澤、酸度、豆香、醋香,又通過兩個(gè)均方的比值(F值)最終選擇適口性為醋豆品質(zhì)的感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。Marvell等使用定量描述分析方法對圣羅勒茶飲料進(jìn)行了完整的感官分析,通過篩選和培訓(xùn)了14 名品評員并對三種圣羅勒飲料進(jìn)行了評價(jià),共生成了關(guān)于顏色、氣味和味道的 27 個(gè)感官描述詞,經(jīng)過復(fù)測得出定量描述分析方法可以作為定義圣羅勒飲料輪廓的替代方法。描述性分析方法更適用于專業(yè)品評員,所需人數(shù)較少,但要求品評員具備較高的品評能力和描述能力,適用于食品原料篩選,食品配方研究,食品專業(yè)品評,甚至其品評指標(biāo)和結(jié)果可以作為產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性指標(biāo)。
 
情態(tài)型分析方法
 
情態(tài)型方法主要是通過消費(fèi)者對產(chǎn)品的偏好或者喜好度進(jìn)行量化的評價(jià),有偏愛測定和接受性測定。偏愛測定通常為品評員在多個(gè)樣品中挑出喜愛的一個(gè),或者對樣品進(jìn)行評分,比較樣品的好壞。接受性測定為品評員在某一個(gè)評價(jià)指標(biāo)上評估對樣品的喜好程度。Yu 等通過給受試者提供不同濃度的蔗糖溶液調(diào)查 2 型糖尿病患者的蔗糖偏好,結(jié)果為與健康人相比,2 型糖尿病患者更喜歡較低的蔗糖濃度,男性糖尿病患者比女性患者表現(xiàn)出更高的蔗糖偏好。謝靜使用Likert 五級量表(分別代表從“非常不滿意”到“非常滿意”的喜好程度)來作為喜好度問卷的的評分標(biāo)準(zhǔn),調(diào)查出老人對食物色香味的追求較高,更加喜愛鮮、香的食物。情態(tài)型方法適用于調(diào)研消費(fèi)者對于食品風(fēng)味的喜好度,評價(jià)結(jié)果快速易得且無需招募專業(yè)品評人員,但為得到更高準(zhǔn)確度的評價(jià)結(jié)果,該方法的樣本量需求較大。
 
差異性分析方法
 
差異性分析方法是檢驗(yàn)待測樣品間是否存在感官差別的方法,主要通過品評員回答待測樣品間是否存在差別,再經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得出結(jié)果,有成對比較檢驗(yàn)、三點(diǎn)檢驗(yàn)等方法。成對比較檢驗(yàn)法和三點(diǎn)檢驗(yàn)法皆為通過感官特性確定兩個(gè)樣品間是否具有可感知到的感官差別或相似的方法。成對比較檢驗(yàn)法適用于同質(zhì)類的產(chǎn)品,三點(diǎn)檢驗(yàn)法適用于完全同類的樣品。趙永敢等用差別成對檢驗(yàn)和定向成對比較檢驗(yàn)評價(jià)兩款雞汁產(chǎn)品是否存在差異,結(jié)果為兩種雞汁產(chǎn)品的檢驗(yàn)結(jié)果均具有顯著性差異,說明成對比較檢驗(yàn)法可適用食品產(chǎn)品的辨別,還為雞汁調(diào)味產(chǎn)品在研發(fā)中的感官評價(jià)提供了新思路。差異性分析方法適用于產(chǎn)品優(yōu)化、質(zhì)量控制、原料篩選等方面,但該方法獨(dú)立使用時(shí)只能分辨出待測樣品之間是否存在差異,而不能具體確定差異指標(biāo)和品評員對產(chǎn)品的喜好傾向,故而在食品感官評價(jià)中通常會與偏愛測定和定量描述分析等方法結(jié)合使用。
 
鑒于品評員主觀因素的影響,評價(jià)結(jié)果可利用數(shù)學(xué)算法對其進(jìn)行矯正。例如人工感官品評與模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)等數(shù)學(xué)方法進(jìn)行結(jié)合,把復(fù)雜的評價(jià)指標(biāo)變?yōu)閿?shù)字,進(jìn)而對產(chǎn)品做出科學(xué)的研判。崔立柱等以沙棘餅干形態(tài)、色澤、風(fēng)味、口感和組織為評價(jià)指標(biāo)集,根據(jù)問卷調(diào)查得出餅干的權(quán)重集,繼而通過選定的分值區(qū)域得出評語集,最終得到每款餅干的感官評分結(jié)果。
 
