4種胡椒產(chǎn)品水煮后對滋味影響的電子舌分析

谷風(fēng)林 賈雯 吳桂蘋 朱紅英

摘 要 采用電子舌技術(shù)和多變量統(tǒng)計學(xué)方法相結(jié)合的手段，評價了4種胡椒樣品（白胡椒粉、鮮果直接冷凍干燥制備的綠胡椒、熱燙后日曬3 d制備的黑胡椒、鮮果直接日曬干燥5 d制備的黑胡椒）水煮后對基本滋味的影響。4種胡椒樣品進(jìn)行直接水煮、鹽水煮、水煮后添加谷氨酸鈉等處理，通過電子舌測試發(fā)現(xiàn)，鮮味和咸味是胡椒的主要味覺指標(biāo)，4種樣品在鮮味和咸味方面存在很大的差異，且2種味道趨勢一致，其中2號胡椒咸鮮味均最大，其次是3、4號樣品，1號樣品的咸鮮味最小。鹽水煮樣品間的差異則主要表現(xiàn)在鮮味上，煮后加谷氨酸鈉樣品間差異則主要表現(xiàn)在咸味上。

關(guān)鍵詞 胡椒；滋味；電子舌；鮮味和咸味

中圖分類號 TS207.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Effect of Four Kinds of Pepper Products Bolied on Taste Using

Sensory Analysis with Electronic Tongue

GU Fenglin1，2，3， JIA Wen1，4， WU Guiping1，2，3， ZHU Hongying1，2，3*

1 Spice and Beverage Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Science， Wanning， Hainan 571533， China

2 National Center of Important Tropical Crops Engineering and Technology Research， Wanning， Hainan 571533， China

3 Hainan Provincial Engineering Research Center of Tropical Spice and Beverage Crops， Wanning， Hainan， 571533， China

4 Science and Technology， Yangtze Normal University， Fuling， Chongqing 408000， China

Abstract Using the method of electronic tongue technology and multivariate statistical methods， four kinds of pepper samples （pure white pepper of No. 1， freeze-dried green pepper of No. 2， sun dried after blanching for 3 days of No.3 ，direct sun drying for 5 days of No.4） and its impact on the taste were evaluated. Four kinds of pepper main taste was umami and salty， the four samples were significant different in the umami and savory， and the same trend， No. 2 pepper salty flavor was the largest， followed by No. 3 and No. 4 samples， while No. 1 had the lowest salty flavor. Differences between the samples of brine boil are mainly reflected in the umami， while the differences between the samples boiled and adding sodium glutamate are mainly reflected in the salty taste.

Key words pepper； taste； electronic tongue； umami and saltiness

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.06.022

胡椒（Piper nigrum L.）是胡椒科胡椒屬多年生常綠藤本植物，是世界上重要的香辛料作物。胡椒的初加工產(chǎn)品主要包括黑胡椒、白胡椒、青胡椒3種，世界胡椒產(chǎn)品主要為黑胡椒和白胡椒，約占總產(chǎn)量的 95%以上，其中黑胡椒產(chǎn)品約占世界胡椒總產(chǎn)量的 80%～85%[1]。雖然海南已有六十多年的胡椒種植、加工歷史，但是98 %以上的胡椒沿用傳統(tǒng)方法加工成白胡椒，1 %左右的胡椒用來加工成黑胡椒。黑胡椒主要由于外觀和品質(zhì)等因素制約出口[2]。但黑胡椒與白胡椒相比，香氣更為濃郁、與肉類制品的香氣協(xié)調(diào)性更好，營養(yǎng)成分也更豐富，抗氧化活性更明顯優(yōu)于白胡椒[3]。在生產(chǎn)中，黑胡椒可以全果利用，避免白胡椒加工所造成的胡椒資源浪費和水資源污染，因此黑胡椒相對白胡椒更具有優(yōu)勢。

