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检测植物油风味变化的方法

文献发布时间:2024-04-18 20:01:23


检测植物油风味变化的方法

技术领域

本申请涉及油脂检测技术领域,特别是涉及一种检测植物油风味变化的方法。

背景技术

植物油是以富含油脂的植物种仁为原料,对种仁进行一定预处理后,采用机械压榨或溶剂浸出法提取其中油脂,再经一定后续工序处理获得的。食用植物油的香气风味是其最重要的特征标志,亦是其深受广大消费者喜爱的主要原因之一。

在植物油的储存过程中,一些保存方式可能使油脂出现氧化酸败进而产生一些具有刺激性气味的挥发性物质,同时,在不同加工处理下产生的香味化合物也可能出现不等程度的挥发流失,最终致使植物油出现香型变差、风味强度下降、甚至异味的不良情况,严重影响产品质量。上述不良情况往往都是在相对较长时间后出现,因此,在检验产品风味保质期,以及针对这些不良情况进行风味物质分析进而对保存或加工方式进行优化验证时,往往需要浪费大量的时间成本,并且缺乏有效的分析手段。

发明内容

基于此,本申请提供一种检测植物油风味变化的方法,加速模拟植物油储存期风味变化,使植物油风味发生变化所需的存放周期缩减4-16倍。

本申请提供了一种检测植物油风味变化的方法,包括如下步骤:

将植物油置于加速模拟环境中储存制得加速样品,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用方法测定所述加速样品中挥发性成分;

将所述挥发性成分的质谱图与谱图数据库比对以进行定性分析,选取匹配度≥70%的挥发性成分分别进行定量分析,分别确定所选取的挥发性成分的相对百分含量;

获取所选取的挥发性成分的香气阈值,基于所选取的挥发性成分的香气阈值及所选取的挥发性成分的相对含量,确定所选取的挥发性成分的相对香气活度值;

基于所选取的挥发性成分的相对香气活度值确定所述加速样品的香味主要贡献物质;

对采用不同加速模拟环境制得的不同加速样品分别进行上述各步骤,确定各加速样品的香味主要贡献物质;

对各加速样品香味主要贡献物质的相对香气活度值进行分析,以确定所述植物油香味主要贡献物质组成及其含量占比变化对所述植物油风味的影响。

在一些实施例中,所述将植物油置于加速模拟环境中储存制得加速样品的步骤包括:

将植物油置于30℃-60℃的环境中储存10天-6个月制得加速样品。

在一些实施例中,所述顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用方法包括下述条件中的至少一项:

(1)采用的内标物包括乙酸丁酯、苯甲酸苯酯、2-甲基-3-庚酮和4-壬醇中的一种或多种;

(2)采用的气相色谱条件包括:以5%苯基-95%二甲基聚硅氧烷为固定相的毛细管柱;入口温度为250℃;载气为氦气,流量为1mL/min;加热程序:初始温度40℃并保持3min,然后以10℃/min的加热速度加热至240℃,保持10min;

(3)采用的质谱条件包括:电子轰击离子源,电子轰击能量为70eV,离子源温度为230℃;接口温度为250℃,离子扫描范围为50m/z-500m/z。

在一些实施例中,所述相对香气活度值采用下述公式进行计算:

式中,ROAV

在一些实施例中,筛选相对香气活度值≥1的挥发性成分作为所述加速样品的香味主要贡献物质。

在一些实施例中,采用主成分分析法对各加速样品香味主要贡献物质的相对香气活度值进行分析,确定所述香味主要贡献物质对应的主成分贡献率、因子载荷值和主成分得分,进而确定所述植物油香味主要贡献物质组成及其含量占比变化对所述植物油风味的影响。

在一些实施例中,所述方法还包括:

对所述香味主要贡献物质对应的主成分贡献率、因子载荷值和主成分得分作进一步分析,以对不同风味样品进行区分。

在一些实施例中,所述方法还包括:

分别对不同加速样品进行香气变化鉴评,将不同加速样品香味主要贡献物质的相对香气活度值的分析结果与鉴评结果进行对比分析,验证所述植物油香味主要贡献物质组成及其含量占比变化对所述植物油风味的影响。

