山西陈醋,以其清凉黑紫的色泽、酸香浓郁的风味、绵柔的口感以及久贮不变质的特性,深受消费者喜爱。作为山西的地理标志产品,以独特的色、香、醇、浓和酸闻名[1]。其原料精选自山西本土的优质高粱、大麦、豌豆、麸皮和谷糠,经过传统的“蒸、酵、熏、淋、陈”工艺酿造而成[2]。“夏伏晒,冬捞冰,贮陈老熟”的特殊生产工艺[3],不仅赋予了山西陈醋独特的风味,也使其酿制工艺成为国家级非物质文化遗产[4]。
陈酿年份是衡量山西陈醋品质的关键指标之一,直接影响着产品的口感与香气。随着陈酿时间的延长,陈醋中的有机酸、酯类、醛类等化合物通过复杂的化学反应,使得其风味更加醇厚,香气更加浓郁[5]。此外,陈酿年份的增长也伴随着氨基酸、微量元素等营养成分的积累,从而提升了陈醋的营养价值[6-7]。消费者非常重视陈醋陈酿年份,而如何快速辨别陈醋陈酿年份一直倍受人们的关注。
目前,辨别陈醋陈酿年份的手段包括感官评价、近红外光谱法、拉曼光谱法、流变特性研究、理化指标分析以及电子鼻和电子舌技术等。山西老陈醋的国家标准中提到感官评价是品质评价的重要指标之一,能够细致捕捉陈醋在陈酿过程中的香气层次和口感细腻度等微妙变化;张志勇等[8]通过近红外光谱法建立了5个不同醋龄的老陈醋判别模型,实现了高达97.3%的校正集识别准确率和96%的预测集识别准确率;温丹华等[9]建立了山西老陈醋醋龄拉曼光谱快速检测方法,精密度在2.3%～3.6%;朱宏[10]研究显示,随陈酿年份增长,山西老陈醋的流变特性逐渐变化:陈酿8年为剪切增稠流体、10年时变为准牛顿流体、10年以上则转变为牛顿流体甚至剪切变稀流体;任晓荣等[11]研究表明,镇江香醋的理化指标及功能成分含量越高,陈酿年份越长,陈醋品质越好;赵顺华等[12]利用电子鼻结合反向传播神经网络模型对6种不同醋龄的镇江陈醋进行了识别,达到了98.75%的训练集准确率和97.5%的验证集准确率;乔羽等[13]利用电子舌所反映的滋味差异,成功区分了老陈醋和山西老陈醋;张璟琳等[14]通过电子舌检测了4种不同陈酿年份红曲醋的滋味,结合主成分分析区分出了4种不同陈酿年份的红曲醋。
相较于其他检测技术,电子舌技术以其快速、客观、操作简便等优点[15-17],在食品滋味的客观分析中显示出巨大潜力。然而利用电子舌技术辨别山西陈醋陈酿年份的研究少。陈醋感官特性与其陈酿年份关系的研究不仅欠缺,而且缺乏科学的解释。本文探讨了不同陈酿年份山西水塔陈醋的感官特性和滋味,探究了山西水塔陈醋陈酿年份的辨别模型,旨在实现山西水塔陈醋陈酿年份的辨别。本研究不仅可以提高水塔陈醋陈酿年份辨别效率,还可以为山西陈醋品质评价和市场监管提供科学依据,为山西陈醋的品质提升和文化传承提供理论依据和实践指导。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 材料
水塔牌山西陈醋:1年(ST-1)、3年(ST-3)、5年(ST-5)、6年(ST-6)、8年(ST-8)、10年(ST-10),均从超市购买。不同陈酿年份水塔陈醋的样品信息表如表1所示。
表1 不同陈酿年份水塔陈醋样品信息表
Table 1 Information table of SHUITA aged vinegar samples with different aging years
序号陈酿年份/年名称原料总酸(g/100 mL)酿造方法产品标准11ST-1生活饮用水、高粱、麸皮、大米、豌豆、食用酒精、焦糖色、苯甲酸钠≥4.00 固态发酵GB 2719—2018 《食品安全国家标准 食醋》23ST-3生活饮用水、高粱、麸皮、大麦、豌豆、谷糠、稻壳、食用盐、香辛料≥6.00固态发酵GB/T 18187—2000 《酿造食醋》35ST-5生活饮用水、高粱、麸皮、大麦、豌豆、谷糠、稻壳、食用盐、香辛料、焦糖色≥6.00固态发酵GB/T 19777—2013 《地理标志产品 山西老陈醋》46ST-6生活饮用水、高粱、麸皮、大麦、豌豆、食用盐、香辛料≥6.00固态发酵GB/T 19777—2013 《地理标志产品 山西老陈醋》58ST-8生活饮用水、高粱、麸皮、大麦、豌豆、食用盐、香辛料≥6.50固态发酵GB/T 19777—2013 《地理标志产品 山西老陈醋》610ST-10生活饮用水、高粱、麸皮、大麦、豌豆、食用盐、香辛料≥6.50固态发酵GB/T 19777—2013 《地理标志产品 山西老陈醋》