胡椒質(zhì)量主要是從其外觀、辛辣水平、香味和風(fēng)味等方面評價[4]。作為重要的調(diào)味品，氣味與滋味在胡椒感官品質(zhì)分析中占有重要地位，直接影響了黑胡椒品質(zhì)。國內(nèi)外對胡椒粉品質(zhì)的鑒定多采用感官審評法，但單一的感官審評法受主觀因素影響大。利用電子鼻、電子舌，結(jié)合感官評定可以更系統(tǒng)、準(zhǔn)確的評價風(fēng)味，也是現(xiàn)代食品發(fā)展的趨勢。電子舌技術(shù)是模仿人體味覺機理研制出來的智能識別電子系統(tǒng)，是近年來發(fā)展起來的新穎食品組分識別和檢測技術(shù)，由于可以對整體信息進(jìn)行綜合分析，因此也稱作“指紋”數(shù)據(jù)[5-8]，在食品領(lǐng)域應(yīng)用于風(fēng)味品質(zhì)評價[9-11]以及識別摻假[12]。電子舌在飲料、食醋、釀酒工業(yè)中應(yīng)用較多[13-15]，但在胡椒滋味分析中未見報道。本研究采用電子舌感官評價區(qū)分4種不同加工方式胡椒產(chǎn)品，分析4種加工方式胡椒產(chǎn)品的品質(zhì)差異，從而評價不同加工方式的優(yōu)劣，可為胡椒加工工藝優(yōu)化提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 主要材料 胡椒粉由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所提供，樣品制備方法見表1。

1.1.2 試劑 Reference溶液（人工唾液）：KCL+酒石酸；負(fù)極清洗液：水+乙醇+HCl；正極清洗液：KCl+水+乙醇+KOH；鹽：NaCl 分析純；谷氨酸鈉：純度99.7%。

1.1.3 儀器與設(shè)備 TS-5000Z型味覺分析系統(tǒng)， 日本INSENT公司；AREX加熱磁力攪拌器，意大利VELP公司；2X15-3恒溫磁力攪拌器，上海司樂公司。傳感器介紹見表2，其中鮮味傳感器（AAE）、咸味傳感器（CT0）、酸味傳感器（CA0）為混合膜傳感器，而苦味傳感器（C00）、澀味傳感器（AE1）、甜味傳感器（GL1）為正帶電膜傳感器。味覺指標(biāo)的中英文參照見表3。

1.2 樣品處理方法

處理1：直接水煮，在200 mL蒸餾水中添加0.4 g（2‰）胡椒樣品，加熱型磁力攪拌器100 ℃攪拌10 min，隨后轉(zhuǎn)移到普通磁力攪拌器上常溫攪拌20 min，然后自然冷卻至室溫后取上清液測試。以水為空白樣，其全部味覺指標(biāo)數(shù)值均為0。

處理2：鹽水煮，鹽水濃度0.8%，胡椒濃度2‰，加熱型磁力攪拌器100 ℃攪拌10 min，隨后轉(zhuǎn)移到普通磁力攪拌器上常溫攪拌20 min，然后自然冷卻至室溫后取上清液測試。以0.8%鹽水為空白樣，其全部味覺指標(biāo)數(shù)值均為0，其他樣品的味覺指標(biāo)均與鹽水作比較。

處理3：胡椒按照處理1的方法煮水后加0.38%谷氨酸鈉。以0.38%谷氨酸鈉溶液為空白樣，其他樣品的味覺指標(biāo)均與其作比較。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel、Origin 和SAS 以及儀器自帶軟件處理，平均數(shù)之間的比較采用方差分析，差異顯著性水平p<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 胡椒粉對滋味的影響

2.1.1 胡椒水煮味覺指標(biāo) 胡椒煮水味覺分析數(shù)據(jù)分析見表4，除了鮮味和咸味之外，其他味覺指標(biāo)均小于純水的味覺指標(biāo)0，說明4種樣品經(jīng)水煮處理后，主要味覺指標(biāo)為鮮味和咸味。此處的咸味不是食鹽產(chǎn)生的咸味，低濃度下反映了它對水煮胡椒中無機鹽等成分的應(yīng)答。由圖1可知，2號樣品的鮮味和咸味均最大，3號和4號樣品的鮮味與2號相差小于1個刻度，4號與2號的咸味相接近，差異小于0.5個刻度，與3號差異較大（大于1個刻度），1號的鮮味和咸味均最低，相差超過2個刻度，說明人可以感知到不同樣品經(jīng)水煮后鮮味和咸味的變化。

2.1.2 胡椒鹽水煮味覺指標(biāo) 由表5結(jié)合圖2分析，鮮味除了1號樣品的低于鹽水，其他均高于鹽水，說明1號樣品的鮮味沒有鹽水的高，但其差異不明顯，正常人不易感知其滋味的變化。2號的鮮味和咸味值最高，相差0.5個刻度以上，3號、4號樣品的鮮味和咸味響應(yīng)值接近，無明顯差異。4種樣品的咸味與鹽水非常接近，此時咸味傳感器主要是對樣品中NaCl的響應(yīng)，所以咸味值基本一致，鮮味方面的差異較明顯。4種胡椒樣品的苦味、澀味、苦味回味、澀味回味、豐富性（鮮味的回味）與鹽水相接近于0，差異在0.01～0.5個刻度之間，說明樣品的這幾種味覺指標(biāo)與鹽水相似。