在一些实施例中,所述香气变化鉴评包括:

将不同加速样品的风味分别拆分成多种香型和异味,并以分值对香型的强度进行打分表征。

在一些实施例中,所述香型包括烤香、甜香、水果香、酸香、木质香、糊香、熏香、菜香、酒香、脂肪味、乳制品味和特征香气中的一种或多种;所述特征香气为榨油原料的特征气味;所述异味包括哈败味、化学试剂味、辛辣味、生青味、豆腥味和鱼腥味中的一种或多种。

上述提供的检测植物油风味变化的方法,至少具有如下所述的技术效果:

(1)提供了一种加速模拟植物油储存期风味变化的方法,使用该方法对植物油储存期风味变化进行测量时,可节省大量时间成本。

(2)采用本申请的检测及分析方法,能够大幅度减少非香味主要贡献物质也会被列入香味主要贡献物质的可能性,能够从几十种挥发性成分中筛选出多种香味主要贡献物质。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案、更完整地理解本申请及其有益效果,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对本领域技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1-3和对比例1-4中植物油香味主要贡献物质的因子载荷值和主成分得分图。

具体实施方式

为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请中,以开放式描述的技术特征中,包括所列举特征组成的封闭式技术方案,也包括包含所列举特征的开放式技术方案。

本申请中,涉及到数值区间,如无特别说明,上述数值区间内视为连续,且包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地,当范围是指整数时,包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特性时,可以合并该范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

本文仅具体地公开了一些数值范围。然而,任意下限可以与任意上限组合形成未明确记载的范围;以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围,同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外,每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

本申请中的温度参数,如无特别限定,既允许为恒温处理,也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。

在发明的描述中,“多种”的含义是至少两种,例如两种,三种等,除非另有明确具体的限定。

如果没有特别的说明,本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。如果没有特别的说明,本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明,本申请的所有步骤可以顺序进行,也可以随机进行,优选是顺序进行的。

在植物油储存过程中,或者在植物油不同加工处理下产生的香味化合物也可能出现不同程度的挥发流失,均会影响产品质量。在检验产品风味保质期,以及针对这些不良情况进行风味物质分析进而对保存或加工方式进行优化验证时,往往需要浪费大量的时间成本,并且缺乏有效的分析手段。

相关技术中主要采用顶空固相微萃取法(HS-SPEM)结合气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对植物油的风味化合物进行检测。在一般GC-MS结果分析时,惯用上述大类物质的相对面积百分比变化来作为风味变化指标,许多并非香味的主要贡献物质也会被列入到主要贡献物质中,使得出的结论缺乏针对性。此外,难以对不同样品间的挥发性成分进行综合性差异分析。

目前,相关技术中还缺少鉴评实验设计的方法,无法验证化合物组成及含量占比变化对植物油风味变化的表征效果,最终也无法为植物油目标香型的获取及保存方式的优化提供可靠依据。

基于上述问题,本申请在检测植物油风味变化时,采用加速模拟的方式缩短植物油风味变化存放周期,再在顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPEM-GC-MS)检测分析的基础上引入了OT、ROAV等参数,比起现有技术中的面积归一化法,能够从大量挥发性组分中筛选出香味主要贡献物质;并通过对不同加速样品的数据进行分析,实现综合性地对不同样品间的挥发性成分差异进行对比。

本申请提供了一种检测植物油风味变化的方法,包括如下步骤:将植物油置于加速模拟环境中储存制得加速样品,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用方法测定所述加速样品中挥发性成分;将所述挥发性成分的质谱图与谱图数据库比对以进行定性分析,选取匹配度≥70%的挥发性成分分别进行定量分析,分别确定所选取的挥发性成分的相对百分含量;获取所选取的挥发性成分的香气阈值,基于所选取的挥发性成分的香气阈值及所选取的挥发性成分的相对含量,确定所选取的挥发性成分的相对香气活度值;基于所选取的挥发性成分的相对香气活度值确定所述加速样品的香味主要贡献物质;对采用不同加速模拟环境制得的不同加速样品分别进行上述各步骤,确定各加速样品的香味主要贡献物质;对各加速样品香味主要贡献物质的相对香气活度值进行分析,以确定所述植物油香味主要贡献物质组成及其含量占比变化对所述植物油风味的影响。

