梭子蟹在貯藏過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)使其更適合用電子鼻來評價鮮度，但鮮有相關(guān)報道。本試驗以貯藏在4℃條件下的三疣梭子蟹蟹肉為研究對象，采用電子鼻監(jiān)測蟹肉貯藏過程中氣味的變化，并與pH值、TVB—N含量和細菌菌落總數(shù)進行相關(guān)性分析，旨在探討電子鼻用于三疣梭子蟹鮮度評價的可行性。
材料與方法
試驗材料及前處理方法
鮮活梭子蟹，冷藏運輸至實驗室，2h內(nèi)處理。用 4℃無菌水清洗并擦干外部水分，無菌操作條件下分離體肉，混勻，分裝于真空包裝袋中進行真空包裝，于4℃冰箱中分別貯藏 0、1、2、3、4、5、6d。
結(jié)果與分析
不同貯藏時間蟹肉 pH 值的變化
貯藏過程中蟹肉的 pH 值整體呈上升趨勢，新鮮蟹肉的 pH 值為 6．58，呈弱酸性 ；貯藏第 3天蟹肉的pH值為 7．59；貯 藏第 6天蟹肉的 pH 值達到 7．79，且pH值在貯藏后期逐漸趨于平緩(圖 1)。結(jié)果表明，貯藏時間對蟹肉 pH 值的變化有顯著影響 。
不同貯藏時間蟹肉TVB-N含量的變化
由圖 2可知，TVB-N 含量在貯藏初期變化緩慢，這是由于低溫 (4℃)和真空包裝條 件抑制了蟹肉中微生物的生長和繁殖，導(dǎo)致貯藏前期TVB-N含量增長緩慢 。從貯 藏第 4天開始TVB-N含量顯著上升，含量由34．44mg·100g-1 上升到貯藏第 6 天 的 60．76mg·l00g-1。GB2733—2005 規(guī)定新鮮海蟹的TVB-N含量值應(yīng)低于 25mg·100g-1，貯藏第 3天蟹肉的TVB-N含量為 22．26mg·100g-1，仍屬于新鮮蟹 肉，貯藏第 4天蟹肉的TVB-N含量高于規(guī)定標準，已腐敗變質(zhì)，由此表明 TVB-N 可 以反映蟹肉鮮度的變化 。
不同貯藏時間蟹肉菌落總數(shù)的變化
由圖 3可知，貯藏初期菌落總數(shù)較少且變化緩慢，隨貯藏時間的延長，菌落總數(shù)顯 著增長 (P<0．01)。新鮮蟹肉菌落總數(shù)為 3．89lg(CFU·g-1 )，貯藏第3天蟹肉的菌落總數(shù)為 4．84lg(CFU·g-1 )，約為新鮮蟹肉菌落總數(shù)的 10 倍，貯藏第 6天菌落總 數(shù)為 7．11lg(CFU·g-1)，約是新鮮蟹肉的 1000 倍，說明貯藏后期蟹肉的營養(yǎng)結(jié)構(gòu) 和環(huán)境條件逐漸適宜細菌的生長繁殖，細菌菌落總數(shù)顯著增多，是導(dǎo)致蟹肉鮮度下降的主要原因。貯藏第 3天是蟹肉微生物菌落總數(shù)的變化節(jié)點，與 TVB-N含量的變化節(jié)點相同且細菌菌落總數(shù)與 TVB—N含量變化趨勢相一致，說明細菌菌落總數(shù)與TVB-N含量顯著相關(guān) 。
不同貯藏時間蟹肉的揮發(fā)性氣味
電子鼻對不同貯藏時間蟹肉的信號響應(yīng)
電子鼻傳感器陣列由10種金屬氧化物半導(dǎo)體型化學傳感元件組成，每型傳感元件所對應(yīng)的主要敏感物質(zhì)類型有一定的區(qū)別：s1一芳香成分；s2一氮氧化合物；s3一氨氣；S4一氫氣；s5一烷烴芳香成分；s6一甲烷；s7一硫化物；S8一乙醇；s9一有機硫化物；S10一長鏈烷烴。由圖 4可知，s2、s3、s5、s9號傳感器的響應(yīng)值較高 ，s4、s8、S10號傳感器響應(yīng)值較小，表明蟹肉在貯藏過程中主要產(chǎn)生氮氧化合物 、氨氣、烷烴類芳香成分和含硫化合物等揮發(fā)性物質(zhì)。蟹肉中的含氮物質(zhì)和其它一些含硫蛋白質(zhì)在微生物和自溶酶的作用下分解產(chǎn)生大量的含氮化合物、氨氣和含硫化合物，使得蟹肉產(chǎn)不愉快的氣味。對傳感器的響應(yīng)值進行組間差異性分析，表明 s1、s2、s3、S5、s6、s7、S9、SI0 號傳感器組間差異極顯著 (P<0．01)，且 s2、s6、s9號傳感器的響應(yīng)值均隨貯藏時間的延長不斷增大，s4、s8號傳感器組 問差異不顯著 (P>0．05）。表明蟹肉貯藏過程中氮氧化合物、氨、烷烴芳香成分 、甲烷、硫化物、有機硫化物的氣味差異顯著，氫氣 、乙醇的氣味差異不顯著。