根據(jù)表4～6已知的味覺指標(biāo)數(shù)值，3種處理方法中不同的樣品引起電子舌傳感器電勢輸出發(fā)生變化，將其轉(zhuǎn)化為味覺信息，在Excel中繪制成雷達(dá)圖。不同處理方法的4種樣品的響應(yīng)雷達(dá)圖可以直觀的反應(yīng)樣品各電極的響應(yīng)值大小，說明各樣品具有不同的滋味，便于直觀清晰地分析各樣品之間的味覺差異，把握樣品的整體味覺情況。

結(jié)合表4～6和圖1～3分析可知，3種不同處理方法下胡椒的味覺指標(biāo)最突出的是鮮味和咸味。其它味覺指標(biāo)也有變化，但其差異較小。根據(jù)韋伯-費希納定律可知，味道的強度變化達(dá)到20%以上，人開始感知到味道的變化。此外，還發(fā)現(xiàn)3、4號樣品在3種不同處理方法下的滋味基本一致，可能是由于其盡管加工方式有所不同，但都屬于黑胡椒，化學(xué)成分之間的差異不大，所以3、4號樣品在3個雷達(dá)圖中的滋味分值的輪廓相似。

2.2 味覺指標(biāo)分析

2.2.1 水煮胡椒的味覺指標(biāo)比較 為了進(jìn)一步驗證上述圖表分析的結(jié)果，將不同處理方法的4種胡椒樣品中的主要味覺指標(biāo)進(jìn)行對比分析。從圖4中可見，與水相比，胡椒主要的味覺指標(biāo)為鮮味和咸味，且兩者趨勢相同，即咸味值較大的樣品，鮮味值也較大。其中2號樣品的鮮味最大，3號和4號鮮味和咸味接近（差異小于1個刻度）。從前面表4～6的數(shù)據(jù)看，胡椒沒有苦味和澀味，但從數(shù)據(jù)上比較可見1號樣品的苦味和澀味數(shù)值要遠(yuǎn)大于其他3種樣品，而2、3、4號樣品的苦、澀味相接近。

2.2.2 鹽水煮胡椒的味覺指標(biāo)比較 結(jié)合表5數(shù)據(jù)可見，鹽水煮處理后，4種胡椒樣品之間味道上的差異主要體現(xiàn)在鮮味和咸味上，鹽水對其他指標(biāo)的影響很小。將鮮味和咸味制成折線圖見圖5。此時咸味傳感器的響應(yīng)值主要是對樣品中NaCl的響應(yīng)，胡椒本身含有一些無機鹽、礦物質(zhì)等成分，但由于含量遠(yuǎn)小于NaCl而被忽略，所以4種樣品在咸味上的差異較小，咸味值相差小于0.5個刻度，其中2號的咸味值最大。但是鹽水煮的胡椒在味道上還是存在差異的，差異主要表現(xiàn)在鮮味上，1號樣品的鮮味值最小，2號鮮味值最大，3、4號鮮味接近。鮮味值之間的差異大于0.5個刻度，差異非常明顯，因此人們也可以明顯感知到鹽水煮的不同胡椒在鮮味上是存在明顯不同的。

2.2.3 純水煮胡椒后加谷氨酸鈉的味覺指標(biāo)比較 結(jié)合圖6和表6數(shù)據(jù)可見，4種胡椒樣品的鮮味與0.38%谷氨酸鈉溶液很接近，數(shù)值上差異小于0.5個刻度，可見此時鮮味傳感器主要是對谷氨酸鈉的響應(yīng)。此時樣品之間的差異則主要表現(xiàn)在咸味上，1號咸味最小，2號咸味最大，3、4號咸味接近。數(shù)值之間的差異大于0.5個刻度，差異明顯。此時的咸味則是咸味傳感器對樣品中無機鹽、礦物質(zhì)等成分的應(yīng)答。

如圖7所示，水煮后加谷氨酸鈉均會降低胡椒的苦味和澀味，從結(jié)果上看4種樣品澀味均有所降低，但降幅較小，降低0.1～0.2個刻度，差異不明顯?？辔吨档慕捣^大，其中3號和4號得苦味值降低最多。胡椒的咸味響應(yīng)值主要是樣品中無機鹽、礦物質(zhì)等成分，說明加入的谷氨酸鈉主要降低了胡椒的苦味和澀味，對其咸味的影響不大，這與上述分析結(jié)果一致。