需要说明的是,本申请提及的谱图数据库是指NIST标准数据库。

需要说明的是,加速模拟环境是指比常温存放环境温度高的模拟环境,以加速植物油风味的变化,缩短植物油风味发生变化所需的存放周期。将植物油置于加速模拟环境时,存放对应的时间后,可得风味变化几乎与常温存放一定时间后的风味变化相同的加速样品。

“不同加速模拟环境”是指具有不同加速温度的模拟环境。“采用不同加速模拟环境制得的不同加速样品”是指将植物油置于不同加速温度下,存放不同时间后制得的不同加速样品。

本申请技术人员检测植物油风味变化时,为了缩减植物油存储时间,根据Van’tHoff方程推测模拟油脂储存变化。Van’t Hoff方程为温度与反应速度的关系:k(T+10)/k(T)=2~4,式中:k为反应速度常数;T为温度。根据Van’t Hoff方程,得到温度与储存期变化系数的经验关系如表1所示。

表1

由表1可知,60℃时的储存期变化系数为20℃时的储存期变化系数的16倍,50℃时的储存期变化系数为20℃时的储存期变化系数为的8倍;对应60℃时存储度1天相当于20℃时存储16天,同理40℃时存储1天相当于20℃时存储4天。因此,通过将植物油在加速模拟环境中储存可节省大量时间成本。

挥发性成分对香气的贡献由其含量和香气阈值(OT)共同决定,某些含量高且香气阈值高的组分不一定对总体风味起重要作用;相反,某些组分含量较低且香气阈值低的组分可能对总体风味发挥关键作用。可直接通过计算每种挥发性成分的相对百分含量与香气阈值的比值来找出最大风味贡献的挥发性成分,随后通过与最大风味贡献的挥发性成分进行对比,得出每个挥发性成分的ROAV,其中,挥发性成分的香气阈值及香气特征通过查阅相关文献资料来确定。ROAV越大则表明该挥发性成分对样品的风味贡献度越高,样品中最大风味贡献挥发性成分的ROAV为100。其中,ROAV按如下方式进行计算:

式中,ROAV

可理解地,本申请进行植物油风味变化的检测时,提供了一种加速模拟植物油储存期风味变化的方法,使用该方法对植物油储存期风味变化进行测量时,节省大量时间成本,甚至可使植物油风味变化所需的存放周期缩减4-16倍。并且采用本申请的检测及分析方法,能够大幅度减少非香味主要贡献物质也会被列入香味主要贡献物质的可能性,能够从几十种挥发性成分中筛选出多种香味主要贡献物质。

在一些实施方式中,将植物油置于加速模拟环境中储存制得加速样品的步骤包括:将植物油置于30℃-60℃的环境中储存10天-6个月制得加速样品。

制备加速样品时采用的温度为30℃-60℃;例如可以为但不限定于30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃或者上述任意两个温度之间的范围。储存时间为10天-6个月;例如可以为但不限定于10天、20天、1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月或者上述任意两个时间之间的范围。需要说明的是,采用不同加速模拟环境制备不同加速样品时,为了得到近乎相同的加速效果,可根据不同温度时对应的储存期变化系数,确定不同温度时对应的存储时间。

作为示例,可采用烘箱进行加速样品制备。

在一些实施方式中,进行顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用测定时,采用的内标物包括乙酸丁酯、苯甲酸苯酯、2-甲基-3-庚酮和4-壬醇中的一种或多种。

作为一种可能的实施方式,进行顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用测定时,采用的气相色谱条件包括:以5%苯基-95%二甲基聚硅氧烷为固定相的毛细管柱;入口温度为250℃;载气为氦气,流量为1mL/min;加热程序:初始温度40℃并保持3min,然后以10℃/min的加热速度加热至240℃,保持10min。

在一些可选的实施方式中,毛细管柱的长度为30m,内径为0.25mm,膜厚为0.25μm。

在一些实施例中,进行顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用测定时,采用的质谱条件包括:电子轰击离子源,电子轰击能量为70eV,离子源温度为230℃;接口温度为250℃,离子扫描范围为50m/z-500m/z。离子扫描范围为全扫描。