PCA分析不同貯藏時間蟹肉的電子鼻信號響應(yīng)值
PCA是將所提取的傳感器多指標的信息進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維，并對降維后的特征向量進行線性分類，結(jié)果顯示主要的兩維散點圖。圖 5中每個橢圓區(qū)域代表同一貯藏 時間樣品的數(shù)據(jù)采集點，其中第 1主成分 (PC1)和第 2 主成分 (PC2)的貢獻率之和 為95．13％，大于 85％，說明 PC1和 PC2 可以較好地表征樣品整體的風味特征 。同時，代表不同貯藏時間樣品的橢圓可明顯區(qū)分開，表明不同樣品的電子鼻信號響應(yīng)值存在明顯差異。
LDA分析不同貯藏時間蟹肉的電子鼻信號響應(yīng)值
LDA能夠最大限度地區(qū)分不同的樣本集，在降低數(shù)據(jù)空間維數(shù)的同時最大限度地減少信息丟失。由圖 6可知，判別式 LDI的貢獻率是 95.34％ ，判別式LD2的貢獻率 是 2．04％ ，2個判別式的總貢獻率為97．38％ ，大于 95％ ，說明第 1 和第 2 主成分構(gòu)成的二維平面足以表征不同冷藏時間下梭子蟹氣味的差異。此外，從右到左 依次是貯藏第 0、第 1、第 2、第 3、第 4、第 5、第 6天的梭子蟹氣味數(shù)據(jù)，它們均能被很好地分開，說明不同貯藏時間的梭子蟹的揮發(fā)性氣味成分存在顯著差異。與圖 5相比，圖 6中貯藏前期的點相對集中，隨著時間延長，點之間的距離增加，反映了蟹肉在貯 藏過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)濃度隨貯藏時間的延長差異性越顯著 ，且揮發(fā)性物質(zhì)濃度與貯藏時間呈線性變化。這種差別可能是由 PCA 和 LDA 本身決定的，PCA適于分析以方差形式體現(xiàn)的數(shù)據(jù)分類信息，而 LDA在數(shù)據(jù)輸入映射到坐標軸時，利用了數(shù)據(jù)內(nèi)部的分類信息，使得類別內(nèi)部的點更集中。
不同貯藏時間蟹肉的電子鼻信號響應(yīng)的聚類分析
表 1顯示了各樣品氣味的差異程度，歐基里德距離越大說明差異越顯著。聚類分析的樹狀圖可以更直觀地反映不同樣品差異顯著程度。由圖 7可知，貯藏第 1、第 2、第 3天的蟹肉與新鮮蟹肉的歐基里德距離較小，貯藏第 4天與第 5天蟹肉之間的歐基里德距離較大，貯藏第 6天的蟹肉明顯與其它樣品的歐基里德距離相差較大，說明隨貯藏時間的延長樣品氣味的差異性越來越大，貯藏第 6天的蟹肉氣味與其它 樣品差異性極顯著 (P<0．01)，該結(jié)果與 PCA、LDA 的結(jié)果相一致。
傳感器響應(yīng)值對不同貯藏時間蟹肉的理化指標的預(yù)測
通過 PCA和 LDA對電子鼻傳感器信號響應(yīng)值的分析可知電子鼻對于不同貯藏時間的蟹肉區(qū)分度較佳，為此，進一步對電子鼻傳感器響應(yīng)值與理化、微生物指標之間建模進行 PLSR預(yù)測分析，得出電子鼻傳感器響應(yīng)值與理化、微生物指標之間的關(guān)系。相對分析誤差 (RPD)是預(yù)測模型的標準偏差 (SD)與均方根誤差 (RMSE)的比值，是反映預(yù)測模型的預(yù)測精度是否較高，考察預(yù)測模型穩(wěn)定性和動態(tài)適用性的重要評價指標 。
