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感官资料

【智能感官】基于超快速气相电子鼻和感官评价探索不同产地可可豆和可可液块制备的黑巧克力风味差异
市面上巧克力产品种类繁多,可分为黑巧克力、白巧克力、牛奶巧克力和巧克力制品。巧克力因其独特的风味和香气受到广大消费者的喜爱。其中,风味是巧克力品质的重要判定因素之一。根据可可豆所占的百分比含量,黑巧克力可进一步命名和区分,可可豆含量越高,口感越苦,营养价值也越高。本研究将超快速气相电子鼻和感官评价相结合,解析3种不同产地可可豆和3种商用可可液块制备的100%黑巧克力挥发性风味化合物的构成和滋味,利用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLSDA)进行可视化分析,并进一步对主要差异化合物进行分析,探究不同产地的可可豆和可可液块制成的100%黑巧克力的风味差异。样品信息

Papua New GuineaEcuadorGhana可可豆制备100%BTB黑巧克力,制成的样品依次标记为100%PapuaBTB黑巧克力(P1)、100%EcuadorBTB黑巧克力(E1)、100%GhanaBTB黑巧克力(G1)。将Papua New GuineaEcuadorGhana可可液块制备100%黑巧克力,制成的样品依次标记为100%Papua黑巧克力(P2)、100%Ecuador黑巧克力(E2)、100%Ghana黑巧克力(G2)。由可可豆制备的100%BTB黑巧克力的挥发性风味化合物分析

 

结合AroChembase数据库对风味化合物进行定性,以峰面积反映各种挥发性风味化合物的含量,利用方差分析(ANOVA)对不同产地100%BTB黑巧克力风味化合物进行显著性分析,结果见表1。表1 100%BTB黑巧克力挥发性风味化合物定性分析由表1可知,3100%BTB黑巧克力共检测出30种挥发性风味化合物,包括8种醛类、8种酮类、4种醇类、5种含氮化合物、1种酸类、1种酯类、1种烯烃类、1种胺类和1种含硫化合物。样品P1E1G1挥发性风味化合物总峰面积占比分别为45.58%27.96%26.46%,挥发性风味化合物含量排序为P1>E1>G18种醛类挥发性风味化合物中,异丁醛、2⁃甲基丁醛、苯乙醛、苯甲醛在P1中含量高,主要表现出可可、杏仁风味。丙醛、戊醛为3100%BTB黑巧克力醛类主要差异挥发性风味化合物,丙醛在P1G1中含量较高,在E1中含量较低,主要表现出可可、坚果风味。E1中戊醛含量最高,P1中未检出戊醛,主要表现出杏仁、浆果风味。8种酮类化合物中,23⁃丁二酮、23⁃戊二酮、(2E)⁃5⁃甲基⁃2⁃庚烯⁃4⁃酮、2⁃壬酮为3100%BTB黑巧克力酮类主要差异挥发性风味化合物。与P1相比,23⁃戊二酮在E1G1中含量低,具有显著性差异(P<0.05),主要表现出杏仁、苹果、黄油风味,该物质主要在可可豆烘烤过程中释放。吡嗪是巧克力中重要的挥发性风味化合物,具有典型的可可和巧克力风味。3100%BTB黑巧克力中共检测出4种吡嗪类化合物,在P1中含量最高,在E1G1中含量较低。酯类是巧克力中仅次于吡嗪的第二重要的挥发性风味化合物,主要在发酵过程中酵母代谢产生。3100%BTB黑巧克力中2⁃甲基丁酸乙酯含量具有显著性差异(P<0.05),P1中含量最高,G1中未检出。由可可液块制备的100%黑巧克力的挥发性风味化合物分析

 

