格瓦斯是東歐國家的一種傳統(tǒng)谷類非酒精飲料 ，主要是由麥芽、黑麥、黑麥面包以及蔗糖發(fā)酵而成，其酒精含量為l % vol左右 ，具有開胃、健脾、消除疲勞等功效。格瓦斯與德國啤酒 、加利亞布扎、美國可樂被公譽為“世界四大民族飲品”。
食品的貨架期是指在推薦儲存的條件下，保證產(chǎn)品安全，能夠達到需要的風(fēng)味、化學(xué)、物理和微生物學(xué)特性，并滿足產(chǎn)品標(biāo)簽上規(guī)定的營養(yǎng)素指標(biāo)的時間。由于部分食品(速凍食品、酒精飲料等 )在常規(guī)實驗條件下對其貨架期進行預(yù)測時 ，存在周期長效率低的問題，所以多采用貨架期加速實驗。貨架期加速實驗(ASLT)是指可基于比產(chǎn)品實際貨架期顯著縮短的時間內(nèi)獲得的實驗數(shù)據(jù)對產(chǎn)品穩(wěn)定性進行評價的方法。
本研究利用電子鼻、電子舌，結(jié)合ALST實驗，以感官、理化指標(biāo)變化為依據(jù)，判斷 25 、35、45 °C下隨著儲藏時間的延長青稞格瓦斯品質(zhì)變化情況，并以此為基礎(chǔ)建立格瓦斯貨架期預(yù)測模型，以期為青稞格瓦斯的生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
ASLT實驗
本文采用溫度作為加速實驗的變量條件，設(shè)置溫度25、35、45 °C 。不同溫度下電子鼻、電子舌及理化指標(biāo)檢測的時間間隔不同，其中：25 °C下分別于0、6、12、18、24 .. ...42、48 、54 d 測 定 ，即每隔 6 d 檢測；35 °C 下分別于 0 、4、8 、 12、16 .....28、32 d 測定，即每隔4 d檢測；45 °C下分別于 0、4 、6 、8 .. ...14、 16 d測定。
結(jié)果與分析
可溶性固形物、pH、透光率作為反映隨著儲藏時間的延長青棵格瓦斯品質(zhì)變化的主要理化指標(biāo) ，在不同溫度下儲藏不同的時間，3個指標(biāo)均會出現(xiàn)不同程度的變化。實驗主要從理化角度分析儲藏于25、35、45 °C下青棵格瓦斯的貨架期終點。2 5、35、45 °C下青稞格瓦斯不同儲藏時間理化指標(biāo)變化見圖1?圖3。
由圖1可知：25 °C下隨著儲藏時間的延長，可溶性固形物含量維持在12.87%? 13.23%，整體趨勢變化幅度不大。pH在第 18天降低為3.56,過低的pH會影響格瓦斯的風(fēng)味與口感。隨著儲藏時間不斷延長，透光率從初始94.68%出現(xiàn)明顯下降，第 18天為9 2 . 5 2 % ,第24天降低為90.07%。根據(jù)實驗可知，當(dāng)透光率降到％ %以下時，飲料色澤會變差、出現(xiàn)細小渾濁，因此設(shè)定透光率低于90 % 的儲藏時間為貨架期終點。目卩25 °C時青稞格瓦斯貨架期為24 d。
由圖2可知：在35 °C下 ，可溶性固形物含量在 13.47%? 12.80 % ,變化不明顯。隨著時間的延長pH呈下降趨勢，在第16天時降低明顯，降低至3.55。當(dāng)儲藏至 12、16 d, 透光率分別降低至91.33 %、90.73 %。綜合固形物、pH、透光率可知，青稞格瓦斯儲藏于35 °C下的貨架期為16 d。
由圖3可知：儲藏于45 °C下，可溶性固形物含量保持在13.33%? 12.87%, pH值在4.20左右，總體來說二者均維持相對穩(wěn)定。透光率隨著時間延長出現(xiàn)明顯降低，在第6天為93.11 % ，在第8天降至 85.78 % ?？梢缘贸銮囡裢咚箖Σ赜?45 °C下的貨架期在6?8 d，為后面建立模型計算方便，選取 7 d作為儲藏于35 °C下青稞格瓦斯的貨架期終點。
