向日葵(Helianthus annulus L.)是世界上主要的油料作物之一,已在欧洲、亚洲、美洲和非洲广泛种植。葵花籽油因其丰富的营养成分和独特的风味而受到世界消费者的欢迎。据美国农业部提供的资料,2022年世界范围内的葵花籽油产量为1984.1万t,消费量为1787.8万t,2022年中国的葵花籽油消费量为106.3万t,其中51.3万t依赖进口。香气是植物油品质的一个重要方面,影响消费者的购买意愿。近年来对葵花籽油香气的研究越来越受到关注。
桌布法(Napping)和极化投影地图(polarized projective mapping,PPM)是在投影地图(projective mapping,PM)方法基础上改良而来的两种新型描述性感官分析方法。Napping 要求评价员品尝或嗅闻样品后,根据样品感官上的接近度在矩形白纸上摆放,后对样品特性进行简单记录。评价人员可以是专业评价员也可以是普通消费者,目前已应用于饮料、糖果等不同类型的食品中。PPM 需要感官分析师依据QDA或 Napping 等预实验结果,选定特定样品作为固定极点,评价员根据被测样品与极点样品的感官接近度进行摆放,已在固体饮料、茶等食品中有所研究。
本研究拟联合应用Napping和PPM方法对自制的19款葵花籽油以及市售的7款葵花籽油香气感官特征进行评价,评估两种方法在葵花籽油香气研究中的适用性,确定葵花籽油产品的香味特征,为葵花籽油行业生产改进、质量控制及新产品研发等提供参考。
一材料与方法
01实验材料
一材料与方法
01实验材料
26款葵花籽油:包括自制的1款冷榨法生产的冷榨(编号为S1)葵花籽油和18款后压榨制得的葵花籽油(编号为S2~S19)及中国市场收集的7款风格不同的葵花籽油(C1~C7);所有样品在实验前均贮藏在-20℃条件下,在实验开始前1 h开始解冻以供使用。葵花籽油样品信息见表1。
02样品制备
将1 kg葵花籽放入滚筒炒籽机中,在不同温度下慢速炒制一定时间,直至葵花籽的表面温度达到目标温度,出料。然后用单螺杆榨油机榨取葵花籽油(S2~S19)。S1冷榨葵花籽油是直接用生葵花籽压榨提取得到的。
03评价小组
03评价小组
来自北京林业大学生物科学与技术学院食品科学系的12名评价员(23~25岁、3名男性9名女性)组成评价小组,小组成员参加了每个实验,评价员具有2年以上的感官评价经验,在正式实验前接受8 h的植物油感官评价培训。
04Napping法进行样品感官评价
04Napping法进行样品感官评价
取15 mL样品放在30 mL黑色带盖品评杯,以消除颜色对评价员的影响。使用3位随机编码对葵花籽油样品进行标记,并根据拉丁方设计确定样品呈递的随机顺序。评价员按照给出的顺序依次品评所有植物油,在A0的坐标纸上根据样品的相似性进行摆放,相似性高的样品摆在靠近的位置,差异性大的样品摆在相隔较远的位置。同时,在评价表上写下对每个样品的描述。在所有实验中,根据ISO 8589—2007感官分析-试验室设计的一般导则,感官评价都是在通风良好、无气味的20℃±2℃的感官分析实验室进行的。
05描述词表建立
05描述词表建立
对Napping实验得到的描述词进行整理,同时邀请评价员参考ISO 11035:1994感官分析-识别、选择、建立描述词中对感官描述词的确认和选择方法,整体考虑葵花籽油的风味特性,评价小组进行讨论,并结合相关文献确定描述词的定义以及参比样,以供后续PPM实验参考。葵花籽油感官评价时的描述词定义以及参比样见表2。
06PPM实验
以左下角为原点(0,0),从Napping实验中选择的3个极点样品被预先放置在A(50 cm×75 cm)坐标纸上,A、B、C极点的坐标分别为(37.5,37.5)、(18.5,16.5)、(56.5,16.5)。按照拉丁方设计确定样品呈递的随机顺序。评价员先依次嗅闻3个极点,熟悉并记忆3个极点的香气特点,然后按照顺序逐一嗅闻其他样品,与3个极点进行对比,按照相似性摆在相近的位置,或是两者之间,也可以摆放在3个极点之外的空间。并参考之前建立的描述词列表写下对样品香气描述,最好为3~5个描述词,填写在问卷星的调查问卷上。香气相似的葵花籽油样品位置接近,差异较大的葵花籽油样品彼此相距较远。实验中允许重复嗅闻样品。
