向日葵(Helianthus annulus L.)是世界上主要的油料作物之一,已在歐洲、亞洲、美洲和非洲廣泛種植。葵花籽油因其豐富的營養成分和獨特的風味而受到世界消費者的歡迎。據美國農業部提供的資料,2022年世界范圍內的葵花籽油產量為1984.1萬t,消費量為1787.8萬t,2022年中國的葵花籽油消費量為106.3萬t,其中51.3萬t依賴進口。香氣是植物油品質的一個重要方面,影響消費者的購買意愿。近年來對葵花籽油香氣的研究越來越受到關注。
桌布法(Napping)和極化投影地圖(polarized projective mapping,PPM)是在投影地圖(projective mapping,PM)方法基礎上改良而來的兩種新型描述性感官分析方法。Napping 要求評價員品嘗或嗅聞樣品后,根據樣品感官上的接近度在矩形白紙上擺放,后對樣品特性進行簡單記錄。評價人員可以是專業評價員也可以是普通消費者,目前已應用于飲料、糖果等不同類型的食品中。PPM 需要感官分析師依據QDA或 Napping 等預實驗結果,選定特定樣品作為固定極點,評價員根據被測樣品與極點樣品的感官接近度進行擺放,已在固體飲料、茶等食品中有所研究。
本研究擬聯合應用Napping和PPM方法對自制的19款葵花籽油以及市售的7款葵花籽油香氣感官特征進行評價,評估兩種方法在葵花籽油香氣研究中的適用性,確定葵花籽油產品的香味特征,為葵花籽油行業生產改進、質量控制及新產品研發等提供參考。
一材料與方法
01實驗材料
一材料與方法
01實驗材料
26款葵花籽油:包括自制的1款冷榨法生產的冷榨(編號為S1)葵花籽油和18款后壓榨制得的葵花籽油(編號為S2~S19)及中國市場收集的7款風格不同的葵花籽油(C1~C7);所有樣品在實驗前均貯藏在-20℃條件下,在實驗開始前1 h開始解凍以供使用。葵花籽油樣品信息見表1。
02樣品制備
將1 kg葵花籽放入滾筒炒籽機中,在不同溫度下慢速炒制一定時間,直至葵花籽的表面溫度達到目標溫度,出料。然后用單螺桿榨油機榨取葵花籽油(S2~S19)。S1冷榨葵花籽油是直接用生葵花籽壓榨提取得到的。
03評價小組
03評價小組
來自北京林業大學生物科學與技術學院食品科學系的12名評價員(23~25歲、3名男性9名女性)組成評價小組,小組成員參加了每個實驗,評價員具有2年以上的感官評價經驗,在正式實驗前接受8 h的植物油感官評價培訓。
04Napping法進行樣品感官評價
04Napping法進行樣品感官評價
取15 mL樣品放在30 mL黑色帶蓋品評杯,以消除顏色對評價員的影響。使用3位隨機編碼對葵花籽油樣品進行標記,并根據拉丁方設計確定樣品呈遞的隨機順序。評價員按照給出的順序依次品評所有植物油,在A0的坐標紙上根據樣品的相似性進行擺放,相似性高的樣品擺在靠近的位置,差異性大的樣品擺在相隔較遠的位置。同時,在評價表上寫下對每個樣品的描述。在所有實驗中,根據ISO 8589—2007感官分析-試驗室設計的一般導則,感官評價都是在通風良好、無氣味的20℃±2℃的感官分析實驗室進行的。
05描述詞表建立
05描述詞表建立
對Napping實驗得到的描述詞進行整理,同時邀請評價員參考ISO 11035:1994感官分析-識別、選擇、建立描述詞中對感官描述詞的確認和選擇方法,整體考慮葵花籽油的風味特性,評價小組進行討論,并結合相關文獻確定描述詞的定義以及參比樣,以供后續PPM實驗參考。葵花籽油感官評價時的描述詞定義以及參比樣見表2。
06PPM實驗
以左下角為原點(0,0),從Napping實驗中選擇的3個極點樣品被預先放置在A(50 cm×75 cm)坐標紙上,A、B、C極點的坐標分別為(37.5,37.5)、(18.5,16.5)、(56.5,16.5)。按照拉丁方設計確定樣品呈遞的隨機順序。評價員先依次嗅聞3個極點,熟悉并記憶3個極點的香氣特點,然后按照順序逐一嗅聞其他樣品,與3個極點進行對比,按照相似性擺在相近的位置,或是兩者之間,也可以擺放在3個極點之外的空間。并參考之前建立的描述詞列表寫下對樣品香氣描述,最好為3~5個描述詞,填寫在問卷星的調查問卷上。香氣相似的葵花籽油樣品位置接近,差異較大的葵花籽油樣品彼此相距較遠。實驗中允許重復嗅聞樣品。