由圖1?圖3可知：根據(jù)可溶性固形物、pH、透光率的變化，青棵格瓦斯在25、35、45 °C下貨架期終點為24、16、7 d。
電子鼻指標(biāo)變化
電子鼻響應(yīng)信號的變化可反映隨著儲藏時間的延長青棵格瓦斯風(fēng)味的變化情況。實驗根據(jù)電子鼻響應(yīng)值的變化從風(fēng)味的角度來判斷儲藏在25、35、45 °C下青棵格瓦斯的貨架期。由圖4 ?圖6可知，青稞格瓦斯的揮發(fā)性風(fēng)味在不同溫度下隨著儲藏時間延長的變化是不相同的。
由圖4 可知：在 25 °C時 ，第一、二主成分的貢獻度分別為 47.75 % 、45.53 % , 總貢獻率達93.28%。一般坐標(biāo)軸上貢獻率之和大于85 % , 便可以較好地反映整體的信息，即兩主成分包含了樣品的大部分信息。隨著儲藏時間的延長，樣品沿PC1軸向右，PC2軸先向下后向上，再向下分布。樣品儲藏在前24 d內(nèi)，由于風(fēng)味未發(fā)生較大變化，所以在PCA圖上各點分布較為集中；當(dāng)樣品儲藏時間超過24 d，由于揮發(fā)性風(fēng)味發(fā)生較大變化，各點分布與儲藏24 d前形成的區(qū)域距離較遠 。所 以 ，從風(fēng)味的角度可以反映出儲藏于 25 °C下，青稞格瓦斯在24 d左右風(fēng)味便發(fā)生較大變化，貨架期為24 d, 最優(yōu)為18 d。
由圖5可知：在35 °C時 ，第一、二主成分的貢獻度分別為 40.27 % 、54.71 % , 總貢獻率達94.98 % ,兩主成分基本上包含了樣品的大部分信息，隨著儲藏時間的延長，樣品沿PC1軸向右，PC2軸先向下后向上分布。樣品在12 d前各點分布集中，風(fēng)味變化不大，形成區(qū)域5-a; 12 d后各點在PCA圖譜上的分布與區(qū)域5-a距離較遠，風(fēng)味發(fā)生顯著變化。從風(fēng)味變化的程度基本可推斷在該溫度下的貨架期為12 d。
由圖6可知：在45 °C時 ，第一、二主成分的貢獻度分別為 61.32 % 、34.03 % , 總貢獻率達95.35 % ,說明主成分可以將原始髙維矩陣數(shù)據(jù)的信息較好地反映出來。樣品在6 d前各點分布集中，風(fēng)味無明顯變化；6 d后各點在PCA圖譜上的分布與區(qū)域6-a距離較遠，風(fēng)味發(fā)生顯著變化。從風(fēng)味變化的角度分析，青稞格瓦斯儲藏在45 °C下貨架期為6 d。
由圖4?圖6可知：根據(jù)對電子鼻對風(fēng)味的分析，青稞格瓦斯在25、35、45 °C下貨架期分別為18、12、6 d。
電子舌指標(biāo)變化
電子舌響應(yīng)信號的變化可反映隨著儲藏時間的延長青棵格瓦斯滋味的變化情況。實驗根據(jù)電子舌響應(yīng)值的變化從滋味的角度來判斷儲藏在25、35、45 °C下青稞格瓦斯的貨架期。
由圖7可知：隨著儲藏時間的延長，青稞格瓦斯電子舌響應(yīng)信號發(fā)生變化。在溫度為25 °C時 ，第一、二、三主成分的貢獻度分別為 36.36 %、28.47 %、 14.97 % ,總貢獻率達79.8%, 3個主成分基本上包含了樣品的大部分信息。隨著儲藏時間的延長，樣品在PCA三維圖譜上延PC1與PC2構(gòu)成的底面由內(nèi)至外分布，延PC3軸由下至上分布。當(dāng)儲藏時間在18 d之前，各樣品在PCA圖譜上分布集中，形成三維區(qū)域7-a。18 d后各點與三維區(qū)域7-a距離較遠且較為分散。所以，從滋味的角度可以反映出儲藏于25 °C下 ，青稞格瓦斯在18 d左右便發(fā)生較大變化，貨架期為18 d。