07数据处理
07数据处理
Napping和PPM数据由纸张中每个样本的X和Y坐标组成,对于每个评价员,将纸张的左下角视为零点,手动测量出每个评价员的投影地图上样品的坐标。对收集到的自由描述词进行整理,包括语义的合并与删减,并统计最终的词频。每位评价员的坐标被认为是一组单独的变量,数据通过XLSTAT2019采用多重因子分析(multiple factor analysis,MFA)进行分析。词频>5%的感官描述词被考虑并用作补充变量,但对构建MFA图不起作用。在PPM实验中,由于不同轮次中,所选用的极点是固定的,因此将所有轮次的PPM结果叠加在同一个MFA中进行分析。
二、结果与分析
01Napping实验结果
二、结果与分析
01Napping实验结果
Napping实验MFA分析结果如图1所示,Napping实验中的评价员摆放位置数据进行MFA分析,结果发现前两个维度(Dim 1=28.16%,Dim 2=23.93%)解释了样品差异的52.09%(图1a)。将Napping实验收集到的描述词进行整理后,词频>5%的描述词共13个,Napping实验中描述词词频如图2所示。评价员经常使用“油脂”“甜香”“烘烤”“炒瓜子”“焦糊”“生瓜子”“膨化食品”“坚果香”“芝麻”等描述词来描述葵花籽油样品。
从图1a整体来看,所有样品被分为4组。位于第一象限的葵花籽油(S17、S18、S19和C5),包含了3个自制的高温烘烤条件下生产的热榨油和1个商品热榨油,与其高度相关的描述词有“焦糊味”“芝麻味”和“膨化食品味”(图2);陈洁等研究发现随着炒籽温度的升高,香味越来越浓郁,而当温度超过170℃,时间超过40 min时,有明显的“焦糊味”产生;这与本研究结果一致。
02PPM1~PPM4实验多重因子分析结果
1~4轮PPM实验的单独多重因子分析如图3所示,在PPM1中,MFA分析前两个因子解释方差的变异率为56.29%(F1=36.18%,F2=20.11%)(图3a)。两对盲重复样(S5和S5*,S13和S13*)均出现在临近位置,表明评价员有良好的重复性和辨别能力。在MFA的建造过程中极点并没有对模型做出贡献,而是直接投射到产品分布图上;这是因为极点是预先定位的,而不是由小组成员放置的。
在PPM1中,葵花籽油样品依然被分为4组,在第一维度根据是否焦糊分开,在第二维度根据加工方式将冷榨和热榨油分开。值得注意的是,相较于Napping实验,PPM实验中的评价员将焦和糊两个词进行了区分,提供了更多的信息;样品C7除了有“油炸方便面”的特点外,也被发现与“焦香”也具很高的相关性。(PPM2-4分析与PPM1相似,略)
03PPM 实验的整体多重因子分析
葵花籽油PPM实验的整体多重因子分析如图4所示图4(整体MF)显示了单个MFA中PPMPPM4加的结果,其解释方差的变异率为39.71%。从图4可知,样品一共被分为4组:S17、S18、S19和C5分在一组,主要特点为“焦糊味”;S5-S16为一组,与“甜香”和“炒瓜子”有高度相关性;而S1~S4与“生瓜子”有高度相关性;C1~C3这些冷榨的商品油除了与“生瓜子”高度相关,还表现出了“油炸方便面”的特点,被单独分为一组;而C4、C6、C7这3个样品是介于“油炸方便面”和“焦糊”之间的样品。
与Napping相比,PPM实验中将冷榨中的自制油和商品油区分开来,而且将热榨商品油没有完全摆放在一起,其他分类是一致的。这可能是由于PPM实验固定极点给评价员的评价提供了参考,且每个轮次样品量减少,避免了评价员一次嗅闻大量样品时的感官疲劳,也可能是因为样品量减少后拥有更大的版图,可以将样品更远距离的摆放。