CN102323385A - 一种挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法。即首先以TEDLAR?袋收集制备含有挥发性风味物质单体的样品，再以筛选出的嗅辨员作为感官评定小组，采用ASTME-679中的三点强制选择法，让筛选后的嗅辨员对风味物质单体的稀释倍数进行确定，然后根据阈值的计算公式，以该物质在样品袋中的浓度/该物质的稀释倍数即为该物质的嗅觉阈值。本发明的嗅觉阈值测定方法，可有效地提高食品挥发性风味物质嗅觉阈值客观测定结果的准确性，为人工感官嗅辨提供比较客观准确的参考依据，为逐步将人工智能机器应用到食品风味物质嗅觉特征的鉴别领域奠定基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法及其应用，属食品检测分析技术领域。
背景技术
要评价食品的风味，则需首先了解阈值的概念,人们把开始闻不到香气时风味物质的最小浓度作为表示风味物质香气强度的量值，叫作阈值（单位g/m3)。嗅觉阈值有察觉阈值(也叫做绝对阈值)和识别阈值两种。对某一化合物而言，嗅觉阈值是指能把它与纯空气区别开来的在空气中的最低浓度，是通过人的感官检验得到的，是检查食品中众多香味成分的呈香、呈味的最低浓度，阈值越低的成分其呈香、呈味作用越大。例如，酒中香味物质的呈香强弱，不完全受含量多少所支配，也受阈值方面支配。某些物质含量虽高但阈值也高，但其香味成分并不一定处于支配地位；某些物质含量虽微但阈值很低，反而会呈现出强烈的气味。
香味成分的香味强弱程度称为香气强度，又称呈香单位，其与含量与阈值的关系如下：
U=F/T
式中：U——香味成分的香气强度(呈香单位)；
F——香味成分的浓度(
g/L)；
T——香味成分的香味阈值(
g/L)。
从上式可以看出，在香味成分浓度F不变的情况下，阈值T越低，呈香单位U越大，即香气强度越大；阈值T越高，呈香单位U越小，即香气强度越小。浓度是通过化学分析或仪器分析得到的，阈值是通过感官品评测定出来的，在同样的浓度下，阈值小的香味成分其香气强度大，阈值大的香味成分其香气强度小。
Guadagni等(1963)介绍的方法是取五个50mL茶色杯，每杯加双蒸水20mL。一定浓度的吡嗪样品随机加到其中两杯中，嗅辨要求评出哪杯含有气味物质。如果嗅辨员选择两种溶液样的嗅辨结果是正确的，再把样品冲稀到原来的1/10，重复一次，得气味阈值。最后的正确结论是嗅辨员组的平均值。嗅辨员组由6到7名经挑选的男性实验员组成，年龄从20到30岁、平均26岁。他们都经过三年以上芳香配料的培训和操作，都具有敏感可靠的嗅觉，由这些嗅辨员决定风味或芳香化合物的阈值。嗅辨员试验确定阈值之前，描述吡嗪的气味用含1 ppm的水溶液来分析。
Shuso和Masahiro用限量试验的上行法测定啤酒中顺式-3-壬烯醛的风味阈值。取瓶装贮藏鲜啤酒作对照试验。顺式-3-壬烯醛从0.1
-3.2μg/L以6种浓度系列添加于啤酒样品，于5℃贮藏3天。在保存期内每天测定添加的顺式-3-壬烯醛，以便获得味阈值的最佳评价。所有感官评价试验均由6位自技术中心选拔的专门的小组成员进行。每次试验，由几组6个三点法得到判断，三点法由两个对照物和一个添加顺式-3-壬烯醛的样品构成。因为专门小组成员区别样品间的能力依其对混合物的通晓程度而定，所以对专门小组反复提供样品，直到总阈值不再减少为止。
李华等通过对不同性别、不同地区品酒员嗅觉阈值的测定发现：女性对乙酸异戊酯、乙醛、乙酸乙酯的嗅觉敏感程度均高于男性，而对异丁醇的敏感程度略低于男性；山东、华北地区的品酒员嗅觉灵敏度是乙醛>乙酸乙酯>异丁醇>乙酸异戊酯，西北地区品酒员嗅觉敏感度是异丁醇>乙酸乙酯>乙醛>乙酸异戊酯，东北和其他地区品酒员嗅觉敏感程度是乙醛>乙酸乙酯>乙酸异戊酯>异丁醇。