2显示了3种可可液块制备的100%黑巧克力中挥发性风味化合物定性分析结果,其峰面积为MXT5号柱上的平均峰面积。由表2可知,3100%黑巧克力共检测出28种挥发性风味化合物,包括8种醛类、6种酮类、4种醇类、5种含氮化合物、1种酸类、1种酯类、1种烯烃类、1种胺类、1种含硫化合物。P2E2G2挥发性风味化合物总峰面积占比分别为47.05%35.68%17.27%,挥发性风味化合物含量排序为P2>E2>G28种醛类化合物中,丙醛、异丁醛、2⁃甲基丁醛、己醛、苯乙醛、苯甲醛、戊醛为主要差异挥发性风味化合物。2⁃甲基丁醛在P2中含量最高,G2中含量最低,具有显著性差异(P<0.05),主要表现出杏仁、苹果、可可风味。C6种酮类化合物中,丙酮、23⁃戊二酮、2⁃己酮、(2E)⁃5⁃甲基⁃2⁃庚烯⁃4⁃酮、2⁃壬酮为主要差异挥发性风味化合物。丙酮在E2中含量最高,表现出水果风味。23⁃戊二酮在3种样品中含量各不相同,且具有显著性差异(P<0.05),其中P2中含量最高,G2中含量最低。醇类具有花果香气特征,在发酵初期酵母菌在无氧条件下产生,是食品中常见的风味化合物。4种醇类化合物中,甲硫醇、苄醇为主要差异挥发性风味化合物。甲硫醇在E2中含量高,会表现出烂鸡蛋、鱼腥等不良风味。苄醇在G2中含量高,是一种芳香醇,具有花香风味。吡嗪类化合物在3100%黑巧克力样品中含量存在明显差异,23⁃二甲基吡嗪、235⁃三甲基吡嗪在P2中含量高,主要表现出烘烤、焦糖、可可风味。25⁃二甲基吡嗪、2⁃乙烷基⁃35⁃二甲基吡嗪在G2中含量高,主要表现出巧克力、可可风味。表2 100%黑巧克力挥发性风味化合物定性分析100%黑巧克力挥发性风味化合物对比分析

 

为更直观地观察样品间的风味差异,对6100%黑巧克力中VIP值≥1的主要差异挥发性风味化合物进行对比分析。6款黑巧克力样品中主要差异化合物共22种,包括7种醛类、6种酮类、2种醇类、4种含氮化合物、1种酸类、1种烯烃类和1种胺类。醛、酮类化合物大多通过美拉德反应产生,带有麦芽、巧克力、坚果、烘烤风味。图3显示了6组黑巧克力样品中醛类主要差异化合物。由图3可知,丙醛、异丁醛、2⁃甲基丁醛、苯乙醛在6100%黑巧克力中均检出,异丁醛、2⁃甲基丁醛、苯乙醛在100%BTB黑巧克力中含量要高于相同产地来源可可液块制备的100%黑巧克力。丙醛在E1E2中含量无显著性差异,P1含量高于P2G1高于G2。图3 醛类主要差异化合物在6100%黑巧克力样品中含量对比图46组巧克力样品中酮类主要差异化合物。由图4可知,(2E)⁃5⁃甲基⁃2⁃庚烯⁃4酮、2⁃壬酮在100%BTB黑巧克力中含量均要高于相同产地来源可可液块制备的100%黑巧克力。23⁃戊二酮在6100%黑巧克力样品中均检出,含量存在明显差异,在P1中含量最高,在G2中含量最低。23⁃丁二酮在E1中含量最高,在样品P2E2G2中未检出。图4 酮类主要差异化合物在6100%黑巧克力样品中含量对比图56组巧克力样品中吡嗪类、酸类、醇类等主要差异化合物。由图5可知,甲硫醇在E2中含量最高,E1中含量最低,甲硫醇会表现出鱼腥、烂白菜等不良风味,可能来自于酶的降解或美拉德反应。苄醇、2⁃甲基丁酸在100%BTB黑巧克力中含量均要高于相同产地来源可可液块制备的100%黑巧克力,苄醇主要表现出花香、水果风味。2⁃甲基丁酸则表现出腰果、奶酪和水果风味。三甲胺具有鱼腥味,在G1G2中含量较高,在E1E2中含量无显著性差异。图5 其他主要差异化合物在6100%黑巧克力中含量对比100%黑巧克力挥发性风味化合物PCA结果分析

 