pH值、TVB-N 含量、細菌菌落總數(shù)建立預(yù)測模型的主因子數(shù)分別是 5、4、2。由圖 8可知，3個預(yù)測模型的校正決定系數(shù) R 均大于 0．900，預(yù)測決定系數(shù) R 均大于 0．870，表明電子鼻傳感器響應(yīng)值與 pH值、TVB-N含量、細菌菌落總數(shù)的相關(guān)性較好。經(jīng)統(tǒng)計學分析可知，pH 值的 RPD 值是 2．73，TVB-N 含量的RPD值是 2．50，細菌菌落總數(shù)的 RPD值是 3．06，說明該預(yù)測模型對于細菌菌落總數(shù)的預(yù)測精度高，穩(wěn)定性好；pH值和 TVB-N的 RPD值在 2．5～3之間，說明該預(yù)測模型是可行的，但預(yù)測精度需進一步提高。
結(jié) 論
梭子蟹肉的鮮度隨貯藏時間的延長而下降。電子鼻檢測結(jié)果表明，蟹肉在貯藏過程 中主要產(chǎn)生氨、三甲胺、氮氧化合物、硫化氫、二氧化硫等揮發(fā)性物質(zhì)，對揮發(fā)性 物質(zhì)采用 PCA 和 LDA分析，均能實現(xiàn)對不同貯藏時間的三疣梭子蟹樣品的有效區(qū)分識別，其中 LDA分析類別內(nèi)部的點更集中，區(qū)分效果更好。此外，電子鼻傳感器信號響應(yīng)值與鮮度指標 pH 值、TVB-N含量、 細菌菌落總數(shù)的相關(guān)性較好，因此，建立的偏最小二乘回歸模型可用于蟹肉 pH 值、TVB-N 含量和細菌菌落總數(shù)的預(yù)測分析。本研究為進一步研究電子鼻在蟹及其他水產(chǎn)品鮮度定量評價方面奠定基礎(chǔ) 。
來源：感官科學與評定 轉(zhuǎn)載請注明來源。
參考文獻：苗鈺湘,湯海青,歐昌榮,曹錦軒,宋玉玲,陳明輝.基于電子鼻的三疣梭子蟹鮮度評價方法研究[J].核農(nóng)學報,2016,30(04):748-754.轉(zhuǎn)載請注明來源。
提醒：文章僅供參考，如有不當，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，運營方不負責。如文章涉及侵權(quán)或不愿我平臺發(fā)布，請聯(lián)系處理。
材料與方法
試驗材料及前處理方法
鮮活梭子蟹，冷藏運輸至實驗室，2h內(nèi)處理。用 4℃無菌水清洗并擦干外部水分，無菌操作條件下分離體肉，混勻，分裝于真空包裝袋中進行真空包裝，于4℃冰箱中分別貯藏 0、1、2、3、4、5、6d。
結(jié)果與分析
不同貯藏時間蟹肉 pH 值的變化
貯藏過程中蟹肉的 pH 值整體呈上升趨勢，新鮮蟹肉的 pH 值為 6．58，呈弱酸性 ；貯藏第 3天蟹肉的pH值為 7．59；貯 藏第 6天蟹肉的 pH 值達到 7．79，且pH值在貯藏后期逐漸趨于平緩(圖 1)。結(jié)果表明，貯藏時間對蟹肉 pH 值的變化有顯著影響 。
由圖 2可知，TVB-N 含量在貯藏初期變化緩慢，這是由于低溫 (4℃)和真空包裝條 件抑制了蟹肉中微生物的生長和繁殖，導(dǎo)致貯藏前期TVB-N含量增長緩慢 。從貯 藏第 4天開始TVB-N含量顯著上升，含量由34．44mg·100g-1 上升到貯藏第 6 天 的 60．76mg·l00g-1。GB2733—2005 規(guī)定新鮮海蟹的TVB-N含量值應(yīng)低于 25mg·100g-1，貯藏第 3天蟹肉的TVB-N含量為 22．26mg·100g-1，仍屬于新鮮蟹 肉，貯藏第 4天蟹肉的TVB-N含量高于規(guī)定標準，已腐敗變質(zhì)，由此表明 TVB-N 可 以反映蟹肉鮮度的變化 。
