羅 章 辜雪冬 馬美湖 孫術(shù)國(guó)，3* 耿 放

（1西藏農(nóng)牧學(xué)院食品科學(xué)學(xué)院 西藏林芝 860000

2華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院 武漢 430070

3中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 長(zhǎng)沙 410004）

牦牛是生活于青藏高原地區(qū)的一種原始種牛，主要分布在西藏、青海、甘肅、新疆、云南和四川等地，全球92%的牦牛生活于此地區(qū)[1-2]，由于海拔高、氣候寒冷的氣候特點(diǎn)，所以形成了獨(dú)特的遺傳性能[3]。牦牛肉因具有天然無(wú)污染、肉質(zhì)鮮美、風(fēng)味獨(dú)特的特點(diǎn)，故近些年來(lái)愈來(lái)愈受到消費(fèi)者的青睞[4-5]。在牦牛肉的貯運(yùn)和消費(fèi)過程中，新鮮度作為一個(gè)綜合反映牦牛肉品質(zhì)及安全性的指標(biāo)，具有重要的意義[6]。評(píng)價(jià)牦牛肉新鮮度的檢測(cè)方法與一般牛肉相似，主要包括感官評(píng)價(jià)、微生物和理化檢測(cè)[7]。感官評(píng)價(jià)易受個(gè)體主觀因素的影響，而微生物和理化指標(biāo)的檢測(cè)存在耗時(shí)、費(fèi)力等缺點(diǎn)[8]。需要尋求一種客觀、準(zhǔn)確和快速的牦牛肉新鮮度檢測(cè)方法。

電子鼻（Electronic nose，EN）作為一種集檢測(cè)、分析和識(shí)別復(fù)雜揮發(fā)性成分等功能于一體的新型儀器，其樣品處理簡(jiǎn)單、檢測(cè)和分析快捷、試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，越來(lái)越受到食品科研工作者的重視[9-11]。近年來(lái)，針對(duì)一些富含揮發(fā)性成分的樣品，出現(xiàn)了基于氣味指紋技術(shù)的新鮮度檢測(cè)方法，且已在各種動(dòng)物制品中進(jìn)行了應(yīng)用[12-15]。隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，肉類制品新鮮度下降，在此過程總產(chǎn)生較多的揮發(fā)性物質(zhì)，肉的總體氣味發(fā)生劇烈變化[16]，因而可使用電子鼻對(duì)肉類的新鮮度進(jìn)行辨別和檢測(cè)。

本試驗(yàn)采用電子鼻分析技術(shù)，考察4，25，37℃溫度、不同貯藏時(shí)間條件下鮮牦牛肉揮發(fā)性成分的變化規(guī)律；通過對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)與感官評(píng)定和揮發(fā)性鹽基氮（TVBN）之間相關(guān)性的研究，建立預(yù)測(cè)牦牛肉新鮮度的數(shù)學(xué)模型，為利用電子鼻技術(shù)快速檢測(cè)牦牛肉的新鮮度提供理論依據(jù)和研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 原料 牦牛來(lái)自西藏區(qū)貢布江達(dá)縣種薩鄉(xiāng)天然牧場(chǎng)，選取發(fā)育正常、健康無(wú)病、年齡在5歲左右的成年公牦牛，宰殺后取大腿肌，冷凍貯運(yùn)，4℃解凍后用于試驗(yàn)。

1.1.2 主要試劑 氧化鎂、硼酸、鹽酸、乙醇、甲基紅、碳酸鈉都為分析純，次甲基藍(lán)為化學(xué)純，均購(gòu)買于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.3 主要儀器 Fox 4000氣味指紋分析儀，法國(guó)Alpha MOS公司；Yc-950L冷藏箱，中科美菱低溫科技有限公司；GDS-100恒溫恒濕試驗(yàn)箱，蘇州鑫達(dá)試驗(yàn)設(shè)備有限公司；HWS-250恒溫恒濕培養(yǎng)箱，寧波海曙賽福實(shí)驗(yàn)儀器廠；SW-CJ-2D雙人單面凈化工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司；半定量定氮器，銘泰科教儀器設(shè)備有限公司；微量滴定管，武漢玻璃儀器廠；SZ-93自動(dòng)雙重純水蒸餾器，上海亞榮生化儀器廠；DW-FL90/135超低溫冰箱，中科美菱低溫科技有限公司；SX24-10馬弗爐，上海索譜儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 牦牛肉的貯藏與取樣 取解凍后的牦牛肉，在凈化工作臺(tái)內(nèi)分割成約15 g的方形小塊。將肉塊隨機(jī)分成3組，均勻擺放在托盤中，用保鮮膜覆蓋后分別貯藏于4℃冷藏箱、25℃和37℃恒溫恒濕箱內(nèi)。4℃樣品每24 h取樣一次，共測(cè)定7次；25℃和37℃樣品每12 h取樣一次，共測(cè)定5次。取樣時(shí)，每樣品取肉塊3塊，分別對(duì)肉塊進(jìn)行電子鼻檢測(cè)、感官評(píng)定和揮發(fā)性鹽基氮測(cè)定。所有樣品均按照“溫度-時(shí)間”的格式進(jìn)行編號(hào)，如4℃下貯藏12 h的樣品編號(hào)為“4-12”。

