分析与检测准确称取 % f和 8 f大菱鲆鱼肉样品 % 置超过了我国无公害水产品安全要求'而 % f样品贮藏于 %% MD烧杯中迅速用保鲜膜密封静置 % E 后至 2% O 时菌落总数达到 ` % \:A* 达到了国标规用 V<' 电子鼻测定大菱鲆鱼肉的挥

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案宥蠡宁
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1 ' * - 01%2 * 2%%1%'2 基于电子鼻的冷藏大菱鲆品质变化研究! 徐永霞!张朝敏!张颖!李学鹏!孙宏!励建荣渤海大学食品科学与工程学院辽宁省食品安全重点实验室生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心辽宁锦州2%' 摘7要7利用电子鼻技术检测不同贮藏温度下大菱鲆样品的挥发性气体变化情况!对所得数据进行主成分分析 ' V\; 载荷分析' D; 和聚类分析' \;!并结合细菌菌落总数和挥发性盐基氮 < 含量变化进行分析!建立一种基于电子鼻的冷藏大菱鲆新鲜度判别方法结果表明电子鼻主成分分析载荷分析和聚类分析能很好地区分大菱鲆 % f与 8 f贮藏过程中的挥发性气味变化!气味发生变化的时间拐点分别是贮藏 2% O 和 O电 <值变化预测的货架期终点基本一致因此电子鼻技术可以用来判别大菱鲆冷藏过程中的新鲜度变化关键词7大菱鲆冷藏新鲜度电子鼻 77大菱鲆! % % 5*5H > 5* 俗称多宝鱼主要产于大西洋东侧沿岸是名贵的低温经济鱼类 - % 大菱鲆在 % f和 8 f贮藏条件下的新鲜度变化% 8:8;材料和仪器大菱鲆购于锦州市林西街水产市场质量新鲜 fx约 %% i1%% *尾体表富有光泽黏液透明眼球饱因其肉厚质佳细腻鲜美营养价值高在我国北方沿海地区的养殖规模不断扩大产品远销海内外% 鱼类由于长距离的运输极易造成微生物的生长繁殖最终导致腐败使其营养价值和商业价值严重受损% 因嗅觉系电子鼻是近年来兴起的一种 * 绿色仿生统主要由气体传感器阵列信号处理系统和模式识别系统 ' 部分组成能精确的识别复杂的气味信息% 它是利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味对传感器获得的信号进行数据处理通过各种化学计量此快速有效地检测鱼类新鲜度和预测货架期具有重要意义尤其是对于冷藏鱼类 2 - % 学方法进行模式识别现已广泛运用于果蔬 ' - 肉及肉制品和饮料 - 等食品的品质检测% 近年来研究者也将电子鼻应用于鱼类等水产品的新鲜度评价如郭美娟等人 5- 建立了基于电子鼻技术的南美白对虾新鲜度判别模型丁媛等人 1 - 通过电子鼻检测可以准确区分不同种类贝类气味的差异王绿野等人 - 利用电子鼻实现了对草鱼新鲜度的快速检测 D MK 等 % - 通过电子鼻分析结合化学方法建立了欧洲黑鲈的货架期预测模型% 本文以大菱鲆为研究对象采用电子鼻分析大菱鲆冷藏过程中的挥发性气味第一作者!博士讲师励建荣教授为通讯作者 M! 8 ' M % 7!* 十二五国家科技支撑计划 < 2%2 C;!2 C% '辽宁省自然 i <含量检测研究了 7材料与方法满% V<' 便携式电子鼻系统德国 ; >B<B公司' MDB '%'%\U 立式高压灭菌锅三洋电机广州有限公司' D>U 系列生化培养箱上海一恒科技有限公司'BT \Y 2:!超净工作台苏景集团苏州安泰技术有限公司'Y D@\18%% 全自动定氮仪丹麦 :BB 公司% 8:A;样品处理鲜活大菱鲆采用碎冰致死流水冲洗沥干后用无菌蒸煮袋包装分别置于 %8 f 冰箱贮藏在第 %8 122% 天分别取样进行电子鼻检测同时进行 <值的测定% 8:B;测定指标及方法 `'`7菌落总数的测定按 dc %% 进行测定采用平板倾注法计算% < 的测定参考 :BB 应用子报中鲜鱼和冻鱼中挥发性盐科学基金博士启动项目 < 2%'%%' 基氮的测定进行测定% 收稿日期!2% 0%8 0' 改回日期!2% 0%8 025 `'`'7电子鼻检测条件!!* % *''!