由圖 3可知，貯藏初期菌落總數(shù)較少且變化緩慢，隨貯藏時間的延長，菌落總數(shù)顯 著增長 (P<0．01)。新鮮蟹肉菌落總數(shù)為 3．89lg(CFU·g-1 )，貯藏第3天蟹肉的菌落總數(shù)為 4．84lg(CFU·g-1 )，約為新鮮蟹肉菌落總數(shù)的 10 倍，貯藏第 6天菌落總 數(shù)為 7．11lg(CFU·g-1)，約是新鮮蟹肉的 1000 倍，說明貯藏后期蟹肉的營養(yǎng)結(jié)構(gòu) 和環(huán)境條件逐漸適宜細菌的生長繁殖，細菌菌落總數(shù)顯著增多，是導(dǎo)致蟹肉鮮度下降的主要原因。貯藏第 3天是蟹肉微生物菌落總數(shù)的變化節(jié)點，與 TVB-N含量的變化節(jié)點相同且細菌菌落總數(shù)與 TVB—N含量變化趨勢相一致，說明細菌菌落總數(shù)與TVB-N含量顯著相關(guān) 。
電子鼻對不同貯藏時間蟹肉的信號響應(yīng)
電子鼻傳感器陣列由10種金屬氧化物半導(dǎo)體型化學傳感元件組成，每型傳感元件所對應(yīng)的主要敏感物質(zhì)類型有一定的區(qū)別：s1一芳香成分；s2一氮氧化合物；s3一氨氣；S4一氫氣；s5一烷烴芳香成分；s6一甲烷；s7一硫化物；S8一乙醇；s9一有機硫化物；S10一長鏈烷烴。由圖 4可知，s2、s3、s5、s9號傳感器的響應(yīng)值較高 ，s4、s8、S10號傳感器響應(yīng)值較小，表明蟹肉在貯藏過程中主要產(chǎn)生氮氧化合物 、氨氣、烷烴類芳香成分和含硫化合物等揮發(fā)性物質(zhì)。蟹肉中的含氮物質(zhì)和其它一些含硫蛋白質(zhì)在微生物和自溶酶的作用下分解產(chǎn)生大量的含氮化合物、氨氣和含硫化合物，使得蟹肉產(chǎn)不愉快的氣味。對傳感器的響應(yīng)值進行組間差異性分析，表明 s1、s2、s3、S5、s6、s7、S9、SI0 號傳感器組間差異極顯著 (P<0．01)，且 s2、s6、s9號傳感器的響應(yīng)值均隨貯藏時間的延長不斷增大，s4、s8號傳感器組 問差異不顯著 (P>0．05）。表明蟹肉貯藏過程中氮氧化合物、氨、烷烴芳香成分 、甲烷、硫化物、有機硫化物的氣味差異顯著，氫氣 、乙醇的氣味差異不顯著。
PCA是將所提取的傳感器多指標的信息進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維，并對降維后的特征向量進行線性分類，結(jié)果顯示主要的兩維散點圖。圖 5中每個橢圓區(qū)域代表同一貯藏 時間樣品的數(shù)據(jù)采集點，其中第 1主成分 (PC1)和第 2 主成分 (PC2)的貢獻率之和 為95．13％，大于 85％，說明 PC1和 PC2 可以較好地表征樣品整體的風味特征 。同時，代表不同貯藏時間樣品的橢圓可明顯區(qū)分開，表明不同樣品的電子鼻信號響應(yīng)值存在明顯差異。
LDA能夠最大限度地區(qū)分不同的樣本集，在降低數(shù)據(jù)空間維數(shù)的同時最大限度地減少信息丟失。由圖 6可知，判別式 LDI的貢獻率是 95.34％ ，判別式LD2的貢獻率 是 2．04％ ，2個判別式的總貢獻率為97．38％ ，大于 95％ ，說明第 1 和第 2 主成分構(gòu)成的二維平面足以表征不同冷藏時間下梭子蟹氣味的差異。此外，從右到左 依次是貯藏第 0、第 1、第 2、第 3、第 4、第 5、第 6天的梭子蟹氣味數(shù)據(jù)，它們均能被很好地分開，說明不同貯藏時間的梭子蟹的揮發(fā)性氣味成分存在顯著差異。與圖 5相比，圖 6中貯藏前期的點相對集中，隨著時間延長，點之間的距離增加，反映了蟹肉在貯 藏過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)濃度隨貯藏時間的延長差異性越顯著 ，且揮發(fā)性物質(zhì)濃度與貯藏時間呈線性變化。這種差別可能是由 PCA 和 LDA 本身決定的，PCA適于分析以方差形式體現(xiàn)的數(shù)據(jù)分類信息，而 LDA在數(shù)據(jù)輸入映射到坐標軸時，利用了數(shù)據(jù)內(nèi)部的分類信息，使得類別內(nèi)部的點更集中。