1.1.2 电子舌系统
山西水塔陈醋滋味采用法国Alpha M.O.S公司的AstreeⅡ电子舌系统测定。Astree电子舌系统具有7根传感器AHS(酸味)、CTS(咸味)、NMS(鲜味)、ANS(甜味)、SCS(苦味)、PKS(复合味觉A)、CPS(复合味觉B),以Ag/AgCl作为参比电极。
1.2 实验方法
1.2.1 感官评价
感官评价在室温条件下进行,准确量取10 mL的醋样置于品尝杯中备用。感官评价过程遵循食品国家安全标准GB/T 2719—2018《食品安全国家标准 食醋》和GB/T 19777—2013《地理标志产品 山西老陈醋》修改后执行,具体的评价标准详见表2。评价指标涵盖外观、香气、味道3个方面,各指标的分值权重分别为30%、30%、40%,各指标分为3个等级。感官评分由各指标得分累加得出。
表2 水塔陈醋感官评价标准
Table 2 SHUITA aged vinegar sensory evaluation standard
指标分值占比分值等级说明外观30%21～30颜色纯正,体态均一,较浓稠,挂壁明显,澄清,允许有少量沉淀,无悬浮,无霉花浮膜11～20颜色稍显暗淡,略浓稠轻微挂壁,液态稍浑浊,有少量沉淀0～10色泽发乌,无光泽,液态浑浊,无挂壁现象,有大量沉淀,有片状白浮膜香气30%21～30以熏香为主体的特殊芳香、酯香、陈香复合,和谐,香气持久,空杯留香11～20熏香不足,刺鼻酸味,微有甜酸酒味0～10无熏香,无醇香,有刺鼻酸臭味、霉味或其他不良气味味道40%29～40食而绵酸,口感醇厚,滋味柔和,酸甜适口,味鲜,余香绵长15～28味道略显寡淡,口感不柔和,滋味不纯正0～14有刺激性酸味,有涩味、霉味或其他不良口味
感官评价小组由10名经过严格筛选和专业培训的成员组成,年龄在20～27岁,其中包括3名男性和7名女性,均来自天津商业大学食品科学与工程专业。
水塔陈醋感官特性测定:首先按照表2培训感官评价小组各成员,感官评价小组各成员按照表2评分;其次,取感官评价小组各成员评分平均值作为该水塔陈醋的感官评分;最后,每个样品测3次,取平均值作为最终的测定结果。
1.2.2 电子舌测定
将25 mL醋样放入电子舌专用烧杯中备用。测量前先对电子舌进行浸泡电极、预平衡、校准等前期准备。电子舌参数设置如下:数据采集120 s,每1 s采集1次。去离子水作为清洗溶液,每个样品测试后进行清洗[18]。以电子舌3次平行实验的平均值为最终结果。
1.3 数据处理
使用SPSS 27和Origin 2018进行数据处理和图表绘制。
1.3.1 数据预处理
数据预处理方法包括减法去基线、除法去基线和分式法去基线[19]。其中除法去基线方法效果较为显著。将除法去基线的结果定义为电子舌信号响应强度,用G表示。计算如公式(1)所示:
(1)
式中:Gi,采集时间点i的传感器响应值;G0,电子舌响应的初始值。
1.3.2 韦伯-费希纳定律
韦伯定律是一种描述感知量与刺激强度之间关系的定律[20]。计算如公式(2)所示:
(2)
式中:k,韦伯分数;ΔI,差别阈限;I,标准刺激强度。k值与刺激强度和受试对象有关,但对于同一个被试对象在同等条件下进行同类型的刺激,该值为常数。
在韦伯定律的基础上,德国心理学家费希纳作出假设:对人体进行强度为10倍的最小可觉差刺激时,感觉变化也相应增长10倍。例如给10 g物体增重1 g时,人刚好能够感觉到其重量发生了变化,此时,人主观感觉变化量为ΔS,若增加10 g,则人主观感觉变化量也应变成10倍ΔS[21-22],从而得出公式(3):