1.2.2 氣味指紋分析 取樣后將肉塊用干凈刀具切成肉糜狀，準(zhǔn)確稱取2.00 g樣品，裝入自動(dòng)進(jìn)樣瓶中（5 mL），立即壓蓋封口，使用電子鼻對(duì)其進(jìn)行揮發(fā)性成分分析。電子鼻檢測(cè)參數(shù)如下：樣品平衡溫度45℃，平衡時(shí)間為10 min；進(jìn)樣體積2 500 μL，進(jìn)樣時(shí)間3 s，進(jìn)樣針溫度45℃；載氣為潔凈干燥空氣，流速200 mL/min；數(shù)據(jù)采集延遲時(shí)間180 s，清洗時(shí)間90 s。每樣品6個(gè)平行，每批次樣品在取樣后1.5 h內(nèi)完成所有檢測(cè)[17-20]。

1.2.3 感官評(píng)價(jià) 該試驗(yàn)選取感官評(píng)定成員20人，其中10位是感官經(jīng)驗(yàn)豐富的專家，其余10人為本課題組經(jīng)過嚴(yán)格篩選的社會(huì)人員。感官評(píng)價(jià)時(shí)樣品隨機(jī)編號(hào)，隨機(jī)評(píng)定，每次評(píng)定由每個(gè)評(píng)定成員單獨(dú)進(jìn)行，相互不接觸交流。在每次取樣時(shí)對(duì)牦牛肉的外觀和氣味進(jìn)行描述，具體指標(biāo)包括色澤、黏度、彈性和氣味[21]。在良好的自然光線下，首先對(duì)表面色澤、外部狀態(tài)進(jìn)行觀察，并檢查表面氣味；然后將肉塊切開，嗅其內(nèi)部氣味，用手指按壓肉塊，感觸硬度和黏度，并觀察按壓后回復(fù)的速度和程度。感官評(píng)價(jià)完成后按照表1的標(biāo)準(zhǔn)[4，22]，對(duì)肉塊新鮮程度進(jìn)行判定，若同一樣品出現(xiàn)不同判定結(jié)果時(shí)，以多數(shù)人的判定結(jié)果為準(zhǔn)。

表1 鮮牦牛肉感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation standards of fresh yak meat

1.2.4 揮發(fā)性鹽基氮測(cè)定 揮發(fā)性鹽基氮按照GB/T5009.44-2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中半微量凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定。具體方法如下：剔除樣品肉塊中的脂肪、筋膜和腱，切成小塊后用剪刀剪碎，攪勻后稱取約10 g，置于錐形瓶中，加100 mL水，常溫下振搖浸漬30 min后過濾；取10 mL硼酸吸收液置于錐形瓶中，加入5～6滴混合指示液，將錐形瓶置于冷凝管下端，并使其下端插入溶液液面以下，準(zhǔn)確吸取5.0 mL上述濾液于蒸餾器反應(yīng)室內(nèi)，加5.0 mL氧化鎂混懸液（10 g/L），迅速蓋塞密閉后進(jìn)行蒸餾，蒸餾5 min即完成；將吸收液用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，終點(diǎn)至藍(lán)紫色。同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。滴定重復(fù)3次，按下列公式計(jì)算結(jié)果，保留3位有效數(shù)字。

式中，X——樣品中揮發(fā)性鹽基氮的值；V1和V2分別為空白和樣品消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）；c——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）；m——試樣質(zhì)量（g）。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析和模型建立 采用Office Excel軟件對(duì)電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行均值、方差和計(jì)算；使用電子鼻自帶的Multivariate Statistics軟件（AlphaSoft software）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（PCA），檢測(cè)分析同一檢測(cè)任務(wù)條件下各傳感器真利潤(rùn)的信號(hào)“表征特征”。數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選后，采用SAS V8.1 軟件（SAS Institute，Cary，NC，USA）進(jìn)行多元回歸分析，并建立數(shù)學(xué)模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏時(shí)間對(duì)牦牛肉揮發(fā)性成分的影響