表 1顯示了各樣品氣味的差異程度，歐基里德距離越大說明差異越顯著。聚類分析的樹狀圖可以更直觀地反映不同樣品差異顯著程度。由圖 7可知，貯藏第 1、第 2、第 3天的蟹肉與新鮮蟹肉的歐基里德距離較小，貯藏第 4天與第 5天蟹肉之間的歐基里德距離較大，貯藏第 6天的蟹肉明顯與其它樣品的歐基里德距離相差較大，說明隨貯藏時間的延長樣品氣味的差異性越來越大，貯藏第 6天的蟹肉氣味與其它 樣品差異性極顯著 (P<0．01)，該結(jié)果與 PCA、LDA 的結(jié)果相一致。
通過 PCA和 LDA對電子鼻傳感器信號響應(yīng)值的分析可知電子鼻對于不同貯藏時間的蟹肉區(qū)分度較佳，為此，進一步對電子鼻傳感器響應(yīng)值與理化、微生物指標之間建模進行 PLSR預(yù)測分析，得出電子鼻傳感器響應(yīng)值與理化、微生物指標之間的關(guān)系。相對分析誤差 (RPD)是預(yù)測模型的標準偏差 (SD)與均方根誤差 (RMSE)的比值，是反映預(yù)測模型的預(yù)測精度是否較高，考察預(yù)測模型穩(wěn)定性和動態(tài)適用性的重要評價指標 。
pH值、TVB-N 含量、細菌菌落總數(shù)建立預(yù)測模型的主因子數(shù)分別是 5、4、2。由圖 8可知，3個預(yù)測模型的校正決定系數(shù) R 均大于 0．900，預(yù)測決定系數(shù) R 均大于 0．870，表明電子鼻傳感器響應(yīng)值與 pH值、TVB-N含量、細菌菌落總數(shù)的相關(guān)性較好。經(jīng)統(tǒng)計學分析可知，pH 值的 RPD 值是 2．73，TVB-N 含量的RPD值是 2．50，細菌菌落總數(shù)的 RPD值是 3．06，說明該預(yù)測模型對于細菌菌落總數(shù)的預(yù)測精度高，穩(wěn)定性好；pH值和 TVB-N的 RPD值在 2．5～3之間，說明該預(yù)測模型是可行的，但預(yù)測精度需進一步提高。
梭子蟹肉的鮮度隨貯藏時間的延長而下降。電子鼻檢測結(jié)果表明，蟹肉在貯藏過程 中主要產(chǎn)生氨、三甲胺、氮氧化合物、硫化氫、二氧化硫等揮發(fā)性物質(zhì)，對揮發(fā)性 物質(zhì)采用 PCA 和 LDA分析，均能實現(xiàn)對不同貯藏時間的三疣梭子蟹樣品的有效區(qū)分識別，其中 LDA分析類別內(nèi)部的點更集中，區(qū)分效果更好。此外，電子鼻傳感器信號響應(yīng)值與鮮度指標 pH 值、TVB-N含量、 細菌菌落總數(shù)的相關(guān)性較好，因此，建立的偏最小二乘回歸模型可用于蟹肉 pH 值、TVB-N 含量和細菌菌落總數(shù)的預(yù)測分析。本研究為進一步研究電子鼻在蟹及其他水產(chǎn)品鮮度定量評價方面奠定基礎(chǔ) 。
來源：感官科學與評定 轉(zhuǎn)載請注明來源。
參考文獻：苗鈺湘,湯海青,歐昌榮,曹錦軒,宋玉玲,陳明輝.基于電子鼻的三疣梭子蟹鮮度評價方法研究[J].核農(nóng)學報,2016,30(04):748-754.轉(zhuǎn)載請注明來源。
提醒：文章僅供參考，如有不當，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，運營方不負責。如文章涉及侵權(quán)或不愿我平臺發(fā)布，請聯(lián)系處理。