从以上研究中，不难发现，传统的稀释法和嗅闻法不仅耗时，耗力，而且，在测定结果上具有很大地主观性，不具有科学上的统计学意义和准确的特点。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的问题而提供一种挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法。即是利用AC’Scent动态稀释嗅辨仪实现对挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法，为建立动态稀释嗅辨仪对挥发性风味物质的嗅觉阈值测定标准奠定基础。
本发明首先以TEDLAR®袋收集制备含有挥发性风味物质单体的样品袋，再以筛选出的嗅辨员作为感官评定小组，采用ASTM
E-679中的三点强制选择法，让筛选后的嗅辨员对风味物质单体的稀释倍数进行确定，然后根据阈值的计算公式，以该物质在样品袋中的浓度/该物质的稀释倍数即为该物质的嗅觉阈值，所测定的嗅觉阈值的单位为ppb，即
g/L。
一种挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法，包括如下步骤：
（1）、TEDLAR®袋收集制备含有挥发性风味物质单体的样品袋
在样品袋中首先充入AC’Scent
嗅辨仪中的气流速度为15~20L/min的零级空气，冲入时间为20~40s；
取待测样品5~15
L注射入样品袋中，密封，室温放置4-5小时，使样品袋中的样品与空气达到平衡状态；
（2）、感官评定小组中嗅辨员的筛选
以正丁醇作为标准，经10~30次测试，对正丁醇的识别阈值(Detection
threshold)在20-80ppb之间的嗅辨员，确定为感官评定小组；
所述的感官评定小组中的嗅辨员优选为6-10人；
（3）、挥发性风味物质稀释倍数的测定
利用AC'Scent 动态风味稀释嗅辨仪，采用ASTM
E-679中的三点强制选择法，即3-AFC，让筛选后感官评定小组的嗅辨员对检测到各种风味物质单体的稀释倍数进行测定，挥发性风味物质稀释倍数=
；
其中D1、D2均为系统设定值，D1为嗅辨员未能嗅辨出风味物质气味的最小稀释倍数；D2为嗅辨员能嗅辨出风味物质气味的最大稀释倍数；
(4)、挥发性风味物质嗅觉阈值的计算
挥发性风味物质嗅觉阈值=质量浓度/稀释倍数
其中，所述的质量浓度为挥发性风味物质在样品袋中的质量浓度，其单位为
g/L，亦即ppb，所述的稀释倍数即为步骤(3)中所测定。
本发明的有益效果
本发明为一种基于AC’Scent动态稀释嗅辨仪的食品挥发性风味物质的嗅觉阈值检测技术，是将人工智能机器应用到食品风味物质嗅觉辨别上的一次全新尝试，其目的和意义在于可以比较有效地提高食品挥发性风味物质嗅觉阈值客观测定结果的准确性，为人工感官嗅辨提供比较客观准确的参考依据，为逐步将人工智能机器应用到食品风味物质嗅觉特征的鉴别领域奠定基础。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明所用的仪器：
AC’Scent动态稀释嗅辨仪，TEDLAR®袋，购于St.Croix sensory,Inc.产地Lake
Elmo,Minnesota,USA。
本发明所用的气质分析所用的仪器为安捷伦气相色谱仪，型号为6890N，生产厂家为安捷伦科技有限公司。
实施例中所用的黄酒为浙江嘉善黄酒股份有限公司生产的500mL的成品。
本发明所用的其他试剂，如正丁醇等，均为500mL的分析纯，生产厂家为上海国药集团化学试剂有限公司。
所述的ASTM E-679中的三点强制选择法参照GBT
22366-2008及GBT 16291-1996，。
实施例
1
黄酒中关键挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法，包括如下步骤：
(1) 、TEDLAR®袋收集制备含有挥发性风味物质单体的样品袋