P30种化合物的色谱峰作为影响因子,构建6100%黑巧克力样品的PCA图和载荷图,结果见图6、图7。由图6可知,PC1PC2的方差贡献率分别是47.3%27.4%,累计方差贡献率为74.7%,可反映出6组巧克力样品的风味信息。P1分布在第一象限,E1分布在第四象限,G1在第三、四象限中均有分布,P2E2G2均分布在第二象限,表明可可豆制备的3100%BTB黑巧克力与可可液块制备的100%黑巧克力风味区分显著。由图7可知,2⁃丁酮、苯乙醛、异丁醛、23⁃二甲基吡嗪、吡咯、23⁃戊二酮等挥发性风味化合物均指向P1,表明这些挥发性风味化合物在P1中含量高,P1的风味也更为丰富。23⁃丁二酮、2⁃壬酮、2⁃甲基丁酸等挥发性风味化合物均指向E1,这些挥发性风味化合物是将E1与其他样品区分开的主要差异化合物。己酮、戊醛等挥发性风味化合物均指向G1,表明这些化合物在G1中含量高,与其他样品区分显著。1⁃丁烯、甲硫醇、己醛这3种挥发性风味化合物指向P2E2G2,表明3种可可液块制备的100%黑巧克力中这3种挥发性风味化合物含量高,与其他样品区分明显。PCA结果表明,超快速气相电子鼻可对不同产地可可豆制备的100%BTB黑巧克力和可可液块制备的100%黑巧克力风味进行快速区分,可可豆制备的100%BTB黑巧克力风味更丰富。图6 6100%黑巧克力样品挥发性化合物PCA图图7 6100%黑巧克力样品挥发性化合物PCA载荷图100%黑巧克力挥发性风味化合物OPLSDA分析

 

为进一步区分出6组黑巧克力样品中的主要差异挥发性化合物,对可可豆和可可液块制备的100%黑巧克力进行OPLSDA分析,结果见图8。由图8可知,不同可可豆来源制备的100%BTB黑巧克力风味得到了明显区分,与PCA结果相一致,可可液块制备的100%黑巧克力均分布在第三象限,可可豆制备的3100%BTB黑巧克力样品分别分布在第一、二、四象限,同时,100%BTB黑巧克力和可可液块制备的100%黑巧克力区分显著。自变量拟合指数(Rx2)为0.96,因变量拟合指数(Ry2)为0.96,模型预测指数(Q2)为0.94R2Q2超过0.5,表明模型拟合结果较好。图8 6100%黑巧克力样品OPLSDA结果经过200次置换检验,对OPLSDA模型结果进行验证,验证结果如图9所示。由图9可知,Q2回归线与纵轴的相交点小于0,说明模型不存在过拟合,模型验证有效,可用于3种可可豆制备的100%BTB黑巧克力和对应产地来源的可可液块制备的100%黑巧克力样品的风味区分。图9 6100%黑巧克力样品模型交叉验证结果100%黑巧克力感官评价结果分析

典型的黑巧克力除了主要的可可香气,还存在一些其他香气,有多元化的香气特征。从可可香、坚果香、烘烤香、果香、发酵酸、草本香、奶香7个方面对6100%黑巧克力样品香气进行评价,结果见图10。由图10可知,P1可可香、烘烤香、果香、发酵酸感官评分高,气味趋势与挥发性风味化合物定性结果相一致。P1E1G1的果香感官评分高于P2E2G2,表明由可可豆制备的100%BTB黑巧克力样品果香更明显。可可液块制备的100%黑巧克力的发酵酸气味感官评分整体低于可可豆制备的100%BTB黑巧克力。E1中坚果香、奶香感官评分高于其他样品。图10 6100%黑巧克力香气评价结果从果味、酸味、涩味、苦味、巧克力味、土腥味6个方面对6组黑巧克力样品的滋味进行评价,结果如图11所示。由图11可知,在苦味方面,6100%黑巧克力样品感官评分分布均匀,苦味均明显。P1酸味、果味感官评分较高,属于愉悦的莓果风味。可可豆制备的100%BTB黑巧克力的果味、酸味感官评分整体高于可可液块制备的100%黑巧克力。可可液块制备的100%黑巧克力土腥味感官评分整体高于可可豆制备的100%黑巧克力。感官评价结果表明,可可豆制备的100%BTB黑巧克力在可可香、坚果香、烘烤香、果香、奶香方面会更浓郁,在果味、巧克力味、酸味会更突显。

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