由圖8可知：當(dāng)儲藏溫度為35 °C時 ，第一、二、三主成分的貢獻度分別為32.22%、25.85%、21.40%,總貢獻率達79.47%,基本上解釋了樣品的大部分信息。在三維圖譜上可以看出，隨著儲藏時間的延長，樣品延PC1、PC2構(gòu)成的底面從左至右開始分布，延PC3軸先向下后向上開始分布。在儲藏時間32 d內(nèi)，隨著滋味的變化樣品在PCA三維圖譜上形成了3個分布界限較為明顯的區(qū)域 ，8-a、8-b、8-c , 儲藏時間分界線分別是 12 d、16?20 d、 18 ? 24 d。
12 d后由于滋味變化程度較大，所以樣品在電子舌上的響應(yīng)信號較為雜亂，可能導(dǎo)致在PCA三維圖譜上分布的規(guī)律性差。綜合理化與電子鼻的分析結(jié)果，判定儲藏于35 °C時，滋味在12 d發(fā)生較大變化。
由圖9可知：在溫度為 45°C時 ，第 一 、二 、三 主 成 分 的 貢獻度分別為 29.79 % 、28.37 % 、27.21 % ,總貢獻率達85.37%, PCA三維圖譜基本上反映樣品的大部分信息。由圖9可知，樣品基本上延PC3軸向上分布，形成9-a、9-b、9-c 3個分界明顯的區(qū)域。6 d前各點分布緊密，形成區(qū)域9-a;6 d后隨著儲藏時間的延長樣品在PCA三維圖譜上的分布較區(qū)域9-a較遠，且各自分布松散，可能是由于儲藏時間較長，導(dǎo)致滋味呈無規(guī)律變化。從滋味角度可以反映出儲藏于45 °C ，青稞格瓦斯的貨架期為6 d。
由圖7?圖9可知：根據(jù)電子舌對滋味的分析可知，青稞格瓦斯在25、35、45 °C下貨架期分別為 18、12、6 d 。
實驗利用理化分析手段并結(jié)合電子鼻與電子舌 ，從理化、風(fēng)味、滋味3個方面來判定儲藏于25、35、45 °C下青棵格瓦斯的貨架期。從理化角度反映出25、35、45 °C下的貨架期為24、16、7d; 利用電子鼻從風(fēng)味角度反映貨架期分別為18、12、6 d ; 利用電子舌從滋味角度反映貨架期分別為 18、 12、6 d 。對于格瓦斯而言，在滿足理化相應(yīng)要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)滿足消費者對風(fēng)味與滋味的追求。所以，根據(jù)理化、風(fēng)味、滋味綜合考慮，判定儲藏于25、35、45 °C下的青棵格瓦斯貨架期為18、12、6 d。
Q10計算及曲線擬合
Q10值為溫度相差10 °C時食品的貨架期之比，該值用來確定溫度對反應(yīng)的敏感程度，大多數(shù)據(jù)為2。由表1可知，3種溫度下青棵格瓦斯的貨架期數(shù)據(jù)，計算得Q10為 1.5?2.0，平均值為 1.75。應(yīng)用Origin軟件對貨架期Y和溫度X的關(guān)系進行曲線擬合，發(fā)現(xiàn)Y與X的關(guān)系最符合一次函數(shù)，擬合方程為Y=-0.6X+33, R2=1。為驗證模型的準(zhǔn)確性 ，實驗選取28、38 °C儲藏，所得格瓦斯的貨架期分別為 18、10 d, 模型預(yù)測值為16.2、10.2 d,預(yù)測值的相對誤差率在-1 0 %?2 % , 誤差較小，說明此模型可快速地對青棵格瓦斯貨架期進項初步預(yù)測。
結(jié)論
