丁楠

锦州医科大学食品科学与工程学院（锦州 121001）

随着肉类产量增加，肉制品品种和数量也不断增加。灌肠制品作为一种肉制品，越来越受到消费者青睐，这些灌肠制品中会或多或少地添加亚硝酸盐来提高它的色泽、风味和稳定性，消费者对食品安全的关注度日趋重视，找到亚硝酸盐替代物成了当务之急[1-3]。试验提取的亚硝基血红蛋白，以新鲜牛血液为原料，用于肉制品中起到发色作用，将其应用于灌肠制品中，可以替代亚硝酸盐作为理想的肉制品发色剂，同时还可以降低肉制品中亚硝酸钠的残留量[4-5]。对于自制灌肠，产品的货架期尤为重要。但是，传统理化指标的检测，需要对样本进行预处理，检测过程比较繁琐，也会对样本进行破坏，因此建立电子鼻检测自制灌肠的货架期来判断其品质具有可行性。

电子鼻技术是代替人类鼻子进行检测的一种电子系统，主要通过内置传感器阵列对各种不同种类挥发性气味的特定响应来获取样本信息[6]。因其简单、快速、准确，越来越受到人们的关注。近年来，电子鼻技术在水果的保鲜、乳制品掺假、肉制品及海产品的新鲜度等方面有广泛的应用[7-8]。试验通过感官、理化指标分析和电子鼻检测技术预测灌肠制品的货架期，研究结果显示，电子鼻检测技术与常规理化指标分析结果基本一致，为灌肠产品的货架期提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

原料肉1 000 g（瘦肉与肥肉质量比7∶3），食盐20 g，白砂糖50 g，亚硝基血红蛋白5 g，异抗坏血酸钠0.4 g，α-生育酚0.2 g，淀粉50 g，水250 g。

1.2 试验方法

1.2.1 感官评定

将灌肠切成5 cm厚的块状，选10名感官评定者进行评定。分别对样品的色泽、质构、口感、风味打分，最高分为10分，最低分为0分。所有评定分去掉一个最高分和一个最低分，计算其平均值。利用加权法计算总分来评定优劣[4]。

1.2.2 挥发性盐基氮（TVB-N）的测定

按GB 5009.228—2016《食品中挥发性盐基氮的测定》进行。

1.2.3 电子鼻检测

将自制灌肠在超净工作台上取出，准确称取10 g灌肠，一个样品装入250 mL烧杯中，用保鲜膜封口，放置20 min，用电子鼻检测灌肠的挥发性气味。其余样品分别放入4 ℃冰箱、20 ℃恒温培养箱中进行保存2，4，6，8，10和12 d，待测。为了保证数据的稳定性和准确度，清洗时间设定为120 s，自动调零时间10 s，样品间隔1 s，检测时间80 s，选取测定过程中趋于稳定的60～62 s进行数据分析。PEN3电子鼻的标准传感器性能见表1[9]。

1.2.4 数据分析

采用的分析方法有主成分分析（PCA）法、线性判别（LDA）法和载荷分析（Loadings）法[10]。直接使用PEN3电子鼻自带软件进行数据分析。

表1 电子鼻PEN3的标准传感器阵列

2 结果与分析

2.1 灌肠感官评价

邀请10名感官评定者对4组灌肠从色泽、质构、口感、风味4个方面进行打分，结果见表2。

从表2可以看出，感官评分主要从色泽、质构、口感、风味4方面评分，4 ℃和20 ℃这2组灌肠都随着时间的延长感官评分逐渐降低，其中20 ℃条件下灌肠在贮藏4 d后品质下降较快，在6 d后口感和风味明显下降，无法食用。4 ℃条件下的灌肠品质变化较慢，在第8天后口感和风味变化明显，在10 d后灌肠有刺激性气味，腐败变质明显。