气味发生变化的时间拐点分别是贮藏 2% O 和 O电子鼻分析结果与细菌菌落总数和 @oc <值变化预测的货架期终点基本一致因此电子鼻技术可以用来判别大菱鲆冷藏过程中的新鲜度变化关键词7大菱鲆冷藏新鲜度电子鼻 77大菱鲆!

2 分析与检测准确称取 % f和 8 f大菱鲆鱼肉样品 % 置超过了我国无公害水产品安全要求'而 % f样品贮藏于 %% MD烧杯中迅速用保鲜膜密封静置 % E 后至 2% O 时菌落总数达到 ` % \:A* 达到了国标规用 V<' 电子鼻测定大菱鲆鱼肉的挥发性气味% 仪定的上限% 器设定条件为! 顶空温度 2 f 进样流量 '%% MD* M -内部流量 '%% MD* M - 测定时间 %% 每个样品重复测定 ' 次% V<' 型便捷式电子鼻传感器性能描述见表 % 表 8;电子鼻传感器名称与其响应物质!%< 8; * *%@ * * %*- 传感器序号传感器名称传感器响应特性 T B7; M 对芳香族类灵敏 2 T B7C O - 对氮氧化合物灵敏度大 ' T' \7; M 对芳香胺类灵敏 8 T B7U O - 对氢气氢化物有选择性 T \7; M FE 对短链烷烃灵敏图 7不同贮藏条件下大菱鲆菌落总数的变化 : `7\E - R K OR - R-O O - -O - A:A;![27 <值反映了鱼体内蛋白质分解后形成的 T \7C O M E 对甲基类灵敏氨胺类等碱性含氮物质的含量与鱼类新鲜度之间 5 T T7BR FE 对无机硫化物灵敏有很好的相关性已被我国及大多数国家作为鉴定水 1 T2 B7% C O 对醇类灵敏 i T2 T7BR FE E 芳香成分对有机硫化物灵敏产品腐败程度的标准 2 - % 根据 02%%1 % T' B7 E - 对长链烷烃灵敏 <值达到 '% M* %% 是消费者可接受的上限 M* %% 为一级鲜度 2% M* 8:D;数据处理 %% 为二级鲜度% 大菱鲆在 % f和 8 f冷藏过程中电子鼻数据分析% 取稳定后第 1 i% C<值的变化情况如图 2 所示% 由图 2 可知大菱的数据信息采用 V<' 电子鼻 T - R 软件进行 fx <值为 ' M* %% 随贮藏时主成分分析 V\; 负荷加载分析 D; ' 利用间的延长不同温度贮藏条件下 o C <含量均显 BVBB2%`% 根据欧几里德距离公式对电子鼻数据进著上升 7%% % 其中8 f 贮藏的大菱鲆样品行聚类分析不同贮藏条件下鱼肉样品气味的相 <值上升速度较快贮藏至 O 时达到 '%' 度并用树状图表示样品之间的差异程度% M<* %% 达到可接受上限% % f 贮藏样品在贮藏至 2% O 时超过了可接受上限% 该结果与菌落总数预 27结果与讨论测的货架期一致% A:8;菌落总数的变化鱼类等水产品的腐败变质主要是由微生物的作用引起细菌菌落总数可以较好地反映鱼体新鲜度 - % 根据 dc18%`8 02%% 农产品安全质量无公害水产品安全要求规定鱼肉细菌菌落总数 8 \:A* 为一级鲜度 \:A* 为二级鲜度 \:A* 时达到腐败不能食用% 大菱鲆在不同温度贮藏期间的菌落总数变化如图所示% 由图可图 <含量变化为 '` \:A* : `27\E - < - - R K OR - 说明新鲜大菱鲆的品质较好% 随着贮藏时间的延长2 趋势且与贮藏时间呈显著相关性 7%`% % 其中大菱鲆样品在 8 f贮藏条件下微生物的生长速度快于 % f组样品% 8 f样品贮藏 O 时细菌菌落总数 R-O O - -O - A:B;电子鼻检测 2`'`7电子鼻雷达图对不同温度贮藏条件下大菱鲆鱼肉的气味变化进行电子鼻测定数据处理结果如图 ' 和图 8 所示%!年第 %卷第期! 总第 ''!期!!