在样品袋中首先充入AC’Scent
嗅辨仪中的气流速度为15～20L/min的零级空气，冲入时间为20～40s；
取待测样品5～15
L注射入样品袋中，密封，室温放置4～5小时，使样品袋中的样品与空气达到平衡状态；
（ 2 ）、感官评定小组中嗅辨员的筛选
利用ASTM E-679中的三点强制选择法，其具体方法见GBT
22366-2008及GBT 16291-1996，以正丁醇作为标准，对嗅辨员进行筛选。
参加嗅辨员筛选的人数共有20人，男女各占一半，分批对其进行筛选，所得部分结果如表1，表1是以六位嗅辨员为小组进行筛选后所得的结果，从表1中可以看出此六人的觉察平均值为2.30，标准偏差为0.79，即㏒D值在2.30±0.79范围内的嗅辨员（020、008和015）满足嗅辨要求，由此类推进行筛选，最后确定一个10人左右的感官评定小组；
表1、以正丁醇对六位嗅辨员进行筛选的对照表
（
3
）、挥发性风味物质稀释倍数的测定
利用AC'Scent 动态风味稀释嗅辨仪，采用ASTM E-679中的三点强制选择法，即3-AFC，具体操作步骤参照GBT
22366-2008，让筛选后的嗅辨员对黄酒中检测到各种风味物质单体的稀释倍数进行测定；
挥发性风味物质稀释倍数=物质稀释倍数=
；
其中D1、D2均为系统设定值，D1为嗅辨员未能嗅辨出风味物质气味的最小稀释倍数；D2为嗅辨员能嗅辨出风味物质气味的最大稀释倍数。
、挥发性风味物质嗅觉阈值的计算
计算出各风味物质单体的阈值，阈值的计算公式如下：
挥发性风味物质嗅觉阈值=质量浓度/稀释倍数
结果见表2：
表2、黄酒中主要风味物质嗅辨阈值的计算结果
| 挥发性风味物质 | 质量浓度ug/L | 察觉稀释倍数 （D） | 识别稀释倍数（R） | 觉察阈值DT ug/L | 识别阈值RT ug/L |
| 异丁酸 | 1000 | 561 | 445 | 1.7825 | 2.2471 |
| 异丁醇 | 852.63 | 2000 | 1414 | 0.4263 | 0.603 |
| 苯甲醛 | 1096.316 | 1414 | 891 | 0.7753 | 1.2303 |
| 乙酸乙酯 | 943.158 | 501 | 354 | 1.8826 | 2.6642 |
| 己酸 | 978.88 | 281 | 117 | 3.4836 | 8.3665 |
| 正丁醇 | 852.61 | 200 | 126 | 4.26305 | 6.7667 |
| 丁酸乙酯 | 918.924 | 891 | 445 | 1.03136 | 2.065 |
| 乙酸 | 570.775 | 4000 | 1866 | 0.1427 | 0.306 |
| 糠醛 | 1221.0156 | 2000 | 1122 | 0.6105 | 1.0088 |
| 己酸乙酯 | 915.7335 | 2000 | 1122 | 0.4579 | 0.8162 |
| 苯乙醇 | 1072.6526 | 1260 | 707 | 0.8513 | 1.5172 |
实施例
2
一种挥发性风味物质嗅觉阈值测定方法在黄酒中的风味物质测定后所得结果进行应用于不同酒龄黄酒中香味强度的感官评判
不同酒龄黄酒中挥发性风味物质相对含量的测定
取等量不同酒龄的黄酒，加入2×10-5μL仲辛醇作为内标物，在最优条件，即运用PA萃取头，在45℃萃取温度下萃取40min，进样解析4min下用气相色谱仪进行气质分析，即对黄酒中的风味物质成分进行了定性分析，共鉴定出了40种风味物质，其中17种酯类，4种醛类，10种醇类，6种酸类，1种酮类，1种酚类，2种内酯类物质。具体见表3：
表3、不同酒龄黄酒部分风味物质相对含量
注：表3中黄酒中各风味物质的相对含量是由内标仲辛醇的含量计算；