2.3 數(shù)據(jù)重現(xiàn)性分析

3種處理方式的每個樣品都做了4次循環(huán)，去掉1次循環(huán)取后3次循環(huán)響應(yīng)值檢驗數(shù)據(jù)的重復(fù)性。從圖中可以看出，傳感器響應(yīng)非常穩(wěn)定，各個數(shù)值都有較好的重現(xiàn)性，可以認(rèn)為數(shù)據(jù)可靠有效。

3 討論

對于胡椒產(chǎn)品的評價已有一些研究報道，但主要基于客觀的HPLC和GC-MS分析[4]。采用感官分析胡椒品質(zhì)的研究報道較少，對于滋味的評價主要通過人工感官，缺乏客觀性[16-19]。黃菲菲等[20]采用人工感官評定結(jié)合電子鼻對4 種不同加工方式黑胡椒產(chǎn)品氣味進(jìn)行分析，電子鼻能很好的區(qū)分4 種不同黑胡椒產(chǎn)品，三點檢驗法只能區(qū)分直接日曬產(chǎn)品與其他3 種產(chǎn)品， 熱燙處理后日曬產(chǎn)品的氣味更受喜愛； 采用法國Alpha M.O.S 公司的電子舌未檢測出不同黑胡椒產(chǎn)品滋味存在顯著差異。本研究采用的電子舌檢測原理不同，電子舌采用了同人舌頭味覺細(xì)胞工作原理相類似的人工脂膜傳感器技術(shù)，能夠客觀數(shù)字化的評價食品的苦味、澀味、酸味、咸味、鮮味、甜味等基本味覺感官指標(biāo)，還可以分析苦的回味、澀的回味和鮮的回味（豐富度），因此本研究是在前面研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了滋味的直接分析，數(shù)據(jù)更加直接和客觀。

本研究中胡椒樣品水煮加入谷氨酸鈉后的澀味和苦味均低于純谷氨酸鈉溶液的味覺響應(yīng)值，其原因可能是鮮味物質(zhì)谷氨酸鈉 （MSG） 可以增強食物的咸度[21]，但胡椒主要起到了降低苦味和澀味的作用。水煮胡椒的味覺指標(biāo)值表明，不論是直接日曬還是熱燙后日曬之后得到的黑胡椒，其鮮味和咸味均有所降低，推測可能是日曬導(dǎo)致了某些成分的流失，純白胡椒咸味和鮮味均最小，樣品之間在鮮味和咸味值上的差異顯著，其原因可能是由于白胡椒的加工方式較黑胡椒更為復(fù)雜，導(dǎo)致在其加工過程中某些成分流失的更多。加入鹽或者谷氨酸鈉水煮后可以適度增加鮮味和咸味，胡椒產(chǎn)品去腥提鮮廣為人知，但都基于人們感官的主管判斷，本研究從客觀數(shù)據(jù)方面也說明了這一點，可能的原因是胡椒存在的酚類物質(zhì)、氨基酸及生物堿等物質(zhì)，Dawid等[22]和Mamatha等[23]已報道胡椒對滋味的增強是由于胡椒中的微量成分可以降低味覺閾值。

4種胡椒產(chǎn)品在不同處理方法下其鮮味和咸味為主要變化味覺指標(biāo)，在相同處理下不同胡椒樣品間存在顯著差異，表明正常人可以明顯感知到滋味的變化。4種胡椒樣品中，鮮果直接冷凍干燥的綠胡椒在3種處理方法下的鮮味和咸味均最大，可能是直接冷凍干燥對胡椒本身的有效成分損失較小。胡椒熱燙后日曬3 d制備的黑胡椒和鮮果直接日曬干燥5 d制備的黑胡椒在鮮味和咸味上差異不顯著，可能同為黑胡椒，其化學(xué)成分之間的差異不大。而純白胡椒粉的鮮味和咸味與其他3種樣品相比均較低，可能是由于白胡椒加工時在水中浸泡、脫皮等處理過程，造成白胡椒的鮮味和咸味損失較多。由此可見，鮮果直接冷凍干燥的綠胡椒對胡椒風(fēng)味損失較少，可以更好的保留其鮮味和咸味，然而4種胡椒在滋味上是存在差異的，其變化也可被正常人感知到。

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