作为示例,顶空固相微萃取的过程可以包括:取1mL-10mL植物油置于20mL顶空瓶中,加入1ppm-30ppm的内标物如乙酸丁酯、苯甲酸苯酯、2甲基-3庚酮和4-壬醇中的一种或多种等,用聚四氟乙烯橡胶塞密封,在80℃下平衡0.5h。平衡后,在60℃下萃取30min,随后直接插入GC-MS注入端口,在250℃下解吸3min。

在一些可选的实施方式中,采用内标分析法对选取的挥发性成分进行定量测定,确定选取的挥发性成分的相对百分含量。

在一些实施方式中,筛选相对香气活度值(ROAV)≥1的挥发性成分作为加速样品的香味主要贡献物质。

在一些实施例中,采用主成分分析法对各加速样品香味主要贡献物质的相对香气活度值进行分析,确定香味主要贡献物质对应的主成分贡献率、因子载荷值和主成分得分,确定植物油香味主要贡献物质组成及其含量占比变化对植物油风味的影响。通过主成分分析法对数据进行分析,可将几十种挥发性物质(几十个维度)降低至2-3个维度进行综合分析,比较不同加速样品间的挥发性成分差异。

主成分分析法(PCA分析)是最常用的线性降维方法,其目的是通过某种线性投影,将高维数据映射在低维空间中,具体到本申请可降低至三维空间,新的低维空间上的不同维度间需要线性无关(去除掉原始特征之间的相关性,使降维后的不同特征间不互相影响),并尽可能保证原始维度信息量不丢失,即信息量最大化,也即方差最大的情况下,对原始特征进行降维。

主成分贡献率是衡量数据降维过程中的信息损失,数值为各主成分方差占总方差的百分比(或特征值的百分比),数值越大即表明该主成分保留的原始特征数据越多,挑选数值最大的几个主成分,当其主成分贡献率之和≥80%时,即认为达到降维表征原始数据的效果,说明主成分对原始数据的解释能力可接受。

因子载荷值是每个原始特征对每个主成分特征的相关系数,因子载荷值越大,说明主成分对该特征的代表性就越大,对原始特征的解释能力越强。也即是说,某特征的因子载荷值坐标与某种油的坐标越接近,说明该特征在此油中越重要。综上,通过主成分坐标系下的坐标相对位置来表征不同油之间的挥发性组分差别。

主成分得分主要根据因子载荷值进行计算,主成分得分越高,说明该主成分对该油越重要,各主成分数值得分可构成降维后的空间坐标系中的坐标值,坐标越靠近即说明两种油的化合物组成越接近。

作为示例,通过PCA计算,20个特征(即香味主要贡献物质)可得到20个主成分,每个主成分都负载着20个原始特征的部分信息,承载的信息量大小可通过主成分贡献率进行排序,一般选取特征值最大(数值上等同方差)的2-3个主成分即可,剩余的其他主成分所承载的信息极少,可以舍去。需要说明的是,PCA计算后得到的一个降维后的特征,是承载各种原始信息的一个新维度,并非某个原始特征。

在一些实施例中,该方法还包括:对香味主要贡献物质对应的主成分贡献率、因子载荷值和主成分得分作进一步分析,以对不同风味样品进行区分。

在一些实施方式中,该方法还包括:分别对不同加速样品进行香气变化鉴评,将不同加速样品香味主要贡献物质的相对香气活度值的分析结果与鉴评结果进行对比分析,验证植物油香味主要贡献物质组成及其含量占比变化对植物油风味的影响。可为植物油保存方式的优化方向提供可靠依据,对植物油风味质量控制的具有重要意义。

在一些实施例中,香气变化鉴评包括:将不同加速样品的风味拆分成多种香型和异味,并以分值对香型强度进行打分表征。

作为一种可能的实施方式,香型包括烤香、甜香、水果香、酸香、木质香、糊香、熏香、菜香、酒香、脂肪味、乳制品味和特征香气中的一种或多种;特征香气为榨油原料的特征气味;异味包括哈败味、辛辣味、化学试剂味、生青味、豆腥味和鱼腥味中的一种或多种。