07數據處理
07數據處理
Napping和PPM數據由紙張中每個樣本的X和Y坐標組成,對于每個評價員,將紙張的左下角視為零點,手動測量出每個評價員的投影地圖上樣品的坐標。對收集到的自由描述詞進行整理,包括語義的合并與刪減,并統計最終的詞頻。每位評價員的坐標被認為是一組單獨的變量,數據通過XLSTAT2019采用多重因子分析(multiple factor analysis,MFA)進行分析。詞頻>5%的感官描述詞被考慮并用作補充變量,但對構建MFA圖不起作用。在PPM實驗中,由于不同輪次中,所選用的極點是固定的,因此將所有輪次的PPM結果疊加在同一個MFA中進行分析。
二、結果與分析
01Napping實驗結果
二、結果與分析
01Napping實驗結果
Napping實驗MFA分析結果如圖1所示,Napping實驗中的評價員擺放位置數據進行MFA分析,結果發現前兩個維度(Dim 1=28.16%,Dim 2=23.93%)解釋了樣品差異的52.09%(圖1a)。將Napping實驗收集到的描述詞進行整理后,詞頻>5%的描述詞共13個,Napping實驗中描述詞詞頻如圖2所示。評價員經常使用“油脂”“甜香”“烘烤”“炒瓜子”“焦糊”“生瓜子”“膨化食品”“堅果香”“芝麻”等描述詞來描述葵花籽油樣品。
從圖1a整體來看,所有樣品被分為4組。位于第一象限的葵花籽油(S17、S18、S19和C5),包含了3個自制的高溫烘烤條件下生產的熱榨油和1個商品熱榨油,與其高度相關的描述詞有“焦糊味”“芝麻味”和“膨化食品味”(圖2);陳潔等研究發現隨著炒籽溫度的升高,香味越來越濃郁,而當溫度超過170℃,時間超過40 min時,有明顯的“焦糊味”產生;這與本研究結果一致。
02PPM1~PPM4實驗多重因子分析結果
1~4輪PPM實驗的單獨多重因子分析如圖3所示,在PPM1中,MFA分析前兩個因子解釋方差的變異率為56.29%(F1=36.18%,F2=20.11%)(圖3a)。兩對盲重復樣(S5和S5*,S13和S13*)均出現在臨近位置,表明評價員有良好的重復性和辨別能力。在MFA的建造過程中極點并沒有對模型做出貢獻,而是直接投射到產品分布圖上;這是因為極點是預先定位的,而不是由小組成員放置的。
在PPM1中,葵花籽油樣品依然被分為4組,在第一維度根據是否焦糊分開,在第二維度根據加工方式將冷榨和熱榨油分開。值得注意的是,相較于Napping實驗,PPM實驗中的評價員將焦和糊兩個詞進行了區分,提供了更多的信息;樣品C7除了有“油炸方便面”的特點外,也被發現與“焦香”也具很高的相關性。(PPM2-4分析與PPM1相似,略)
03PPM 實驗的整體多重因子分析
葵花籽油PPM實驗的整體多重因子分析如圖4所示圖4(整體MF)顯示了單個MFA中PPMPPM4加的結果,其解釋方差的變異率為39.71%。從圖4可知,樣品一共被分為4組:S17、S18、S19和C5分在一組,主要特點為“焦糊味”;S5-S16為一組,與“甜香”和“炒瓜子”有高度相關性;而S1~S4與“生瓜子”有高度相關性;C1~C3這些冷榨的商品油除了與“生瓜子”高度相關,還表現出了“油炸方便面”的特點,被單獨分為一組;而C4、C6、C7這3個樣品是介于“油炸方便面”和“焦糊”之間的樣品。
與Napping相比,PPM實驗中將冷榨中的自制油和商品油區分開來,而且將熱榨商品油沒有完全擺放在一起,其他分類是一致的。這可能是由于PPM實驗固定極點給評價員的評價提供了參考,且每個輪次樣品量減少,避免了評價員一次嗅聞大量樣品時的感官疲勞,也可能是因為樣品量減少后擁有更大的版圖,可以將樣品更遠距離的擺放。