1、前言
        人類味覺是一種重要的生理感受，在食品工業(yè)中扮演著重要的作用，主要分為酸、苦、咸、甜、鮮五種基本味覺。人們味覺直接影響消費者對食物的接受程度與購買的可能性。其中鮮味是一類不同于甜、苦、酸和咸味的基本味覺。鮮味劑又稱增味劑。向食品中添加鮮味劑，能夠提高食品的某些風(fēng)味特征，如持久性、豐富性、滿口性和濃厚感。傳統(tǒng)的鮮味劑主要包括氨基酸及其鈉鹽、核苷酸及其鈉鹽、有機酸及其鈉鹽三類。研究發(fā)現(xiàn)鮮味物質(zhì)存在于各種各樣的食物中，包括海鮮(如魚、海藻、蛤蜊和牡蠣)，奶酪和蔬菜(如食用菌、大豆、胡蘿卜)等。
        從20世紀(jì)60年代初，人們就對味覺物質(zhì)間的互相作用進行過研究，取得了較可靠有用的成果。但是隨著人們對味覺認(rèn)知的提升，為了更全面的解釋味覺物質(zhì)之間的相互作用，多種方法（物理、化學(xué)和感官分析法）被用來進行味覺相互作用的分析。當(dāng)品嘗食品時，相同物質(zhì)的不同濃度梯度對人類舌頭的刺激是不同的。味覺濃度和味覺響應(yīng)強度之間可以建立相應(yīng)的響應(yīng)曲線。當(dāng)兩種不同味覺物質(zhì)混合時，會出現(xiàn)非線性的增強或抑制作用。研究表明甜味物質(zhì)在低濃度時和其它味覺物質(zhì)的相互作用是復(fù)雜的。有研究報道中、高濃度的谷氨酸鈉可以抑制苦味強度，而在高濃度時可以增強咸味強度。酸和鹽相互作用時兩者的味覺強度會受到影響：在低濃度時可增強味覺相互作用；在高濃度時，味覺相互作用得到抑制或不發(fā)生變化。
       本部分主要通過電子舌技術(shù)對8種單一基本鮮味物質(zhì)（a.氨基酸類：L-谷氨酸鈉、L-天門冬氨酸鈉； b.核苷酸類：、5′-肌苷酸二鈉、5′-鳥苷酸二鈉、5′-腺苷酸二鈉、5′-胞苷酸二鈉、5′-尿苷酸二鈉；c.有機酸類：琥珀酸二鈉）進行電子舌響應(yīng)，建立濃度和鮮味強度之間的響應(yīng)曲線，探究不同鮮味物質(zhì)在電子舌上響應(yīng)的規(guī)律性；并以谷氨酸鈉為代表探究鮮味物質(zhì)的添加對酸（檸檬酸）、甜（蔗糖）、苦 (奎寧)、咸（氯化鈉）4種味感物質(zhì)的作用規(guī)律，為低鹽調(diào)味品的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
2 材料和方法
2.1 樣品與試劑
       8種鮮味物質(zhì)（L-谷氨酸鈉、L-天門冬氨酸鈉、5′-肌苷酸二鈉、5′-鳥苷酸二鈉、5′-腺苷酸二鈉、5′-胞苷酸二鈉、5′-尿苷酸二鈉和琥珀酸二鈉）、蔗糖、奎寧、氯化鈉和檸檬酸均為食用級，購自鄭州天峰食品科技有限公司；0.1mol/L氯化鈉、0.1 mol/L鹽酸和0.1mol/L谷氨酸鈉，購自法國Alpha.M.O.S公司。
2.2 主要儀器設(shè)備
2.3 樣品制備
        單一鮮味物質(zhì)濃度：按表2.2和2.3所列的濃度，準(zhǔn)確稱取不同量的谷氨酸鈉、天冬氨酸鈉、肌苷酸鈉、鳥苷酸鈉、腺苷酸鈉、胞苷酸鈉、鳥苷酸鈉和琥珀酸二鈉，溶液蒸餾水中攪拌溶解，待全部溶解后，轉(zhuǎn)移至100mL的容量瓶中，定容，配制成表中所示的濃度，備用。
       鮮味與酸、甜、苦和咸味相互作用的溶液配制：參考ISO3972:1991，假定0.08、0.34、1.00g/L分別代表鮮味的低、中、高濃度，將這三個濃度的谷氨酸鈉溶液添加到酸、甜、苦和咸所設(shè)的7個不同濃度的溶液中，對所配制的溶液進行電子舌檢測和感官評價分析。
2.4 電子舌分析方法