在一些可选的实施例中,香型强度的分值设置为:浓郁8-10分;较强:6-8分;一般:4-6分;较弱:2-4分;弱:0-2分。

作为示例,进行香气变化鉴评时,可由专业人员组成鉴评小组对各加速样品进行风味鉴评。

在一些实施方式中,检测植物油风味变化的方法包括如下步骤:

S1.加速样品的制备:将植物油放置在30℃-60℃的烘箱中,使其在加速模拟环境下进行储存10天-6个月。

S2.顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用方法测定(HS-SPEM-GC-MS):取1mL-10mL植物油置于20mL顶空瓶中,加入1ppm-30ppm的内标物如乙酸丁酯、苯甲酸苯酯、2甲基-3庚酮和4-壬醇中的一种或多种等,用聚四氟乙烯橡胶塞密封,在80℃下平衡0.5h。平衡后,在60℃下萃取30min,随后直接插入GC-MS注入端口,在250℃下解吸3min。

气相色谱条件包括:以5%苯基-95%二甲基聚硅氧烷为固定相的毛细管柱;入口温度为250℃;载气为氦气,流量为1mL/min;加热程序:初始温度40℃并保持3min,然后以10℃/min的加热速度加热至240℃,保持10min。毛细管柱的长度为30m,内径为0.25mm,膜厚为0.25μm。

质谱条件包括:电子轰击离子源,电子轰击能量为70eV,离子源温度为230℃;接口温度为250℃,离子扫描范围为50m/z-500m/z。离子扫描范围为全扫描。

S3.定性:将挥发性成分的质谱图与谱图数据库比对以进行定性分析,选取匹配度≥70%的挥发性成分分别进行定量分析,分别确定取的挥发性成分的相对百分含量。

S4.定量:采用内标分析法对选取的挥发性成分进行定量测定,确定选取的挥发性成分的相对百分含量。通过查阅文献及Flavor DB数据库,确定选取的挥发性成分的香气阈值(OT值)和化合物香气特征,基于所选取的挥发性成分的香气阈值及所选取的挥发性成分的相对含量,确定所选取的挥发性成分的相对香气活度值。基于所选取的挥发性成分的相对香气活度值确定加速样品的香味主要贡献物质。

S5:对采用不同加速模拟环境制得的不同加速样品分别进行上述各步骤,确定各加速样品的香味主要贡献物质。

S6:采用主成分分析法对各加速样品香味主要贡献物质的相对香气活度值进行分析,以确定植物油香味主要贡献物质组成及其含量占比变化对植物油风味的影响;以及验证加速模拟与正常存储两种条件下对油脂化合物及风味影响的相似度。

S7:由多名专业人员组成鉴评小组分别对不同加速样品进行香气变化鉴评,从不同植物油最主要的风味出发,将该风味拆分成多种香型或异味,香型分类可选择包括但不限于烤香、甜香、水果香、酸香、木质香、糊香、熏香、菜香、酒香、脂肪味、乳制品味、特征香气等香型中的一种或多种,其中,特征香气为榨油原料的特征气味,如花生油即为花生香。异味包括但不限于如哈败味、化学试剂味、辛辣味、生青味、豆腥味、鱼腥味等。香型强度以分值进行表征,分值区间为1~10(浓郁:8-10;较强:6-8;一般:4-6;较弱:2-4;弱:0-2,可取一位小数点),比较不同放置时间下的香型强度变化,得到鉴评结果。

S8:将不同加速样品香味主要贡献物质的相对香气活度值的分析结果与鉴评结果进行对比分析,验证植物油香味主要贡献物质组成及其含量占比变化对植物油风味的影响。

下述结合具体实施例对本申请的技术方案进行详细说明。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,优先参考本申请中给出的指引,还可以按照本领域的实验手册或常规条件,还可以按照制造厂商所建议的条件,或者参考本领域已知的实验方法。