采用電子鼻與電子舌技術(shù)，結(jié)合ASLT加速實驗 ，綜合考慮可溶性固形物、pH、透光率、風(fēng)味 與滋味變化，結(jié)果表明：電子鼻、電子舌能夠很好地區(qū)分隨著時間的延長青棵格瓦斯風(fēng)味與滋味的變化，即可以利用電子鼻與電子舌判定儲藏于不同溫度下青稞格瓦斯的貨架期。綜合分析理化與電子鼻、電子舌的測定結(jié)果得出，儲藏于25、35、45 °C下青稞格瓦斯貨架期為18、12、6 d。計算得出Q10為 1.5?2.0 ,平均值為 1.75，貨架期Y與儲藏溫度X的擬合方程為Y=— 0.6X+33, R2=1 。為驗證模型準(zhǔn)確性選取28、38 °C儲藏，實驗得出貨架期分別為18、10 d, 模型預(yù)測值為16.2、10.2d, 預(yù)測值的相對誤差率在-1 0 % ?2 % ，誤差較小，說明此模型可快速地對青稞格瓦斯貨架期進項初步預(yù)測，該模型的建立可以提高青稞格瓦斯的生產(chǎn)價值。
來源：感官科學(xué)與評定 轉(zhuǎn)載請注明來源。
參考文獻：唐紅梅,李玉斌,王浩文,吳華昌,任鋒,倪學(xué)敏,鄧靜.基于電子鼻與電子舌建立青稞格瓦斯貨架期預(yù)測模型[J].食品科技,2019,44(08):341-347.轉(zhuǎn)載請注明來源。
提醒：文章僅供參考，如有不當(dāng)，歡迎留言指正和交流。且讀者不應(yīng)該在缺乏具體的專業(yè)建議的情況下，擅自根據(jù)文章內(nèi)容采取行動，因此導(dǎo)致的損失，本運營方不負(fù)責(zé)。如文章涉及侵權(quán)或不愿我平臺發(fā)布，請聯(lián)系處理。
食品的貨架期是指在推薦儲存的條件下，保證產(chǎn)品安全，能夠達到需要的風(fēng)味、化學(xué)、物理和微生物學(xué)特性，并滿足產(chǎn)品標(biāo)簽上規(guī)定的營養(yǎng)素指標(biāo)的時間。由于部分食品(速凍食品、酒精飲料等 )在常規(guī)實驗條件下對其貨架期進行預(yù)測時 ，存在周期長效率低的問題，所以多采用貨架期加速實驗。貨架期加速實驗(ASLT)是指可基于比產(chǎn)品實際貨架期顯著縮短的時間內(nèi)獲得的實驗數(shù)據(jù)對產(chǎn)品穩(wěn)定性進行評價的方法。
本研究利用電子鼻、電子舌，結(jié)合ALST實驗，以感官、理化指標(biāo)變化為依據(jù)，判斷 25 、35、45 °C下隨著儲藏時間的延長青稞格瓦斯品質(zhì)變化情況，并以此為基礎(chǔ)建立格瓦斯貨架期預(yù)測模型，以期為青稞格瓦斯的生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
ASLT實驗
本文采用溫度作為加速實驗的變量條件，設(shè)置溫度25、35、45 °C 。不同溫度下電子鼻、電子舌及理化指標(biāo)檢測的時間間隔不同，其中：25 °C下分別于0、6、12、18、24 .. ...42、48 、54 d 測 定 ，即每隔 6 d 檢測；35 °C 下分別于 0 、4、8 、 12、16 .....28、32 d 測定，即每隔4 d檢測；45 °C下分別于 0、4 、6 、8 .. ...14、 16 d測定。
結(jié)果與分析
可溶性固形物、pH、透光率作為反映隨著儲藏時間的延長青棵格瓦斯品質(zhì)變化的主要理化指標(biāo) ，在不同溫度下儲藏不同的時間，3個指標(biāo)均會出現(xiàn)不同程度的變化。實驗主要從理化角度分析儲藏于25、35、45 °C下青棵格瓦斯的貨架期終點。2 5、35、45 °C下青稞格瓦斯不同儲藏時間理化指標(biāo)變化見圖1?圖3。