       本實驗采用法國Alpha M.O.S公司的ASTREE II電子舌系統(tǒng)，利用五味傳感器陣列對樣品進行分析。傳感器陣列包括酸(SRS)、咸(STS)、鮮(UMS)、甜(SWS)、苦(BRS)、復(fù)合傳感器1(SPS)、復(fù)合傳感器2(GPS)7根電化學(xué)傳感器和1根Ag/AgCl 參比電極組成，對五種基本味道進行分析檢測。
       為了保證檢測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，保證電子舌在測試前各項參數(shù)指標(biāo)達到最佳。在進行檢測之前需要對電子舌進行活化、校準(zhǔn)和診斷。首先進行被動活化，將盛有蒸餾水的電子舌專用燒杯放入自動進樣盤的1號位，手動控制將傳感器陣列浸于蒸餾水中，浸泡活化30 min；之后用Alpha M.O.S公司自帶的0.01 mol/L的NaCl（氯化鈉）、HCl（鹽酸）和MSG（谷氨酸鈉）溶液按設(shè)定的程序進行主動活化、校準(zhǔn)和診斷。將待測樣品溶液盛入電子舌專用燒杯中，采用待測樣品和蒸餾水交替的方式進行檢測。電子舌對樣品采集的最初幾次數(shù)據(jù)不穩(wěn)，傳感器響應(yīng)值有一定程度的上下波動。預(yù)實驗結(jié)果表明，檢測2-3 次后，傳感器的響應(yīng)值趨于穩(wěn)定。因此，每個樣品確定采集6次平行數(shù)據(jù)，取穩(wěn)定后的3次實驗數(shù)據(jù)。樣品檢測時間為10s，檢測溫度為室溫，利用電子舌自帶的數(shù)據(jù)處理軟件對味覺強度數(shù)據(jù)進行采集。
2.5 感官分析
       對15名小組成員進行為期一個月的味覺物質(zhì)的感官描述和分類的培訓(xùn)。所有成員都能很好地對風(fēng)味物質(zhì)進行評價和打分，不能識別和區(qū)分酸、甜、苦、咸和鮮種類和強度的小組成員將其剔除。受訓(xùn)后， 5男5女，共10人組成感官評價小組。感官測試在特定的實驗室中進行。評分采用10點制，0~2，味覺強度很弱（若有若無）；2~4，弱；4~6，中等；6~8，強；8~10，非常強。味覺強度的評分從0到10分，0代表某種味覺強度不存在，10分代表味覺強度高。感官評價時，樣品用編碼編號為了減少主觀因素造成的干擾，所有樣品均隨機呈現(xiàn)給感官品評員，重復(fù)3次，在整個品評過程中，一個樣品品評結(jié)束后，另一個樣品開始之前要用純凈水漱口。為了避免溫度差異，所有測試樣品于恒溫水浴鍋中保持45℃。
2.6 數(shù)據(jù)分析
       采用電子舌自帶的Astree統(tǒng)計分析軟件對味覺物質(zhì)電子舌采集數(shù)據(jù)進行主成分分析(PCA)和判別因子分析(DFA)的處理和分析，響應(yīng)值用宏處理器進行處理，味覺響應(yīng)值被轉(zhuǎn)換為0-12的相對響應(yīng)值。
（1）主成分分析法（PCA）
        PCA是一種基于變量協(xié)方差矩陣對信息進行處理、提取和壓縮的有效方法，它是一種分析、簡化數(shù)據(jù)集的技術(shù)，能將數(shù)據(jù)集由高維空間轉(zhuǎn)化到低維空間處理又能提供原有數(shù)據(jù)所包含的絕大部分信息。即主成分分析是通過數(shù)學(xué)變換的方法，選出少量方差較大的變量解釋大部分原始信息，這些新的變量即構(gòu)成主成分。
（2）判別因子分析法（DFA）
        DFA一種用來建立模型、識別未知樣品、對未知樣品進行歸類的一種的數(shù)理統(tǒng)計方法。通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，建立數(shù)據(jù)識別模型，使具有差異的不同類樣品數(shù)據(jù)間的距離盡可能擴大，同類樣品數(shù)據(jù)間的距離盡可能的縮小。