下述的具体实施例中,涉及原料组分的量度参数,如无特别说明,可能存在称量精度范围内的细微偏差。涉及温度和时间参数,允许仪器测试精度或操作精度导致的可接受的偏差。

一、实施例

实施例1

S1.加速样品的制备:将250mL花生油装至玻璃瓶中,密封后放置在40℃烘箱中,使其在加速模拟环境下进行储存1个月。

S2.顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用方法测定(HS-SPEM-GC-MS):取5mL花生油置于20mL顶空瓶中,加入20ppm的内标物4-壬醇,用聚四氟乙烯橡胶塞密封,在80℃下平衡0.5h。平衡后,在60℃下用萃取针进行顶空吸附30min,随后直接插入GC-MS注入端口,在250℃下解吸3min。

气相色谱条件包括:以5%苯基-95%二甲基聚硅氧烷为固定相的毛细管柱;入口温度为250℃;载气为氦气(99.999%),流量为1mL/min;加热程序:初始温度40℃并保持3min,然后以10℃/min的加热速度加热至240℃,保持10min。毛细管柱的长度为30m,内径为0.25mm,膜厚为0.25μm。

质谱条件包括:电子轰击离子源(EI),电子轰击能量为70eV,离子源温度为230℃;接口温度为250℃,离子扫描范围为全扫描(50m/z-500m/z)。

S3.定性:将挥发性成分的质谱图与谱图数据库比对以进行定性分析,选取匹配度≥70%的挥发性成分分别进行定量分析,以分别确定取的挥发性成分的相对百分含量。

S4.定量:采用内标分析法对选取的挥发性成分进行定量测定,确定选取的挥发性成分的相对百分含量。通过查阅文献及Flavor DB数据库,确定选取的挥发性成分的香气阈值(OT值)和化合物香气特征,基于所选取的挥发性成分的香气阈值及所选取的挥发性成分的相对百分含量,确定所选取的挥发性成分的相对香气活度值(ROAV)。基于所选取的挥发性成分的相对香气活度值确定加速样品的香味主要贡献物质。

实施例2

S1:加速样品的制备:将250mL花生油装至塑料瓶中,密封后放置在40℃烘箱中,使其在加速模拟环境下进行储存1个月。

S2-S4的操作方法与实施例1中相同。

实施例3

S1:加速样品的制备:将250mL菜籽油装至玻璃瓶中,密封后放置在60℃烘箱中,使其在加速模拟环境下进行储存7.5天。

S2-S4的操作方法与实施例1中相同。

二、对比例

对比例1

S1.加速样品的制备:将250mL花生油装至玻璃瓶中,密封后放置在20℃的常温环境中存储4个月。

S2-S4的操作方法与实施例1中相同。

对比例2

S1.加速样品的制备:将250mL花生油装至塑料瓶中,密封后放置在20℃的常温环境中存储4个月。

S2-S4的操作方法与实施例1中相同。

对比例3

S1.加速样品的制备:将250mL菜籽油装至玻璃瓶中,密封后放置在20℃的常温环境中存储4个月。

S2-S4的操作方法与实施例1中相同。

对比例4

定量:根据实施例1中的化合物数据,计算出各挥发性成分的相对百分含量,并按相对百分含量大小作为判定主要香味贡献物质的标准。

三、检测及评价方法

1.主成分分析(PCA分析):分别将实施例1、对比例1、实施例2、对比例2、实施例3、对比例3中样品记为A、B、C、D、E、F,并对六者的ROAV做主成分分析,验证加速模拟与正常储存两种条件下对油脂化合物及风味影响的相似度。

2.由30名专业人员组成的鉴评小组对实施例中样品进行风味鉴评,将花生油的实施例及对比例风味拆分成花生香、烤香、甜香、酸香、脂肪味、异味,此外,将菜籽油的实施例及对比例风味拆分成卷心菜味、烤香、甜香、烟熏味、异味,上述各香型的分值区间为1~10(浓郁:8-10;较强:6-8;一般:4-6;较弱:2-4;弱:0-2,可取一位小数点),最终取鉴评小组的评分均值作为最终结果。