$%< 8; * *%@ * * %*- K* @% 传感器序号传感器名称传感器响应特性 T B7; M 对芳香族类灵敏 2 T B7C O - 对氮氧化合物灵敏度大 ' T' \7; M 对芳香胺类灵敏 8 T B7U O - 对氢气氢化物有选择性 T \7; M FE 对短链烷烃灵敏图 7不同贮藏条件下大菱鲆菌落总数的变化 : `7\E - - @o\ R K OR - R-O O$

3 % 个坐标轴分别代表 % 个传感器坐标轴的大小代贮藏温度越高挥发性风味变化越明显% 两图差别显表传感器对该样品的灵敏程度其响应强度变化可说著利用电子鼻区分不同温度贮藏条件下的大菱鲆是明大菱鲆鱼肉中某些挥发性气味成分浓度的变化% 可行性的% 图 '7大菱鲆 % f贮藏条件下的气味感应强度雷达图图 87大菱鲆 8f贮藏条件下的气味感应强度雷达图 : `'7@E O E O R E - R K OR - : `87@E O E O R E - R K OR - F O % f 由图 '图 8 可知电子鼻的 % 个传感器对大菱 F O 8 f 2`'`27主成分分析结果 i 鲆鱼肉的风味成分有明显的响应且响应值各不相主成分分析 V\; 是利用降维的思想在损失较同% 其中 >2 > > 5 和 > 8 个传感器对少信息的前提下将多个指标转化为几个综合指标的气味响应最强分别代表了氮氧化合物烷烃类化合多元统计方法能够很好地展示样品间的差异性且物无机硫化物和有机硫化物% 随着贮藏时间的延呈现出样品集群和离群的特点% 用较少综合指标研高分析效率 % 对不同贮藏期大菱鲆长8 个传感器的响应值均显著增大表明贮藏时间究问题可提越长风味物质中的氮氧化合物烷烃类无机硫化物 V\;识别模式了解不同贮藏 x鱼肉的气味信息建立及有机硫化物浓度越大'其中 8 f样品在贮藏至 2 Of 温度条件下大菱鲆气味成分的变化特征% 的响应值明显超出 % f样品在 2% O 的响应值说明 ' - 图 7%f 和 8f K 贮藏条件下大菱鲆样品气味变化的 V\;分析 : `7V\; - O R E - R K OR - % f -O 8 f K 77如图所示图中主成分的贡献率为 f大菱鲆样品贮藏 2% O 时气味发生骤变说明在第 2% `21主成分 2 的贡献率为 2`8总贡献率达到天时大菱鲆气味组成发生了显著变化与菌落总数和 `58'图 K 中主成分和主成分 2 <值变化结果一致% 图和图 K 的变化趋到 ` 1表明提取的信息能够反映原始数据的大部势相似但存在明显的差异性因此 V\;分析也可以区分信息% 由图可看出不同贮藏时期大菱鲆鱼肉的分不同贮藏温度下大菱鲆的气味变化% 气味差异显著其中 % f贮藏样品在第 % 天和第 8 天 2`'`'7载荷分析时V\2 呈上升趋势'8 i1 O 时气味主成分沿 V\ 轴正载荷分析 D; 用于判断传感器对挥发性气味的向移动且第 1 天时气味变化明显'贮藏至第天时气贡献率% 传感器的响应值越接近零识别作用越小' 味发生骤变沿 V\2 轴负向变化% 由图 K 可知8 越偏离零识别能力越强 8- % 如图中大菱鲆在!!* % *''!