3 結(jié)果與討論
3.1 基于電子舌對不同濃度單一味覺鮮味物質(zhì)的檢測
        不同濃度梯度單一鮮味物質(zhì)的電子舌檢測結(jié)果如圖1所示。
         從圖2.1中可以看出，電子舌鮮味響應(yīng)值與濃度呈正相關(guān)的半對數(shù)關(guān)系，隨濃度的增加不同濃度梯度鮮味物質(zhì)的響應(yīng)值也相應(yīng)增加，這與Tian等的研究結(jié)果相一致。這8種鮮味物質(zhì)的曲線形狀和方程相似，但是曲線方程的系數(shù)各不相同，方程系數(shù)大小的順序為K5>K8>K7>K3>K4>K2>K6>K1，表明基于電子舌8種鮮味物質(zhì)的呈味性質(zhì)相似但又各具特點。
3.2 基于電子舌對相同濃度梯度的單一味覺鮮味物質(zhì)的檢測
        對8種不同的鮮味劑通過電子舌技術(shù)來檢測，將檢測所得數(shù)據(jù)進行主成分分析，結(jié)果見圖2.2。
        從圖2.2中可以看出，8種不同的鮮味劑能夠被很好的區(qū)分。PC1和PC2兩個主成分的貢獻率分別為86.18%、9.15%，累計方差貢獻率為95.33%。說明PC1和PC2包含了較大的樣品信息量，能很好的反應(yīng)樣品的信息，反應(yīng)了不同鮮味劑的差異。3次重復(fù)數(shù)據(jù)點可以清晰的聚成一個獨立的族群，說明PCA分析得到的實驗數(shù)據(jù)的重復(fù)性很好。所有樣品組內(nèi)離散度小，組間距離較大，DI為98，區(qū)分度較高。每種鮮味劑的兩個濃度在PC2上按低濃度在上，高濃度在下的順序排列。        從圖2.3上可以看出，樣品的組內(nèi)離散度比PCA中的更小，組間空間距離變大，樣品完全分開，2個判別因子總貢獻率為95.41%，區(qū)分效果較好。沿DF1軸線方向MSG主要分布在右半部分，而其他樣品主要分布在左半部分；沿DF2軸線方向，AMP、A、CMP、UMP和MSG2、3主要分布在上半部分，S、IMP、GMP和MSG1則主要分布在下半部分。表明電子舌結(jié)合DFA法可用于食用菌的定性分析。綜合比較圖2.2和圖2.3，在對不同樣品的區(qū)分上DFA的區(qū)分效果優(yōu)于PCA。
3.3 單一味覺鮮味物質(zhì)的感官評價結(jié)果
        感官評價員可以很容易地對不同濃度的單一鮮味物質(zhì)進行區(qū)分和鮮味強度的排序，鮮味強度隨著濃度的增大而增強。由于是對同一種物質(zhì)稀釋的不同濃度進行評價，而不是混合物，在一定程度上降低了感官評價的難度。相對于單一鮮味物質(zhì)的感官評價，兩種味覺相互作用的結(jié)果是復(fù)雜和難以預(yù)料的。
3.4 基于電子舌對鮮味物質(zhì)與酸、甜、苦、咸二元相互作用的分析
        將鮮味的代表物質(zhì)谷氨酸鈉分別與酸、甜、苦、咸4種味感物相互作用，進行分析在已給定的濃度范圍內(nèi)確定味感物質(zhì)相互作用的增強或抑制濃度區(qū)間。參考國標(biāo)ISO3972:1991，假定0.08，0.34，1.00分別代表鮮味物質(zhì)的低、中、高濃度。
3.4.1 鮮味物質(zhì)的添加對酸味強度的影響作用
        按表稱取一定量的酸與不同濃度的鮮味物質(zhì)相互混合配成100mL的溶液，待用。通過電子舌和感官評價兩種方法對鮮味和酸味的二元相互作用結(jié)果進行分析，結(jié)果見表2.4。
