01  基于电子鼻对山西老陈醋和老陈醋气味的检测结果

       采用电子鼻对山西老陈醋和老陈醋共12个样品进行检测，以所有色谱峰为变量进行PCA。PCA是一种可以将多个指标的信息经过数据转换及降维，并对降维后的特征向量进行线性分类，从而得到互不相关的几个综合指标，而在分析图上只显示最重要的两个指标，形成二维图。利用PCA可以在最大程度上体现不同样品之间的差异。12个样品的PCA结果如图1所示，PC1轴对应的第1主成分可以反映样品原本信息的72.689%；PC2轴对应的第2主成分可以反映样品14.651%的信息。2个主成分累积方差贡献率为87.34%，大于85%，说明PCA的2个主成分可以基本反映样品的整体情况，但样品间的差异主要反映在横轴上距离的远近（第1主成分贡献率显著，为72.689%）。

       由图1可知，12个样品在PCA图上无重叠，识别指数达到90，说明12个样品在气味上存在差异。各样品在PCA图中的位置分布及距离远近反映了样品之间的气味差异程度，可以看到样品间的气味差异程度不同，其中执行同一标准的山西产地的老陈醋样品之间气味差异较大，结合PCA结果可知，基于气味差异电子鼻对山西老陈醋和山西产地的老陈醋产品的区分效果不是很明显。

       根据样品中的挥发性化合物在色谱柱MXT-5和MXT-1701上的保留指数，比对AroChembase数据库对化合物进行定性，并获得可能存在的化合物信息。图2为12个醋样品中的挥发性组分在色谱柱MXT-5中分离经FID检测器检测得到的色谱图。可以看出电子鼻对醋中的挥发性成分有明显的响应，山西老陈醋和山西产地的老陈醋样品的色谱峰的形状和个数基本相近，但12个样品的气味化合物峰面积有所不同，说明其所含有的气味成分相似但在含量上存在差异。

图2  12个样品的电子鼻色谱图

       对两类老陈醋产品共12个样品的挥发性气味化合物进行鉴别，根据Kovats保留指数定性出可能的气味成分、感官描述以及嗅觉阈见表2。物质气味的强弱由嗅觉阈值的大小来反映，在含量相同的情况下，阈值越低说明该物质的气味越强烈。由表2可知，从2类老陈醋共12个样品中共检出33种气味化合物，其中酸类化合物5种、酯类化合物6种、醇类化合物7种，醛类化合物4种，酮类化合物3种，酚类化合物2种，其他类化合物6种，33种气味化合物中有25种为共有气味成分。根据定性结果发现两类老陈醋在化合物种类上差异较小，但同一气味物质成分的峰面积不同，即气味化合物存在含量上的差异，这可能是造成12个样品之间存在气味差异的主要原因。此外在所有样品中都检测到糠醛和吡嗪类物质。

表1  AroChembase数据库分析山西老陈醋和老陈醋中可能的气味信息

       采用电子舌对老陈醋和山西老陈醋样品进行检测，两类食醋的PCA结果可以看出明显差异（图3），老陈醋和山西老陈醋在PCA图上的识别指数达到93，说明12个样品之间在滋味上存在差异，其中5个山西老陈醋样品之间的距离较近，并呈小范围聚集，而7个老陈醋之间的距离相对较远，说明不同厂家的老陈醋样品间滋味差异大于山西老陈醋。这也进一步说明山西老陈醋和老陈醋虽然总酸含量均达到6.00g/100mL，但是两类食醋在整体滋味上是不同的。

       利用DFA对两类老陈醋共12个样品滋味进行分析，结果见图4。DF1和DF2的贡献率分别为97.603％和1.586％，累积贡献率达99.189％，基本包含了原始数据的全部信息。其中5个山西老陈醋样品都位于坐标轴的右侧，且对应位置间的距离相对较近；山西老陈醋和山西产地的7个老陈醋样品中间有明显的分界线，与PCA图相比，DFA图中12个样品区分性较好，同类别的山西老陈醋样品分布更集中，离散度更小，山西老陈醋和老陈醋样品间的区分更显著，表明基于滋味差异电子舌可以区分老陈醋和山西老陈醋。

       采用电子舌的滋味分析功能测定山西老陈醋和老陈醋的滋味差异，从基于电子舌检测的山西老陈醋和老陈醋在7根传感器上的滋味评分雷达图（图5）可以明显地看到12个样品的响应分值不同，说明电子舌配置的7根传感器基于滋味可以识别样品间的差异。根据味觉分析功能（图6）给出的12个样品的酸味、咸味和鲜味评分结果，可以看到电子舌对于12个样品在酸味、咸味和鲜味的响应是不同的。整体上呈现老陈醋比山西老陈醋的酸味评分值高的现象。

图5  12个样品在7根传感器上的滋味雷达图

       本研究采用Heracles NEO超快速气相色谱电子鼻和Astree电子舌对市售不同执行标准的山西老陈醋和山西产地的老陈醋样品进行检测，结合PCA和DFA结果显示，12个样品在气味和滋味上存在差异，采用电子舌基于滋味差异可以区分山西产地的老陈醋和山西老陈醋样品，通过电子舌的味觉分析功能检测发现整体上呈现老陈醋比山西老陈醋的酸味评分值高的现象；但电子鼻基于气味差异对两类老陈醋产品区分效果不是很明显。利用电子鼻从2类老陈醋共12个样品中共检出33种气味化合物，其中酸类化合物5种、酯类化合物6种、醇类化合物7种，醛类化合物4种，酮类化合物3种，酚类化合物2种，其他类化合物6种，33种气味化合物中有25种为共有气味成分。山西老陈醋和老陈醋的气味化合物种类相似，但不同样品之间存在一定的含量差异，这可能是造成12个样品之间存在气味差异的主要原因。后期可以对差异性大的挥发性化合物进行定量分析，并结合气味阈值计算气味活性值，根据气味活性值的大小确定气味化合物对食醋气味的整体贡献值，从而找到对山西老陈醋香气起关键作用的气味成分。