(3)
式中:ΔS,主观感觉变化量;k,韦伯分数;ΔR,变化的刺激强度;R,刺激强度。
对公式(3)用微分表示得公式(4):
(4)
对公式(4)进行积分得公式(5):
(5)
得到了主观感觉量S与刺激强度R的关系式:
S=k×lnR+C
(6)
式中:S,感觉量;R,刺激量;C,常数。
公式(6)为韦伯-费希纳定律,表明感觉量是刺激量的对数函数。
2 结果与分析
2.1 不同陈酿年份水塔陈醋感官评价
如表3所示,陈醋的外观评分随着陈酿年份的延长先升高后降低,陈酿6年的水塔陈醋得分最高,为28.1分;而香气评分随着陈酿年份的延长先降低后升高再降低,陈酿8年的水塔陈醋外观评分最高,为28.3分;味道评分随着陈酿年份的延长先升高后降低,陈酿8年的水塔陈醋味道评分最高,为37.1分;总体感官评分随着陈酿年份的延长呈现先升高后降低的趋势,陈酿8年的水塔陈醋在感官评分上表现最佳,达到91.3分,而陈酿1年的样品得分最低,为59.5分。
表3 不同陈酿年份水塔陈醋感官评价结果
Table 3 Sensory evaluation results of SHUITA aged vinegar of different aging years
陈酿年份/年外观香气味道感官评分116.222.820.559.5322.820.626.670.0521.820.430.572.7628.125.432.385.8825.928.337.191.31027.423.535.486.3
陈酿1～8年的水塔陈醋感官评分之所以得到提升,主要是因为随着陈酿年份的增加,以及在陈酿过程中采用的“夏伏晒、冬捞冰、贮存老熟”等特殊技术促进了风味物质的逐渐累积。这些物质的积累不仅改善了陈醋的外观,还增强了其香气和味道,从而提高了整体的感官评价。陈酿10年的水塔陈醋感官评分下降的可能原因是一些香气物质可能会发生氧化或挥发,导致香气下降,味道变差。
2.2 不同陈酿年份水塔陈醋电子舌测试
2.2.1 电子舌测试结果
按照1.2.2节电子舌测试方法检测了不同陈酿年份水塔陈醋的滋味,得到不同陈酿年份水塔陈醋滋味的电子舌各传感器的响应值。同一陈酿年份水塔陈醋电子舌各传感器信号响应值变化趋势不同,不同陈酿年份陈醋的电子舌各传感器信号响应值也不同。电子舌各传感器信号响应值初始点不同,随水塔陈醋陈酿年份的不同也不同。
为了提升山西水塔陈醋陈酿年份辨别的准确性,电子舌各传感器信号随采集时间变化的数据需预处理及特征值提取。根据公式(1)计算得出电子舌各传感器对不同陈酿年份水塔陈醋的信号响应强度值。在采集时间前100 s内,甜味、鲜味、酸味、咸味和复合味觉A传感器的电子舌信号响应值普遍呈现下降趋势,尤其是甜味和鲜味传感器的响应值下降较为迅速。复合味觉B和苦味传感器的响应值在初期保持稳定,但陈酿8年、10年的复合味觉B传感器显示出缓慢上升的趋势。100 s后,所有传感器的响应值逐渐稳定。电子舌各传感器对不同陈酿年份的水塔陈醋的信号响应强度在100～120 s处趋于稳定,选取第100～120 s处的电子舌各传感器响应强度的平均值作为特征值。从表4可以看出,酸味、苦味、咸味、甜味和复合味觉B传感器的电子舌响应强度随陈酿年份呈上升趋势,复合味觉A传感器和鲜味传感器的电子舌响应强度随陈酿年份延长先降低后升高。
表4 不同陈酿年份的水塔陈醋电子舌各传感器响应强度特征值
Table 4 Eigenvalues of response strength of each sensor for electronic tongue of SHUITA aged vinegar with different aging years