       從表2.4中可以看出，向不同濃度（0.13-0.6g/L）的酸味溶液中添加中、高濃度(0.34-1.00g/L)的鮮味物質(zhì)，電子舌檢測到的酸味強度都有一定程度的降低，即鮮味的添加對酸味具有緩沖作用。這與人的感官評價結(jié)果基本相一致，但其中向高濃度的酸味物質(zhì)中加入低濃度的鮮味物質(zhì)，人感官評價的酸味強度與未添加鮮味物質(zhì)的酸味強度相近。這可能是由于電子舌的感官比人類感官更敏感、人類感官易疲勞、誤差大等原因。
3.4.2 鮮味物質(zhì)的添加對甜味強度的影響作用
       按表稱取一定量的甜味物質(zhì)與不同濃度的鮮味物質(zhì)相互混合配成100mL的溶液，待用。通過電子舌和感官評價兩種方法對鮮味和甜味的二元相互作用結(jié)果進行分析，結(jié)果見表2.5。         從表2.5中可以看出，不同濃度梯度甜味溶液的電子舌響應(yīng)，隨著濃度的增大響應(yīng)值降低；低濃度的鮮味物質(zhì)加入不同濃度的甜味溶液中，電子舌檢測到的甜味強度都有一定程度的增強，濃度不同，甜味強度增強的程度也不相同，隨著甜味濃度的增加，甜味強度增大的趨勢變大。這與人為感官評價結(jié)果基本相一致；向不同濃度甜味溶液中加入中濃度的鮮味物質(zhì)，電子舌檢測到甜味強度增強，而感官評價結(jié)果，最初變化較小，隨著甜味濃度的增大，甜味強度增強，而后甜味濃度繼續(xù)增大，鮮味物質(zhì)的加入使甜味強度降低；高濃度鮮味物質(zhì)加入不同濃度的甜味溶液中，電子舌檢測到的甜味強度呈現(xiàn)降低的趨勢，感官評價的鮮味強度，加入到低濃度甜味溶液中，甜味強度呈增加的趨勢，隨著甜味濃度的增大，鮮味物質(zhì)加入后，甜味強度降低，表現(xiàn)為抑制作用。由于鮮味和甜味物質(zhì)的二元相互作用，結(jié)果較復(fù)雜，電子舌和感官評價結(jié)果并不完全一致，但中高濃度（0.08-0.34g/L）鮮味物質(zhì)的添加對中高濃度（0.94-4.32g/L）的甜味具有協(xié)同增強作用，可以提高甜味強度。
3.4.3 鮮味物質(zhì)的添加對苦味強度的影響作用
       按表稱取一定量的苦味物質(zhì)與不同濃度的鮮味物質(zhì)相互混合配成100mL的溶液，待用。通過電子舌和感官評價兩種方法對鮮味和苦味的二元相互作用結(jié)果進行分析，結(jié)果見表2.6。        從表2.6中可以看出，不同濃度梯度苦味溶液的電子舌響應(yīng)，隨著濃度的增大響應(yīng)值降低；低濃度的鮮味物質(zhì)加入不同濃度的苦味溶液中，電子舌檢測到的苦味味強度在一定程度上有所降低，濃度不同，苦味強度降低的程度也不同。人感官評價的苦味強度隨苦味溶液濃度的不同，而發(fā)生不同變化，呈現(xiàn)持平，降低，增強的復(fù)雜變化趨勢；中濃度鮮味物質(zhì)加入不同濃度的苦味溶液中，電子舌檢測到的苦味強度先變化不大，后苦味降低，而感官評價苦味強度，苦味強度呈現(xiàn)降低，持平，降低，的變化趨勢；高濃度鮮味物質(zhì)加入不同濃度的苦味溶液中，電子舌檢測到的苦味強度先降低后變化不明顯，感官評價的苦味強度先表現(xiàn)為降低，增強，降低，增強的復(fù)雜變化趨勢。
       由上述可知，中高濃度（0.34-1.00g/L）的鮮味物質(zhì)的添加對低濃度（0.001-0.003g/L）的苦味具有抑制作用，可以降低苦味強度，為苦味強度的掩蓋提供理論依據(jù)。
3.4.4 鮮味物質(zhì)的添加對咸味強度的影響作用
