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【人工感官】甜南瓜粥感官剖面分析:CATA、RATA、Flash Profile、自由列举法与传统描述分析法的对比

   感官剖面分析可解析食品感官特征,服务食品研发与品质管控。传统描述分析法(DA)数据客观可重复,但耗时长成本高,受训评价员和消费者感知易出现偏差。由此诞生多种消费者导向快速感官剖面技术,已有诸多相关对比研究,自由列举法(FL)可捕捉消费者自发感受,但相关替代研究较少。现有研究表明RATA 量化强度,区分相似样品优于CATA。韩国即食甜南瓜粥市场潜力可观,但影响消费者感知的感官属性研究不足,本研究对比CATA、RATA、FP、FL四种快速方法,探究其替代DA用于甜南瓜粥感官评价的可行性。

 

1.材料与方法

01 材料与试剂

   本实验选取市面6款家庭简餐商业化甜南瓜粥产品,均采购自本地超市,样品信息见表1。

表1 甜南瓜粥样品的产品描述

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02 传统描述分析法(DA)实验

   1.评价小组培训

   培训第1天,向评价员讲解DA实验目的、量表使用、感官属性强度量化方法。 

   第2-5天,培训评价员识别、定量各类食品的外观、香气、风味、质构属性。香气定义为食用前闻到的样品气味;风味是入口品尝时味觉与嗅觉共同形成的综合感官感受。 

   第6天,评价员针对甜南瓜粥样品识别、定义香气、滋味、质地相关感官指标,筛选评价员可理解、可感知的描述术语。 

   第7天,评价小组汇总形成最终描述词表,共包含20项感官属性,建立评价术语词典(表2)。 

   第8天,评价员熟悉整套感官术语,为每一项属性建立参比样,确定参比样对应的强度等级。 

表2 甜南瓜粥样品感官属性及参比样

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   2.描述分析评价实验

   感官评价小组共8名受训评价员(7女1男,年龄20‑30岁)。筛选标准:对感官评价感兴趣、可以分辨基础香气滋味、能够客观多元表达感官特征、愿意参与实验、无食物过敏。

   评价环境无异味,远离冰箱、空调等设备噪音;独立感官隔间隔绝评价员之间互相干扰。

   要求评价员测试前2小时除刷牙喝水外不进食。样品采用完全随机区组设计,每个样品重复两轮。一共20项外观、香气、风味、口腔感受属性,采用16点数字量表(0=完全没有,1=极弱,15=极强),搭配参比样参照。每测试完一个样品用清水漱口;两轮重复之间设置10分钟休息。纸质问卷收集DA数据。

 

   03 消费者

   1.消费者通过线上线下招募20‑60岁共240名无感官测评经验消费者,每月至少食用一次甜南瓜粥,排除相关过敏人群。4种方法各分配 60人,采用被试间设计,测试场地同DA。

   2.适合项勾选法 CATA60名消费者参与,选取20个感官描述词。受试者针对各样品勾选适配感官术语,采用Williams设计平衡样品顺序,样品间清水漱口,减少顺序与残留样品的干扰。

   3.所有适合项量化法 RATA60名消费者参与,沿用CATA的20个感官术语。受试者先勾选适配属性,再用5点量表对勾选项目进行强度打分,无关项留空;采用Williams设计,样品间清水漱口消除干扰。

   4.闪现剖面法 FP60名消费者分两阶段测试。第一阶段自主生成区分样品的感官术语;休息10 min后进入第二阶段,利用自拟术语在15 cm线性标尺上对全部样品强度打分,允许并列,可随时嗅闻品尝样品。

   5.自由列举法 FL60名消费者参与,受试者在空白处自由记录样品感官特征,禁止样品间对比描述。测试时样品间清水漱口;口头提示只记录感官特征,独立作答,不限测试时长,可随时品尝样品。

 

2.结果与分析

   01 传统描述分析法DA结果

   基于全部显著差异属性开展 PCA(图1);第一主成分F1解释方差37.49%,第二主成分F2解释方差29.05%。 

   P2、P5、P6和黄色、甜南瓜风味、甜南瓜香气聚在一起;

   P3在图谱左上,特征为褐色、淀粉香气、浑浊度、表观黏度;

   P1、P4被质构属性分割到完全相反两端。

   P1特征:余味、颗粒感、糊化淀粉味;

   P4特征:吞咽顺滑度。 

   值得注意:P4南瓜原料含量最高,但PCA中没有和甜南瓜香气、甜南瓜风味形成强相关。这说明南瓜原料占比高,并不代表南瓜香气风味感知更强;提示甜南瓜粥产品南瓜挥发性香气物质整体偏弱。

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图1 20项描述性感官属性的主成分分析(产品编号见表1)。属性末尾的 AP、F、A 分别代表外观、风味和香气。

 