陈酿年份/年电子舌响应强度特征值G酸味复合味觉A咸味鲜味复合味觉B甜味苦味10.874±0.005b0.829±0.104a0.729±0.070c0.010±0.007a0.918±0.006e0.483±0.044e0.973±0.002c30.865±0.001b0.893±0.009a0.804±0.030bc-0.109±0.003b0.986±0.010c0.590±0.039d0.975±0.004bc50.871±0.011b0.672±0.205ab0.812±0.009bc-0.147±0.003c0.963±0.004d0.647±0.016cd0.979±0.001b60.907±0.004a0.463±0.011c0.825±0.036ab-0.391±0.007f0.984±0.012cd0.706±0.015bc0.988±0.002a80.913±0.004a0.503±0.002bc0.856±0.002ab-0.329±0.010e1.024±0.010b0.746±0.009ab0.984±0.001a100.917±0.002a0.518±0.035bc0.900±0.015a-0.300±0.014d1.056±0.014a0.779±0.018a0.979±0.001b
注:同列不同字母代表差异显著(P<0.05)。
电子舌系统通过选择特异性的传感器阵列来模拟人类的味觉感知。每个传感器都配备了对特定呈味物质敏感的脂质膜,能够选择性地吸附液体中的呈味分子。酸味、苦味、咸味、甜味以及复合味觉B所对应的特定呈味分子在陈酿过程中逐渐积累,呈味物质浓度增加,导致脂质膜对这些分子的吸附增强,从而引起响应强度的增加。随着陈酿年份的延长,乙酸等有机酸的含量上升,增强了陈醋的酸味;糠醛在陈酿过程中含量增加,可能会给陈醋带来一定的苦味;可能的水分损失导致陈醋中的NaCl和其他矿物质浓度的相对增加,从而增强咸味;在陈酿过程中,陈醋中还原糖与氨基酸等发生美拉德反应,这种非酶促反应会产生一些具有甜味的化合物,醇类物质与有机酸发生酯化反应生成酯类物质也具有特定的香气和甜味,为陈醋带来甜味。对于复合味觉A传感器和鲜味传感器响应强度的先降低后升高现象,可能是在陈酿初期,一些低分子质量的化合物因快速氧化或蒸发而减少,导致传感器的初始响应降低。随着陈酿年份的延长,这些化合物可能生成新的滋味分子,从而使传感器的响应强度在后期升高。电子舌响应强度特征值不仅反映了不同陈酿年份样品间的差异,而且为进一步的品质分析和年份辨别提供了重要参数。
为直观地展示和比较多个水塔陈醋陈酿年份变量在不同传感器维度上的表现,以及展示不同陈酿水塔陈醋年份水塔陈醋电子舌检测结果的相对关系,体现不同陈酿年份电子舌各传感器信号响应强度间的差异性,将表4中电子舌各传感器响应强度特征值绘制滋味雷达图(图1)。
图1 不同传感器对不同陈酿年份水塔陈醋响应强度雷达图
Fig.1 Radar plot of response strength of different sensors to SHUITA aged vinegar of different aging years
由图1可知,不同陈酿年份水塔陈醋在复合味觉A、甜味、鲜味传感器上的响应强度表现出明显的差异性:在甜味和鲜味传感器上,不同年份陈醋的响应强度呈现出显著的分化,这可能反映了这些年份陈醋在甜味和鲜味属性上具有可区分的特征。相对而言,苦味、酸味、复合味觉B和咸味传感器上的响应强度则显示出较为接近的趋势,表明这些传感器对于区分不同陈酿年份的陈醋在苦味、酸味和咸味属性上的差异性可能较为有限。
苦味、酸味、甜味传感器响应值较高,表示陈醋中苦味、酸味、甜味含量高。鲜味和咸味传感器响应值较低,表示鲜味和咸味含量低。酸味来源于醋中的乙酸,苦味与水塔陈醋独特的酿造工艺中的熏醅环节密不可分,在熏醅过程中,主要发生美拉德反应和糠醛反应,醋中糠醛含量升高,糠醛有杏仁味道的香气,从而导致苦味[23-24]。