人工感官評價(jià)在食品行業(yè)中的應(yīng)用
 
感官品質(zhì)的好壞是消費(fèi)者選購食品的第一影響因素,所以人工感官評價(jià)技術(shù)不僅可以簡單地測量產(chǎn)品,還可以根據(jù)評價(jià)員的喜好度有目的性地進(jìn)行產(chǎn)品研制、改良和營銷。首先是在產(chǎn)品研發(fā)過程中的應(yīng)用,將人工感官評價(jià)的結(jié)果視為所研究產(chǎn)品的評價(jià)指標(biāo),根據(jù)品評的結(jié)果確定產(chǎn)品的最優(yōu)配方或加工工藝。張靜等在開發(fā)玫瑰花酸奶過程中,不僅考察玫瑰提取液添加量、發(fā)酵劑添加量、蔗糖添加量、發(fā)酵時(shí)間等方面,而且把感官品評指標(biāo)也作為優(yōu)化制備條件,為玫瑰花制品和乳制品行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)提供新思路。其次是在預(yù)測產(chǎn)品貨架期方面的應(yīng)用,根據(jù)感 官品質(zhì)是否發(fā)生變化來判斷,例如蔬菜水果等顏色由綠色、紅色、黃色等變成黑色,氣味變成臭味和口感變壞等。Li 等使用飽滿度、光澤度、粘度、玉米 風(fēng)味、酸度和甜度幾個(gè)感官指標(biāo)品評不同溫度、時(shí)間、包裝下的玉米,最終確定為酸度值超過8,光澤度降到 4 以下則玉米腐敗變質(zhì)。
 
將人工感官評價(jià)技術(shù)與主成分分析(PCA)方法相結(jié)合還可以建立食品的品評模型,主成分分析方法是一個(gè)很客觀的方法,它可以以每個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的相關(guān)度和變異性選定權(quán)重,從而避免通過人選定權(quán)重的弊端,這種評價(jià)模型具有一定的實(shí)用性。孟祥忍等將牛肉鹵好后使用固相微萃取—?dú)庀嗌V—質(zhì)譜聯(lián)用的方法測定揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),利用公式得出相對氣味活度值;繼而對鹵煮牛肉進(jìn)行感官評定,采用主成分分析法對循環(huán)鹵煮牛肉具有貢獻(xiàn)的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析,建立循環(huán)鹵煮牛肉的風(fēng)味強(qiáng)度評價(jià)模型,且與傳統(tǒng)感官評價(jià)結(jié)果具有顯著相關(guān)性,彰顯出結(jié)合 主成分分析的品評模型在牛肉的風(fēng)味強(qiáng)度評價(jià)中的應(yīng)用價(jià)值。
 
雖然我國的人工感官評價(jià)發(fā)展晚于其它國家,但是我國的感官評價(jià)技術(shù)體系發(fā)展迅速,現(xiàn)階段人工感官評價(jià)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)十分成熟,也制定并實(shí)施了從基礎(chǔ)用語到具體品評方法和各種食品專用的系列標(biāo)準(zhǔn),在食品、化妝品等各大領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛;特別是在新食品的研發(fā)方面,幾乎每一種食品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)售賣都經(jīng)歷過感官評價(jià)。盡管人工感官評價(jià)體系已經(jīng)相對完善,但僅憑這一結(jié)果判定產(chǎn)品的優(yōu)劣存在一定的主觀、不準(zhǔn)確性,針對這一問題衍生了一些更加客觀的技術(shù)方法,比如使用模擬牙齒咀嚼的質(zhì)構(gòu)儀,仿照鼻器官、舌器官的電子鼻、電子舌和類似人眼觀察的色度計(jì)等儀器,增加結(jié)果的準(zhǔn)確性,彌補(bǔ)人工感官評價(jià)的不足。 
編輯:songjiajie2010

 
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