3.验证:将风味鉴评结果和PCA分析结果进行结合分析,验证香味主要贡献物质组成及其含量的影响。

4.将实施例1及对比例4中加速样品的化合物分析结果进行对比。。

四、检测及评价结果

1、加速模拟与正常储存条件对风味化合物的影响

将样品A、B、C、D、E、F的未知挥发性/半挥发性组分与谱图数据库进行对比来,定性分析获取这些化合物的具体信息,保留匹配度≥70的化合物,并根据内标物含量计算各化合物相对含量,得到样品中的香气化合物构成及其相对含量。随后,进一步通过查阅文献来筛选出油中的典型香味化合物并获取其香味阈值,通过如机理中所述的计算方法得到各样品的香味主要贡献物质及其ROAV值,如表2所示,所挑选出的物质的香气主要可划分为甜香味、卷心菜香、烟熏味、烤香味、酸香、脂肪香、花生香及异味(生青味、辛辣味、哈败味等)。

表2

从表2结果中可看出,4种花生油样品中共有的关键挥发性风味物质分别为异丁醛、正戊醇、麦芽醇、甲基环戊烯醇酮、庚酸、2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-甲基吡嗪、庚醛、苯甲醛、2-乙酰基吡咯,其中,香型特征为花生味的2-乙酰基吡咯(阈值=0.1ug/kg)在A、B样品中的贡献度最高,而C、D样品中的最大贡献物质为庚酸(阈值=0.1ug/kg),其香型特征主要为酸香。在E、F该2种菜籽油样品中,香型特征为烤香和焦糖香的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮(阈值=4ug/kg)的贡献度最高,此外,主要贡献物质还包括有醛类4种、吡嗪类5种、酯类1种、芳香类3种。

PCA分析可将较多维度的特征进行降维,从承载着大量原始指标(即主要香气贡献物)信息的几个维度上进行分析,进而得出不同样品之间的综合差异。

通过SPSS软件对表2中数据进行PCA运算后,挑选出前三个具有最大特征值的主成分,得到的特征值与主成分贡献率结果(表3)及主成分因子载荷矩阵(表4)。

表3.样品主要香气物质的主成分特征值与贡献率

由表3中信息可得知,3个主成分的特征值均大于1,主成分贡献率累积达99.736%(数值上等于各特征值或方差百分比处于特征值总和或方差百分比总和)并大于80%,说明前3个主成分综合了6种样品的主要风味化合物的原始变量信息,能够有效解释样品的原始指标特征。并且说明前3个主成分综合了6种样品的主要风味化合物的原始变量信息,能够代表样品挥发性成分的主要特征。

表4.样品主要香气物质的主成分因子载荷矩阵

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由表4中因子载荷值大小可看出,各原始特征在不同主成分中的反应程度有所不同,能够主要反映主成分1的指标主要有4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮、庚酸、苯甲醛、甲基环戊烯醇酮、糠醛、麦芽醇、正己醛、2-乙酰基吡咯、5-甲基呋喃醛、2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-甲基吡嗪、苯乙醛、苯代丙腈、正戊醇、2,3,5-三甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、异丁醛、萘、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、3-丁烯基异硫氰酸酯、壬醛等;能够主要反映主成分2的指标有5-甲基-2(3H)-呋喃酮、正壬酸、癸醛等;能够主要反映主成分3的指标有2-乙酰基吡嗪。

根据表2中6种样品主要化合物的ROAV,以及3个主成分的特征值,以及主要化合物的因子载荷值,计算各样品的第1、第2、第3主成分得分,然后以第1主成分值为X轴、第2主成分值为Y轴、第3主成分值为Z轴作散点图。将表4中的主要贡献物质做散点图并与6种样品的散点图结合如图1所示。

由图1中6个样品的主成分得分可看出,样品A与样品B呈现明显的相近趋势,样品C与样品D呈现明显的相近趋势,样品E与样品F呈现明显的相近趋势,但A、B与C、D与E、F三组样品之间有明显差异趋势,三组中的因载荷分布亦有显著差异。由此说明,各组内风味差异不显著,但组间差异显著,即加速条件并不会影响产品风味,但保存条件差异将会对产品风味产生影响。上述影响可体现在主要贡献化合物差异上,并做感官鉴评以结合该结果做进一步验证。