表2 感官评定结果

2.2 TVB-N的测定

根据国家标准规定，肉制品中TVB-N值含量不得超过15 mg/100 g。从图1可以看出，随着时间延长，2组灌肠的TVB-N值都呈上升趋势。20 ℃条件下的灌肠腐败程度略高于4 ℃的灌肠，低温对肉制品的腐败变质有一定影响，4 ℃灌肠在贮藏8 d后不再符合国标要求。

2.3 灌肠的主成分分析（PCA）

PCA是对电子鼻的10根传感器指标所得数据的转换和降维，并对降维后少数可代表灌肠样品的特征向量进行线性分类，通过散点图得出数据间的相互关系[11]。从图2的2个主轴PC1和PC2得出，在4 ℃条件下保存的灌肠，贮藏期间第一主成分贡献率为76.27%，第二主成分贡献率为12.14%，总贡献率为88.41%，第一主成分贡献率对灌肠的货架期起主要作用。从第0～第8天灌肠的挥发性气味主要呈集中趋势，其中第0～第4天有部分重叠区域，第10天开始挥发性气味距离前8 d较远，有腐败变质情况发生。

图1 不同时间TVB-N变化情况

图2 灌肠在4 ℃贮藏条件下PCA分析图

从图3的PCA分析图中可以看出，20 ℃条件下的灌肠，贮藏期间第一主成分贡献率为66.84%，第二主成分贡献率为13.91%，总贡献率为80.75%。贮藏前第0～第6天呈集中趋势，难以区分，第8，第10和第12天有相应交叉，且呈现离散状态，开始进入腐败变质阶段。要想知道灌肠挥发性成分的变化趋势，需要利用LDA分析方式进一步分析。

图3 灌肠在20 ℃贮藏条件下PCA分析图

2.4 灌肠的线性判别法分析（LDA）

LDA是将所获取的信息数据，投影到维度更低的空间，得到具有相同类别的点，这种方法可以用来区分样品的类别[12]。如图4和图5所示，4 ℃灌肠判别式LD1的贡献率为67.03%，判别式LD2的贡献率为23.26%，总贡献率为90.29%；20 ℃灌肠判别式LD1的贡献率为75.22%，判别式LD2的贡献率为17.86%，总贡献率为93.08%。LDA分析方法主要是侧重挥发性气味的速率变化，随着时间延长，样本点离标准的距离越远，其关联性就越小。从LDA分析图中可以看出，4 ℃条件下储藏的灌肠第0～第8天的样本点比较接近并有部分重叠，说明挥发性气味相似，而从第10天开始距离第0天的样本点较远，说明气味发生变化，结合理化指标的检测说明灌肠已经腐败变质。20 ℃灌肠在0～4 d内样本点接近，挥发气味一致，从第6天开始腐败速度明显增加，这是因为温度升高，有利于微生物生长，加速杂菌对蛋白质分解，导致产品的腐败变质，这与理化指标的检测结果相符。

图4 灌肠在4 ℃贮藏条件下LDA分析图

图5 灌肠在20 ℃贮藏条件下LDA分析图

2.5 载荷分析法（Loadings）分析

Loadings主要是对电子鼻的传感器进行研究，它可以确认各个传感器对样品区分的相对重要性。传感器的负载参数越偏离0，说明传感器在模式识别中发挥作用越大，反之，越接近0，说明传感器在模式识别中发挥作用越小[13]。从图6可以看出，传感器3，5，4，10在模式识别中发挥的作用较大，其他传感器发挥的作用较小。

图6 灌肠产品的Loadings分析

3 结论

试验表明，电子鼻技术可以客观、准确、快捷地进行气味的分析。利用电子鼻技术能够较好地反映灌肠产品的货架期，灌肠在4 ℃条件下保存8 d开始发生变质，20 ℃的灌肠发生变质速度快，4 d后品质明显下降。与感官分析以及挥发性盐基氮的分析结果相同。采用电子鼻系统中的PCA、LDA都能很好区分不同时间、不同温度的灌肠产品；利用Loadings分析可以得出，传感器3，5，4，10在模式识别中发挥的作用较大，在灌肠货架期分析上起主要作用。因此，利用电子鼻来检测灌肠产品的货架期是可行的。