计算方法：先将待测组分的纯物质即表3中的挥发性风味物质配成不同浓度梯度的标准水溶液，分别取一定量的标准水溶液，加入相同量的内标物，混合后利用优化的实验条件，即运用PA萃取头，在45℃萃取温度下萃取40min，进样解析4min，在气相色谱仪上进样分析，测出待测组分的峰面积(As)和内标物的峰面积(Ai)，以As/Ai为纵坐标，以标准水溶液的浓度为横坐标作图，绘制内标标准曲线，回归得标准曲线的公式。
分析待测试样，取与上述的标准溶液相同量的黄酒和内标物，测出峰面积比，由标准曲线的公式即可计算出黄酒中各挥发性风味物质的相对含量。
不同酒龄黄酒中挥发性风味物质香气强度的计算，结合表2与表3，按香味成分香气强度的公式：
U=F/RT
式中：U——香味成分的香气强度(呈香位)；
F——香味成分的浓度，即相对含量(mg/L)；
RT——香味成分的香味识别阈值(mg/L)。
计算可得表4：
表4、不同年龄黄酒的香气强度计算结果
从表4不同酒龄黄酒的香气强度计算结果可以看出：
和酒三年陈香气强度：异丁醇﹥苯乙醇﹥乙酸﹥乙酸乙酯﹥苯甲醛﹥糠醛﹥己酸乙酯﹥异丁酸﹥正丁醇﹥己酸﹥丁酸乙酯，从排序可以看出，在和酒三年陈中异丁醇对其香气贡献最大，其次为苯乙醇。
金色年华五年陈香气强度：苯乙醇﹥异丁醇﹥乙酸乙酯﹥苯甲醛﹥乙酸﹥糠醛﹥己酸乙酯﹥丁酸乙酯﹥异丁酸﹥己酸﹥正丁醇，从排序可以看出，在金色年华五年陈中苯乙醇对其香气贡献最大，其次为异丁醇。
金色年华八年陈香气强度：苯乙醇﹥异丁醇﹥乙酸﹥苯甲醛﹥乙酸乙酯﹥糠醛﹥己酸乙酯﹥正丁醇﹥异丁酸﹥丁酸乙酯﹥己酸，从排序可以看出，在金色年华五年陈中苯乙醇对其香气贡献最大，其次为异丁醇。
从以上结论可以推算：关键的呈香物质不完全是与其物质的含量成正比的，而是可能与其香气强度呈正相关关系。
通过上述的实施例1中黄酒中挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法所得的结果应用于感官评判不同酒龄黄酒的香气强度，结果表明本发明的测定方法为有效地提高食品挥发性风味物质嗅觉阈值客观测定结果的准确性，为人工感官嗅辨提供比较客观准确的参考依据，为逐步将人工智能机器应用到食品风味物质嗅觉特征的鉴别领域奠定基础。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）、用TEDLAR®袋收集制备含有挥发性风味物质单体的样品袋
在样品袋中首先充入AC’Scent 嗅辨仪中的气流速度为15～20L/min的零级空气，冲入时间为20～40s；
取待测样品5～15
注射入样品袋中，密封，室温放置4-5小时，使样品袋中的样品与空气达到平衡状态；
（2）、感官评定小组中嗅辨员的筛选
以正丁醇作为标准，经10～30次测试，对正丁醇的识别阈值在20-80ppb之间的嗅辨员，确定为感官评定小组；
（3）、挥发性风味物质稀释倍数的测定
利用AC'Scent 动态风味稀释嗅辨仪，采用ASTM E-679中的三点强制选择法，即3-AFC，让筛选后感官评定小组的嗅辨员对检测到各种风味物质单体的稀释倍数进行测定，挥发性风味物质稀释倍数=
；
其中D1、D2均为系统设定值，D1为嗅辨员未能嗅辨出风味物质气味的最小稀释倍数；D2为嗅辨员能嗅辨出风味物质气味的最大稀释倍数；
(4)、挥发性风味物质嗅觉阈值的计算
挥发性风味物质嗅觉阈值=质量浓度/稀释倍数
其中，所述的质量浓度为挥发性风味物质在样品袋中的质量浓度，其单位为
g/L；
所述的稀释倍数即为步骤(3)中所测定。
2.如权利要求1所述的一种挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法，其特征在于步骤（2）中所述的感官评定小组中的嗅辨员为6-10人。
3.如权利要求1或2所述的一种挥发性风味物质嗅觉阈值的测定方法在黄酒中的应用。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120118 |