對(duì)4，25和37℃條件下牦牛肉揮發(fā)性成分隨貯藏時(shí)間的變化進(jìn)行分析。由圖1可見，除LY2/g CT外，其他17種傳感器對(duì)牦牛肉揮發(fā)性成分的響應(yīng)值均較高，說明鮮牦牛肉揮發(fā)性成分較為豐富。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，牦牛肉脂肪氧化加重，同時(shí)微生物逐漸繁殖，分解、代謝產(chǎn)物增多，因此揮發(fā)性成分亦增多[23]。檢測(cè)數(shù)據(jù)與之符合，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，3種溫度下電子鼻各傳感器的響應(yīng)值均有增加的趨勢(shì)。但4℃下120，144 h和37℃下48 h時(shí)的揮發(fā)性成分卻稍有下降，這可能是由于，隨著貯藏進(jìn)入后期，脂肪氧化和微生物的繁殖都進(jìn)入一個(gè)“平臺(tái)期”，揮發(fā)性成分增加有限，而隨著持續(xù)揮發(fā)和消耗，總量有所減少。

經(jīng)進(jìn)一步的分析可知，雖然各傳感器的響應(yīng)值隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但不同傳感器對(duì)牛肉揮發(fā)性成分的識(shí)別度不同，因此其增加幅度也不同。以4℃貯藏溫度下的電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)為例，LY2/LG、LY2/G、LY2/AA、LY2/GH、LY2/gCTL和LY2/gCT等6種傳感器響應(yīng)值可增加5～15倍，T30/1、T70/2、PA/2、P30/1、P40/2、P30/2和T40/2 等 7 種傳感器響應(yīng)值增加約2倍左右，而P10/1、P10/2、P40/1、T40/1、TA/2等 5種傳感器響應(yīng)值僅增加15%～40%。已知LY2/AA傳感器對(duì)乙醇、丙烷等物質(zhì)靈敏，PA/2傳感器對(duì)氨水和胺類化合物較靈敏[24]，由此可見，本試驗(yàn)將更加關(guān)注LY2/AA和PA/2傳感器識(shí)別度，其信號(hào)作為判別肉的新鮮度的重要參考。由圖1數(shù)據(jù)可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，上述2種傳感器在牦牛肉貯藏過程中，變化的確較大，具有較好的識(shí)別度，也直接反映了牦牛肉中醇類和胺類化合物增加幅度較大。

肉的腐敗主要是由脂肪等成分氧化和微生物繁殖導(dǎo)致[25]。在這一過程中，蛋白質(zhì)逐漸分解為多肽和氨基酸，氨基酸進(jìn)一步分解可產(chǎn)生硫化氫、氨、酚類和胺類物質(zhì)[26]；脂類可被分解為游離脂肪酸和神經(jīng)堿等，或被氧化為低分子內(nèi)酯類、醇類、醛類、酮類及羧酸類物質(zhì)[27]。這些小分子分解或氧化產(chǎn)物均具有一定的揮發(fā)性。因此，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，其揮發(fā)性成分逐漸增多，電子鼻氣味傳感器的響應(yīng)值也逐漸增大。

2.2 貯藏溫度對(duì)牦牛肉氣味指紋的影響

為了考察不同貯藏溫度對(duì)牦牛肉氣味指紋的影響，選取了3中貯藏溫度下0，24和48 h時(shí)牦牛肉的電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。由圖2可知，貯藏開始時(shí)，3種溫度下牦牛肉電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)的雷達(dá)圖基本重疊，揮發(fā)性成分總體較為一致。貯藏24 h后，揮發(fā)性成分的總體輪廓擴(kuò)大，特別是37℃下樣品的一些傳感器響應(yīng)值已達(dá)到或接近其上限，與25℃和4℃條件下的樣品產(chǎn)生了較大的差異，由此可見，在較高溫度下牦牛肉產(chǎn)生了更多的揮發(fā)性成分。隨著貯藏時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，在48 h時(shí)，3種溫度下牦牛肉揮發(fā)性成分的總體輪廓進(jìn)一步擴(kuò)大，25℃和4℃下的樣品亦產(chǎn)生了較大差異。此結(jié)果亦表明各傳感器對(duì)貯藏過程中牦牛肉揮發(fā)性成分識(shí)別度差異，對(duì)于可以反映牛肉腐敗的LY2/AA和PA/2傳感器來(lái)說，由圖2判斷PA/2傳感器對(duì)分析牦牛肉新鮮度效果更好。

溫度越高，脂肪氧化等各種化學(xué)反應(yīng)和微生物繁殖速度越快，因此各種氧化產(chǎn)物和微生物分解產(chǎn)物也越多[28]。牦牛肉各種營(yíng)養(yǎng)成分豐富，水分活度高，在37℃條件下，是微生物的天然培養(yǎng)基，在貯藏24 h后，微生物特別是霉菌大量繁殖，產(chǎn)生豐富的揮發(fā)性成分，因此電子鼻各傳感器的響應(yīng)值大大增加。由于不同溫度條件下微生物生長(zhǎng)速度存在差異，當(dāng)貯藏48 h時(shí)，不同溫度條件下樣品的總體風(fēng)味輪廓顯現(xiàn)出顯著的差異。