$`'7@E O E O R E - R K OR - : `87@E O E O R E - R K OR - F O % f 由图 '图 8 可知电子鼻的 % 个传感器对大菱 F O 8 f 2`'`27主成分分析结果 i 鲆鱼肉的风味成分有明显的响应且响应值各不相主成分分析 V\; 是利用降维的思想在损失较同% 其中 >2 > > 5 和$

4 分析与检测 %f下的负荷加载分析总贡献率为 `58'在 8 f条 % f相比8 f样品的 T2T 响应值在 V\2 的贡献率增件下总贡献率为 ` 1'% 图 K 中可明显看出幅明显TB 大幅度下降TB 和 T2B 也一定程度降 TT 对 V\ 贡献较大TBT2B 和 TB 对 V\2 的贡低% 表明 8 f样品挥发性气味中有机硫化物和芳香成献率大表明大菱鲆在贮藏过程中挥发气味中的无机分明显高于 % f样品含量二者差异显著% 硫化物含量较高苯类和醇类也占有一定比例% 与图 7%f 和 8f K 贮藏条件下大菱鲆样品气味变化的 D;图 : `7D O - - O R E - R K OR - % f -O 8 f K 离 - % 不同贮藏温度下大菱鲆样品的欧氏距离和聚 2`'`87聚类分析 i 采用聚类分析法中的平方欧氏距离为度量准则类树状图分别见表 2 和图 5 所示% 进行系统聚类分析可准确反映类别间的相似与距表 A;不同贮藏条件下大菱鲆样品的平方欧式距离!%< A;H'% - ' - %*- %* ' < %@K '*- - * %M *- * fx 样品名 K %%% %%8 %%1 %2 % %2% 8%% 8%8 8% % 平方欧式距离 %%% `5 `58 `82 `'1 `%8 `8 2`55 '`1 %`5% 2%2`' %%8 '`%% %`15 `1 `5 `5 `5' ` '`8%5 8`18 2%%`2%' %%1 %`15 %`812 `'1 `58 `2 5`588 2'`'8 '` 5`'% %2 % %`22 '`555 `82 `11' `5%1 2`12' 8'`15 1`581 '`' `'1 `%' 5`% 21`2'' 8`5 12`% %2% `%8 %`58 2`1%' `'2 2`5% 85`55 8%% `8 2`55 %`'2 1`5 2'`2' 8%8 %`2%1 '`1 %`5% 2%2`' 8%1 `12 58`% 28`2 82 `52 1`2 8 82% ` 77注!样品名 K 贮藏温度K 贮藏时间% 代表了每种样品之间气味的相似度欧式距离越大相似度越低'反之则越高 1 - % 由表 2 可看出% f 贮藏 % i O 的样品差异较小而与 2% O 的样品距离较大说明 % i O 样品的气味相近而与 2% O 样品的气味差异较大'8 f 贮藏 % i1 O 的样品与第 2 2% 天的样品距离较大% 从图 5 也可直观地看到这 2 种样品之间的差异其中 % f贮藏条件下 % i O 样品聚为一类与贮藏 2% O 的样品气味差别较大'8 f贮藏图 57不同贮藏条件下大菱鲆样品的聚类分析图 8 O 和 1 O 的样品聚为一类2 O 和 O 的样品聚为一 : `57! -O M R K MF R-O O - 类而 % O 和 2% O 样品各自成一类% 8 f 样品气味在 -O - O 后发生明显变化与其他指标变化结果一致% 77由表 2 可知 2 种样品之间的差异度其中数值!年第 %卷第期! 总第 ''!期!

2`'`87聚类分析 i 采用聚类分析法中的平方欧氏距离为度量准则类树状图分别见表 2 和图 5 所示% 进行系统聚类分析可准确反映类别间的相似与距表 A;不同贮藏条件下大菱鲆样品的平方欧式距离!