   02 适合项勾选法CATA结果

   CATA对应分析CA二维图谱总解释方差大于70%(图2)。

   F1维度:P1和颗粒感强关联;P4和酸香、酸味、吞咽顺滑度紧密关联。

   F2维度P3和褐色高度相关;P6和黄色强关联;P2、P5、P6聚为一组。

   CATA对应分析样品-属性聚类结果和DA的PCA图高度吻合。

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图2 显著差异的CATA感官指标的对应分析(CA)图。属性后缀 AP、F、A 分别代表外观、风味、香气。

 

   03 所有适合项量化法RATA结果

   基于RATA显著属性PCA二维图总解释方差69.54%(图3),样品分为4组:P1对应糊化淀粉味、表观稠度、颗粒感;P2/P5/P6对应甜味、甜南瓜味、光泽、吞咽顺滑、乳味、甜南瓜香气、黄色;P3对应褐色、浑浊度;P4对应酸香、酸味。分组趋势和DA、CATA高度一致。

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图3 差异显著的RATA指标的主成分分析图。属性末尾的 AP、F、A 分别代表外观、风味、香气。

 

   04 闪现剖面法FP结果

   ·外观维度:P1、P3和褐色关联;P2关联可见颗粒;P6关联稀薄感、黄色。

   ·香气维度显著属性少,仅有酸味、甜味、甜南瓜香;P2、P4和甜南瓜香相关。香气属性区分弱有两点原因:①香气本身对普通消费者识别难度高于质地、滋味;②南瓜粥高温加工,挥发性香气物质大量损失,消费者很难感知香气差异。

   ·风味维度显著属性:甜南瓜香、鲜、咸、苦、甜、酸。P4关联苦味;P2关联甜南瓜味;P1关联鲜、咸、甜。 口腔感受维度显著属性:颗粒感、余味、稠度、白垩涂层感、黏度感;P6和颗粒感强相关;除颗粒感外其余口腔感受属性集中P1、P3。

   ·FP受试者频繁提到“可见颗粒”,但该指标并不是DA小组的核心属性,说明受训评价员会忽略部分消费者实际感知到的特征。糊化淀粉香气、糊化淀粉味在FP中也很少被消费者提及,再次证明该类术语对普通消费者难以理解。

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图4 广义普氏分析(GPA)得到的感官属性主成分分析(PCA)图:(a) 外观;(b) 香气;(c) 风味;(d) 口感。

 

   05 自由列举法FL结果

   自由列举法中,描述词的重要性由提及频次与书写位次共同决定,史密斯凸显指数(SSI)可整合二者,数值越高代表该感官特征对消费者越重要

   P1的SSI与褐色高度相关,P6与黄色高度相关;颜色类SSI整体偏高,说明颜色是消费者最易感知的属性。各样品甜南瓜香、甜味SSI均较高。质构上P2高SSI对应稠度,P4对应稀薄感,该结果与CATA/RATA/FP一致,和DA存在偏差,反映受训评价员与消费者对稠度感知有差异。

   FL描述词更贴近消费者感知,但PCA图中P2、P5、P6聚类不清晰,生活化描述模糊了样品分组边界

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图5 基于自由列举法的史密斯凸显指数(SSI)绘制的主成分分析(PCA)图,展示前两个主成分。属性末尾的 AP、F、A 分别代表外观、风味、香气。

 

   06 DA与消费者感官剖面方法整体对比结果

   本研究采用层次聚类(HCA)、多重因子分析(MFA)及Rv系数,对比不同方法的样品感官构型一致性。

   HCA结果显示,DA、CATA、RATA将样品划分为3大类,均依托颜色属性把P1、P3、P5归为一类,P6独立成组;FP、FL聚类结果与DA存在差异,FP分为P3‑P4、P1‑P2‑P6两大簇。

   Rv>0.9说明构型相似度高,RATA(0.96)与DA一致性最优,CATA、FP次之,FL最低(0.89)。RATA可量化属性强度,适合区分差异微小样品;FL虽能捕捉消费者核心感知,但难以定量比较强度,术语归一化处理工作量大。

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图6 不同评价方法下样品的层次聚类分析(HCA)树状图(a) DA;(b) CATA;(c) RATA;(d)FP;(e) FL

 

3.结 论

   本研究四种消费者导向感官剖面方法(CATA、RATA、FP、FL)均可以作为甜南瓜粥传统描述分析法DA的替代方案。其中RATA和DA相似度最高,在区分感官相似度较高样品时RATA表现优于其他消费者方法。FP和FL需要花费更多时间人力处理受试者个性化描述词汇,但二者优势在于允许消费者自主产出感官描述,捕捉消费者主观自发感知。未来可以开发混合方法:结合CATA/RATA简便定量的优势,同时利用FP/FL挖掘消费者原生感知,实现更全面感官表征。

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