       按表稱取一定量的咸味物質(zhì)與不同濃度的鮮味物質(zhì)相互混合配成100mL的溶液，待用。通過電子舌和感官評價兩種方法對鮮味和咸味的二元相互作用結(jié)果進行分析，結(jié)果見表2.7。         從表2.7中可以看出，低濃度的鮮味物質(zhì)加入不同濃度的咸味溶液中，電子舌檢測到的咸味強度在一定程度上有所增強，濃度不同，咸味強度增大的程度也不同。人感官評價的咸味強度隨咸味溶液濃度的不同，而發(fā)生不同變化，呈現(xiàn)持平，增強的變化趨勢；中濃度鮮味物質(zhì)加入不同濃度的咸味溶液中，電子舌檢測到的咸味強度先降低，后增強，而感官評價咸味強度，咸味強度呈現(xiàn)降低，持平，降低，持平，而后增高的變化趨勢；高濃度鮮味物質(zhì)加入不同濃度的咸味溶液中，電子舌檢測到的咸味強度先降低后增強，感官評價的咸味強度先表現(xiàn)為持平，降低，持平，降低，在高濃度的咸味溶液中，隨著高濃度鮮味物質(zhì)的加入，咸味強度先增強后降低。
        由上述可知，低中濃度（0.08-0.34g/L）的鮮味物質(zhì)的添加對中高濃度（0.69-2.00g/L）的咸味具有協(xié)同增效作用，可以提高咸味強度，為低鹽調(diào)味品的研制提供理論依據(jù)。
4本章小結(jié)
        4.1基于電子舌探究8種不同濃度梯度的單一鮮味物質(zhì)的響應(yīng)變化規(guī)律，得出不同濃度梯度鮮味物質(zhì)的響應(yīng)值隨濃度的增加而增加，且鮮味響應(yīng)值與濃度呈正相關(guān)的半對數(shù)關(guān)系，8種鮮味物質(zhì)的曲線形狀和方程相似但不同，表明基于電子舌8種鮮味物質(zhì)呈味特性相似但又各具特點。
       4.2采用PCA和DFA兩種分析法對相同濃度梯度的8種鮮味物質(zhì)進行區(qū)分識別，8種不同的鮮味劑能夠被很好的區(qū)分。區(qū)分指數(shù)為98，區(qū)分度較高。
       4.3 通過電子舌技術(shù)和感官評價分析鮮味物質(zhì)與酸味、甜味、苦味、咸味4種味覺物質(zhì)的相互作用，其不同物質(zhì)二元相互作用結(jié)果較復(fù)雜，初步得出中、高濃度(0.34-1.00g/L)鮮味物質(zhì)的添加對低濃度（0.13-0.6g/L）酸味溶液具有緩沖作用，隨著鮮味物質(zhì)的加入，酸味強度降低；低中濃度（0.08-0.34g/L）鮮味物質(zhì)的添加對中高濃度（0.94-4.32g/L）
       甜味溶液具有協(xié)同增效作用，可以提高甜味強度，為少糖飲料的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)；中高濃度（0.34-1.00g/L）鮮味物質(zhì)的添加對低濃度（0.001-0.003 g/L）苦味溶液具有抑制作用，可以降低苦味強度，為食品中苦味的掩蓋提供理論依據(jù)；低中濃度（0.08-0.34g/L）鮮味物質(zhì)的添加對中高濃度（0.69-2.00 g/L）咸味溶液具有協(xié)同增效作用，可以提高咸味強度，為低鹽調(diào)味品的研制提供基礎(chǔ)。
        來源：中外香精香料第一資訊 轉(zhuǎn)載請注明來源。
        參考文獻
        Kai Wang,Haining Zhuang,Fangling Bing,Da Chen,Tao Feng,Zhimin Xu.evaluation of eight kinds of flavor enhancer of umami taste by an electronic tongue.Food Science and Nutrition,9(4):2095-2104.
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