由图1可知,不同陈酿年份水塔陈醋滋味电子舌各传感器的响应强度差异性不同,有的传感器响应强度差异大,有的传感器响应强度差异细微。Astree电子舌系统测定滋味原理是通过多种传感器来捕捉复杂的味觉信息。然而,传感器数量多可能会引入更多的无用信息,对分析结果产生干扰。为了利于水塔陈醋陈酿年份的辨别,传感器筛选显得尤为重要。
2.2.2 电子舌传感器的选择
表4电子舌各传感器的响应强度特征值用Pearson相关性进行了分析,得到不同陈酿年份水塔陈醋电子舌各传感器响应强度相关系数矩阵如表5所示。
表5 不同陈酿年份水塔陈醋电子舌各传感器响应强度相关系数矩阵
Table 5 Matrix of correlation coefficients of electronic tongue response strength for each sensor data of SHUITA aged vinegar of different aging years
相关系数陈酿年份酸味咸味鲜味甜味复合味觉A复合味觉B苦味陈酿年份1 0.859*-0.833* 0.970**-0.824* 0.928** 0.977** 0.592酸味 0.859*1-0.907* 0.753-0.856* 0.751 0.837* 0.699咸味-0.833*-0.907*1-0.714 0.921**-0.622-0.862*-0.878*鲜味 0.970** 0.753-0.7141-0.788 0.974** 0.964** 0.522甜味-0.824*-0.856* 0.921**-0.7881-0.731-0.906*-0.923**复合味觉A 0.928** 0.751-0.622 0.974**-0.7311 0.909* 0.427复合味觉B 0.977** 0.837*-0.862* 0.964**-0.906* 0.909*1 0.718苦味 0.592 0.699-0.878* 0.522-0.923** 0.427 0.7181
注:*在0.05水平(双尾),相关性显著;**在0.01水平(双尾),相关性显著。
从表5中可以看出,水塔陈醋的陈酿年份与甜味和咸味传感器呈现负相关,而与鲜味、复合味觉A、复合味觉B、苦味和酸味传感器呈现正相关。选择与陈醋滋味最相关的酸味及与水塔陈醋陈酿年份相关系数>0.92的鲜味、复合味觉A、复合味觉B传感器进行后续结果分析。
2.3 山西水塔陈醋陈酿年份的辨别
2.3.1 感官特性辨别山西水塔陈醋陈酿年份
水塔陈醋感官特性与其陈酿年份关系之间的规律一直是人们研究的重点。如图2所示,以水塔陈醋陈酿年份为刺激量,不同陈酿年份水塔陈醋感官评分结果为感觉量,水塔陈醋感官评分与其陈酿年份的关系经拟合得到方程式,如公式(7)所示:
y=13.477×lnx+57.65
(7)
图2 水塔陈醋感官评分与其陈酿年份关系曲线
Fig.2 Relationship curve between aging year and sensory score of SHUITA aged vinegar
式中:y,感官评分;x,陈酿年份,年。
公式(7)相关系数>0.92,说明水塔陈醋感官评分与其陈酿年份的关系可以用公式(6)表示。结果说明水塔陈醋感官评分可以辨别其陈酿年份。
为进一步验证水塔陈醋感官评分与其陈酿年份之间函数模型的可靠度和精确度,以陈酿1年、6年、10年的水塔陈醋的感官评分预测了其陈酿年份,预测结果见表6。水塔陈醋的预测年份值分别为1.07、6.18、11.03年,实际陈酿年份为1、6、10年,预测值与实际值平均相对误差为6.76%,预测结果良好,说明韦伯-费希纳定律能够描述水塔陈醋感官评分随其陈酿年份变化的规律性。基于此,可以用水塔陈醋感官评分辨别其陈酿年份。
表6 水塔陈醋陈酿年份的预测值