2.主要风味贡献物质组成对样品风味变化的表征效果

花生油风味强度评价结果如表5所示。

表5.花生油风味强度评价

结合图1及表5结果可看出,花生油中主要风味贡献物质组成及含量占比变化与风味变化呈现相同趋势,具体为:

图1结果中,带花生香气的吡嗪类物质和2-乙酰基吡咯集中于A、B附近且远离于C、D,而表5显示塑料瓶中的花生香气也由6.7~6.9分降低至5.7~5.8分,此外带烤香的风味物质也呈现相同趋势(如吡嗪类物质、甲基环戊烯醇酮),亦与烤香风味强度评价的得分变化一致。

而在甜香得分上C、D明显差于A、B,由图1可看出,长期放置下,C、D附近不存在麦芽醇、苯乙醛和5-甲基-2(3H)-呋喃酮等甜香味物质,导致表5中样品的甜香强度得分由5.4~5.7大幅下跌至4.3~3.7。

在酸香及脂肪香得分结果中,庚酸、正壬酸、葵醛等物质集中在C、D附近,这与其酸香、脂肪香的得分变化结果一致,可推测油脂在长期放置下发生了一定的氧化和酸败反应,上述的酸味物质、脂肪香化合物和刺激异味物质有所增加而导致。

异味物质如异丁醛、正戊醇在A、B和C、D两组中的差异不大,等分一致。由此证明,本方法中,应用PCA技术即可对不同风味样品进行有效区分,同时,根据鉴评结果验证其可确定主要风味贡献物质的组成及含量占比变化对植物油风味的影响,确定关键物质。

并由此看出,储存方式改变,不同的香味物质的变化程度有较大差异,使用塑料瓶代替玻璃瓶后,花生油中的花生香、甜香和烤香味物质的含量及占比下降迅速,脂肪香、酸香等物质则有明显上升,最终导致了样品间的差异。

还需一提的是,B、D、F样品的储存耗时为A、C、E样品的4~16倍。由此说明,加速模拟的方式可在有效缩短储存时间的同时,有效模拟表征出常温放置样品下的主要风味贡献化合物含量占比变化及风味变化。同一种植物油在加速或正常储存情况下,其挥发性物质组分及含量占比变化几近一致,速度可加快4~16倍。

菜籽油(实施例3与对比例3)的鉴评结果如表6所示。

表6.菜籽油风味强度评价

结合表2结果可知,二者在主要香型上的得分基本相等,而化合物变化也呈现相同趋势,说明在60℃的加速条件下,该方法仍然适用。将对比例4中的风味化合物及香气特征列出,如表7所示。

表7.对比例4中的风味化合物及其香气特征

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通过表7可看出,若按相对百分含量进行香气化合物分析,所需分析的化合物高达57种。当利用大类化合物的含量占比变化来表征样品香气变化,含量无法得到有效区分,同时,同种大类化合物间的特征风味也存在着较大差异,如在醛类物质中,香型分别有花生香、甜香、脂肪味、辛辣味等多种风味,将难以对某大类化合物的香型做出确切描述。需要说明的是,仅当化合物浓度超出其香气阈值一定倍数后,才能被嗅闻到,因此,仅按化合物的相对百分含量大小来对其香味贡献程度进行排序将导致结果可信度大幅降低。

由此可见,通过ROAV值进行挥发性成分筛选并进行PCA分析,无需感官鉴评便可对不同风味样品进行有效区分,并可快速有效地找出主要香气贡献物质,同时,根据本方法还可将样品的风味变化成因有针对性地追溯到某种香气主要贡献物质的含量占比变化中,快速准确地筛选其合适的储存方式,减少目标风味的变化损失,为植物油保存方式的优化方向提供可靠依据。

综上所述,采用本申请方法,可使植物油的风味变化存放周期缩减4~16倍,并且可大幅度减少非主要香味贡献物质被列入至主要香味贡献物质中的可能性,从而更有针对性地找到香味的主要贡献物质。最后,根据鉴评结果,可有效验证主要风味贡献物质组成及其含量占比变化对植物油风味的影响,并为植物油保存方式的优化方向提供可靠依据,对植物油风味质量控制的具有重要意义。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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