由圖1?圖3可知：根據(jù)可溶性固形物、pH、透光率的變化，青棵格瓦斯在25、35、45 °C下貨架期終點為24、16、7 d。
電子鼻指標(biāo)變化
電子鼻響應(yīng)信號的變化可反映隨著儲藏時間的延長青棵格瓦斯風(fēng)味的變化情況。實驗根據(jù)電子鼻響應(yīng)值的變化從風(fēng)味的角度來判斷儲藏在25、35、45 °C下青棵格瓦斯的貨架期。由圖4 ?圖6可知，青稞格瓦斯的揮發(fā)性風(fēng)味在不同溫度下隨著儲藏時間延長的變化是不相同的。
由圖4?圖6可知：根據(jù)對電子鼻對風(fēng)味的分析，青稞格瓦斯在25、35、45 °C下貨架期分別為18、12、6 d。
電子舌指標(biāo)變化
電子舌響應(yīng)信號的變化可反映隨著儲藏時間的延長青棵格瓦斯滋味的變化情況。實驗根據(jù)電子舌響應(yīng)值的變化從滋味的角度來判斷儲藏在25、35、45 °C下青稞格瓦斯的貨架期。
12 d后由于滋味變化程度較大，所以樣品在電子舌上的響應(yīng)信號較為雜亂，可能導(dǎo)致在PCA三維圖譜上分布的規(guī)律性差。綜合理化與電子鼻的分析結(jié)果，判定儲藏于35 °C時，滋味在12 d發(fā)生較大變化。
由圖7?圖9可知：根據(jù)電子舌對滋味的分析可知，青稞格瓦斯在25、35、45 °C下貨架期分別為 18、12、6 d 。
實驗利用理化分析手段并結(jié)合電子鼻與電子舌 ，從理化、風(fēng)味、滋味3個方面來判定儲藏于25、35、45 °C下青棵格瓦斯的貨架期。從理化角度反映出25、35、45 °C下的貨架期為24、16、7d; 利用電子鼻從風(fēng)味角度反映貨架期分別為18、12、6 d ; 利用電子舌從滋味角度反映貨架期分別為 18、 12、6 d 。對于格瓦斯而言，在滿足理化相應(yīng)要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)滿足消費者對風(fēng)味與滋味的追求。所以，根據(jù)理化、風(fēng)味、滋味綜合考慮，判定儲藏于25、35、45 °C下的青棵格瓦斯貨架期為18、12、6 d。
Q10計算及曲線擬合
采用電子鼻與電子舌技術(shù)，結(jié)合ASLT加速實驗 ，綜合考慮可溶性固形物、pH、透光率、風(fēng)味 與滋味變化，結(jié)果表明：電子鼻、電子舌能夠很好地區(qū)分隨著時間的延長青棵格瓦斯風(fēng)味與滋味的變化，即可以利用電子鼻與電子舌判定儲藏于不同溫度下青稞格瓦斯的貨架期。綜合分析理化與電子鼻、電子舌的測定結(jié)果得出，儲藏于25、35、45 °C下青稞格瓦斯貨架期為18、12、6 d。計算得出Q10為 1.5?2.0 ,平均值為 1.75，貨架期Y與儲藏溫度X的擬合方程為Y=— 0.6X+33, R2=1 。為驗證模型準(zhǔn)確性選取28、38 °C儲藏，實驗得出貨架期分別為18、10 d, 模型預(yù)測值為16.2、10.2d, 預(yù)測值的相對誤差率在-1 0 % ?2 % ，誤差較小，說明此模型可快速地對青稞格瓦斯貨架期進項初步預(yù)測，該模型的建立可以提高青稞格瓦斯的生產(chǎn)價值。
來源：感官科學(xué)與評定 轉(zhuǎn)載請注明來源。
參考文獻：唐紅梅,李玉斌,王浩文,吳華昌,任鋒,倪學(xué)敏,鄧靜.基于電子鼻與電子舌建立青稞格瓦斯貨架期預(yù)測模型[J].食品科技,2019,44(08):341-347.轉(zhuǎn)載請注明來源。
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