5 K O M - - M E O R Y - '7结论 Y R - : O R M - -O \E ^ -2% %! 2 0% 利用电子鼻技术检测不同贮藏温度下大菱鲆样品挥发性气味的变化经主成分分析 V\; 和载荷分 5-7郭美娟柴春祥鲁晓翔等基于电子鼻技术判别南美白对虾鲜度模型的建立 Y- `食品与发酵工业析 D; 结果表明电子鼻 % 个传感器能准确区分不 2%' '! % 05 同贮藏温度大菱鲆样品的挥发性气味并确定了 8 f 1-7丁媛郑平安缪芳芳等电子鼻在 1 种贝类气味差样品气味骤变发生在第天% f 样品发生在第 2% 异研究中的应用 Y -`食品科学 2%' '8 22! '' 0 ' 天该结果与细菌菌落总数 <值反映的货架期终点基本一致% 通过聚类分析也能准确得出不同 - 7王绿野张凌霞磨艳红等基于电子鼻的草鱼新鲜度快速检测方法研究 Y - `中国食品学报 2%8 8 贮藏温度和不同贮藏时间下样品之间的差异程度使区分更加清楚% 因此利用电子鼻快速检测冷藏大菱 '! %- 7蒋慧亮郭全友杨宪时等大菱鲆 %2f 贮藏的鲆的新鲜度具有可行性% 鲜度变化和货架期 Y -`海洋渔业 2% '' 8! 参考文献 - 7D MK B B - D : E- O -O - 7刘兴旺艾庆辉麦康森等大豆浓缩蛋白替代鱼粉对大菱鲆摄食生长及体组成的影响 Y - `水产学报 2%8 '1! 崔正翠许钟杨宪时等大菱鲆腐败菌生长动力学研究和货架期预测Y -`海洋渔业 2%% '28! 88 08% '- D B - K < D MK K BBE R - E RF - FF KR Y - `V E C E- 2%% '! 2' 孙天利岳喜庆张平等利用电子鼻技术预测冰温贮藏牛肉的新鲜度变化 Y - `食品与发酵工业 2%8 8%8! V F O F R R B V - R g E K :> E F O M O - R F - K > -2 %*' A H FF - E M M E O -O D@@ DY> UAT g\e - - M K FE R -F K O M H E RFF E M -O MR F - F M M H 7 * > - Y -`: O \ - 2%' '8 fx B - -O M K ar M - K i - Y -`: O B - E- 2%% 82! 55 2! 8 02% '-7燕雯张正茂不同麦胚含量馒头香气物质的主成分分析 Y -`中国食品学报 2%' '2! 赵梦醒丁晓敏曹荣等基于电子鼻技术的鲈鱼新鲜度评价Y -`食品科学2%' '8! 8' 085-7李伦刘刚张川云等:@ >结合统计分析对竹类植物 M E - - Y - `: O > E 的鉴别分类研究Y -`光谱学与光谱分析 2%' ''2! 2%' %! ' 22 0' 22-7Y <YY!<dB d W <d[d B RO E K a'% %*M ' <-' *M M % - %M- -< * * [AW - _ gu;<d\e M - gu;<dw - D[R F - BA<U - DY - - \ : O B - E- C E A- : O B D K D - -V - < - D Y > E \ - B V - -O B \ E- : E ; R R -O ;ar V OR Y -^ E R 2%' \E - O E - - R K OR - O O - MF R H O O K E- R - E R K E- H K E O KF - F MF V\; O - - D; -O R - \; M E O@E - - RO O -RMK K - < - R E H O E M E - OR - O % f -O 8 f R O KH O - R E O KV\; D; -O \; - - F - H 2% O -O O O E K - - H - -H E K R- < - F O - - E- - KR O - O - - E E- R K OR R K ' O ' E- ' - -!%!* % *''!

% 05 同贮藏温度大菱鲆样品的挥发性气味并确定了 8 f 1-7丁媛郑平安缪芳芳等电子鼻在 1 种贝类气味差样品气味骤变发生在第天% f 样品发生在第 2% 异研究中的应用 Y -`食品科学 2%' '8 22!

第期马海燕等臭氧水和超声波协同作用在速冻西兰花中的应用研究材料与方法臭氧水的制取臭氧水处理超声波处理超声波和臭氧水协同处理对照处理邻苯二胺分光光度法测

第期马海燕等臭氧水和超声波协同作用在速冻西兰花中的应用研究材料与方法臭氧水的制取臭氧水处理超声波处理超声波和臭氧水协同处理对照处理邻苯二胺分光光度法测第卷第期年月食品与生物技术学报臭氧水和超声波协同作用在速冻西兰花中的应用研究马海燕张慜孙金才食品科学与技术国家重点实验室江南大学江苏无锡海通食品集团股份有限公司浙江慈溪由于速冻蔬菜加工过程中的热烫处理对