Table 6 Predictive validation of SHUITA aged vinegar aging years
陈酿年份实际值/年陈酿年份预测值/年相对误差/%11.077.0066.183.001011.0310.27
2.3.2 电子舌辨别山西水塔陈醋陈酿年份
经2.2.2节对电子舌传感器进行了筛选后,绘制不同陈酿年份水塔陈醋4个特征传感器的响应强度变化曲线如图3所示。随着陈酿年份的延长,复合味觉B和酸味传感器的电子舌信号响应强度呈上升趋势。其中,陈酿10年的最高,所对应的电子舌信号响应强度值分别为1.056和0.917。鲜味和复合味觉A传感器的电子舌信号响应强度均呈现先下降后缓慢上升的趋势。其中,陈酿6年的复合味觉A和鲜味传感器的电子舌信号响应强度最低,响应强度值分别为0.463和-0.391。
图3 不同陈酿年份水塔陈醋4个特征传感器的响应强度变化曲线
Fig.3 Response intensity variation curves of four characteristic sensors of SHUITA aged vinegar with different aging years
电子舌各传感器响应强度发生变化可能的原因是山西陈醋中含有大量的氨基酸[25],如天冬氨酸、谷氨酸等具有鲜味的氨基酸,丙氨酸、甘氨酸等具有甜味的氨基酸,蛋氨酸、精氨酸等具有苦味的氨基酸,多种呈味氨基酸相互影响。同时氨基酸参与陈酿过程中的化学变化,在陈酿过程中陈醋中的还原糖与氨基酸发生美拉德反应生成的有机酸使酸味增加,低温美拉德反应得到的美拉德反应中间体使鲜味增加。这些化学变化共同作用改变了陈醋的滋味,从而导致电子舌信号响应强度发生变化。
为了建立水塔陈醋陈酿年份电子舌辨别模型。从电子舌采集的6种不同陈酿年份的水塔陈醋中选取78个样本,其中48个为训练集,30个为验证集。以陈酿年份为因变量,以酸味、复合味觉A、鲜味、复合味觉B传感器电子舌信号响应强度特征值为自变量X1、X2、X3、X4,采用Fisher辨别分析法建立不同陈酿年份水塔陈醋的电子舌辨别模型,得到典型辨别函数系数表,如表7所示。
表7 不同陈酿年份水塔陈醋电子舌分类函数系数表
Table 7 Coefficients of electronic tongue classification function of SHUITA aged vinegar of different aging years
传感器变量陈酿1年系数陈酿3年系数陈酿5年系数陈酿6年系数陈酿8年系数陈酿10年系数X123 543.71324 275.84924 676.31127 244.04327 119.13227 135.757X2-664.106-764.536-811.258-1 054.923-1 016.272-1 001.332X3-7 326.969-10 325.129-11 349.688-17 693.119-16 336.658-15 705.256X49 746.01110 588.32610 605.56011 735.92611 837.40111 994.944(常量)-14 454.786-15 948.967-16 404.955-21 334.063-20 857.933-20 848.980
根据表7得到陈酿1年、陈酿3年、陈酿5年、陈酿6年、陈酿8年、陈酿10年的电子舌分类函数如公式(8)所示:
Y1=23 543.713X1-664.106X2-7 326.969X3+9 746.011X4-14 454.786
Y2=24 275.849X1-764.536X2-10 325.129X3+10 588.326X4-15 948.967
Y3=24 676.311X1-811.258X2-11 349.688X3+10 605.56X4-16 404.955
Y4=27 244.043X1-1 054.923X2-17 693.119X3+11 735.9261X4-21 334.063
Y5=27 119.132X1-1 016.272X2-16 336.658X3+11 837.401X4-20 857.933
Y6=27 135.757X1-1 001.332X2-15 705.256X3+11 994.944X4-20 848.98
(8)
式中:X1,酸味传感器电子舌信号响应强度特征值;X2,复合味觉A传感器电子舌信号响应强度特征值;X3,鲜味传感器电子舌信号响应强度特征值;X4,复合味觉B传感器电子舌信号响应强度特征值;Y1,陈酿1年水塔陈醋辨别得分;Y2,陈酿3年水塔陈醋辨别得分;Y3,陈酿5年水塔陈醋辨别得分;Y4,陈酿6年水塔陈醋辨别得分;Y5,陈酿8年水塔陈醋辨别得分;Y6,陈酿10年水塔陈醋辨别得分。
将水塔陈醋不同陈酿年份的电子舌数据代入公式(8)中的6个分类函数,得到Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6的值,比较值的大小,最大值为对应的陈酿年份。
不同陈酿年份水塔陈醋的Fisher辨别结果见表8,由表8可知,陈酿1、3、5、6、10年的辨别准确率为100%,陈酿8年的水塔陈醋辨别准确率为75%,平均辨别准确率为96%。
表8 水塔陈醋陈酿年份辨别结果
Table 8 Results of aging years discrimination of SHUITA aged vinegar
陈酿年份/年1356810合计辨别准确率/%1881003881005881006881008628751088100合计484896
为了验证水塔陈醋陈酿年份电子舌辨别模型的准确性,将30个验证集代入公式(8)的6个分类函数中,得到不同陈酿年份水塔陈醋辨别模型验证结果如表9所示。陈酿1、5、6、10年的水塔陈醋辨别准确率为100%,陈酿3年和陈酿8年的辨别准确率为80%,平均辨别准确率为93%。表明基于电子舌的酸味、复合味觉A、鲜味、复合味觉B传感器信号响应强度特征值所建立的辨别模型效果良好。
表9 水塔陈醋陈酿年份验证结果
Table 9 Verification results of aging years of water tower vinegar
陈酿年份/年1356810合计辨别准确率/%15510034158055510065510081415801055100合计303093
3 结论
本文通过感官评价和电子舌技术对不同陈酿年份的山西水塔陈醋进行了有效辨别。不同陈酿年份水塔陈醋的感官评分在59.5～91.3,陈酿8年陈醋感官评分最高,为91.3分,陈醋1年陈醋感官评分最低,为59.5分。水塔陈醋感官评分与其陈酿年份之间的变化规律符合韦伯-费希纳定律,说明水塔陈醋感官特性可以有效辨别陈酿年份。
对测得的电子舌原始数据进行了数据预处理、特征提取、相关性分析,筛选出了与水塔陈醋陈酿年份高度相关的酸味、鲜味、复合味觉A和复合味觉B传感器。用这些响应强度特征值构建了辨别水塔陈醋陈酿年份的Fisher模型,该模型训练集的辨别准确率达到96%,验证集的准确率为93%,说明电子舌技术可以用来辨别水塔陈醋陈酿年份。
水塔陈醋感官特性和滋味的电子舌测定结果都可以用于辨别其陈酿年份,但水塔陈醋感官特性测定结果受人为因素影响,有一定的主观性,电子舌测定结果客观,但不易辨别水塔陈醋滋味的细微差异。所以电子舌技术结合感官评价辨别山西水塔陈醋陈酿年份,既弥补了人工感官评价受人为因素影响的不足,又利用了仪器测定的客观性,山西水塔陈醋陈酿年份辨别结果更客观精准。本研究为探究水塔陈醋陈酿过程中滋味的变化奠定了基础,对提升山西陈醋的品质控制和文化传承具有重要的理论和实践意义。
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