圖1 牦牛肉揮發(fā)性成分隨貯藏時(shí)間的變化Fig.1 Volatile composition of yak meat changes with storage time

2.3 牦牛肉電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)的主成分分析（PCA）

由以上分析可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)和貯藏溫度的升高，牦牛肉揮發(fā)性成分均表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。為了總體考察不同貯藏時(shí)間和不同溫度下所有樣品的揮發(fā)性成分變化規(guī)律，對(duì)所有樣品的電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了主成分分析（PCA）。

圖2 貯藏溫度對(duì)牦牛肉揮發(fā)性成分的影響Fig.2 The influence of storage temperature on volatile composition of yak meat

主成分分析是一種分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，其目的是在多維數(shù)據(jù)空間中，尋找到一組合適的特征向量，將原有的高維數(shù)據(jù)投影為較低維的數(shù)據(jù)空間，并在此過程中保留數(shù)據(jù)的主要信息，以便在所有的特征中提取主要特征[29-30]。在本試驗(yàn)中，通過主成分分析，可以將所有18種傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)的主要特征提取出來(lái)，在保留數(shù)據(jù)信息的前提下簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)，從而使樣品間的數(shù)據(jù)分析變得簡(jiǎn)便和直觀。

使用電子鼻自帶的數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)17個(gè)牦牛肉樣品的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如圖3所示。由圖可見，樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)分布具有一定的規(guī)律，“4-0”、“4-24”、“4-48”、“25-0”、“25-12”、“25-24”、“37-0”和“37-12”等處于貯藏前期的樣品均分布于右側(cè)，其他貯藏后期的樣品分布于左側(cè)。牦牛肉樣品電子鼻的檢測(cè)數(shù)據(jù)主成分1（PC1）貢獻(xiàn)率為 84.465%，主成分 2（PC2）貢獻(xiàn)率為10.384%，表明主成分可以大致反映樣品信息，樣品之間具有有效的區(qū)分。

隨著貯藏的進(jìn)行，牦牛肉新鮮度逐漸下降，而從PCA結(jié)果表明，電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)與牦牛肉的新鮮度具有一定的相關(guān)性。為了驗(yàn)證這一推斷，后面試驗(yàn)進(jìn)一步討論、分析牦牛肉氣味指紋特征與其新鮮度之間的關(guān)系，對(duì)電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)與牦牛肉感官評(píng)價(jià)結(jié)果及揮發(fā)性鹽基氮測(cè)定值之間的相關(guān)性進(jìn)行了研究。

圖3 牦牛肉揮發(fā)性物質(zhì)的PCA圖Fig.3 PCA diagram of the volatile substances of yak meat

2.4 牦牛肉的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)不同貯藏條件下的17組牦牛肉樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，從色澤、黏度、彈性、和氣味4個(gè)主要方面進(jìn)行考察，根據(jù)表1的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所有取樣的牦牛肉進(jìn)行評(píng)判，結(jié)果見表2。隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，牦牛肉樣品的色澤、黏度、彈性和氣味的感官評(píng)級(jí)均逐漸下降。4℃下樣品的感官指標(biāo)下降較慢，貯藏96 h時(shí)由“新鮮”降為“次鮮”，而25℃和37℃樣品下降較快，分別在36 h和24 h時(shí)將為“次鮮”。

根據(jù)感官評(píng)價(jià)，樣品“4-0”、“4-24”、“4-48”、“4-72”“25-0”、“25-12”、“25-24”、“37-0”和“37-12”為“新鮮”，樣品“4-96”、“4-120”、“25-48”和“37-24”為“次鮮”，樣品“4-144”、“25-48”、“37-36”和“37-48”被判定為“變質(zhì)”。由 2.1 節(jié)中 LY2/AA和PA/2傳感器對(duì)牦牛肉貯藏過程中與腐敗直接關(guān)系的醇類和胺類化合物較為敏感，作為牦牛肉新鮮程度的表征特征。結(jié)合線性相關(guān)性分析，結(jié)果表明感官評(píng)定結(jié)果與樣品電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)的PCA結(jié)果確實(shí)存在一定的相關(guān)性，圖3中PC1大于0的樣品可判定為“新鮮”，而PC1小于0的樣品多被判定為“次鮮”和“變質(zhì)”，表明牦牛肉電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)確可作為其新鮮度的評(píng)價(jià)依據(jù)。

雖然對(duì)牦牛肉新鮮度的感官評(píng)價(jià)結(jié)果接近一般消費(fèi)者的判斷標(biāo)準(zhǔn)，但感官評(píng)價(jià)易受評(píng)價(jià)者個(gè)人主觀性和偏好性的影響，因此，需要進(jìn)一步以較為客觀的理化指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)牦牛肉電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)與其新鮮度的相關(guān)性進(jìn)行研究。

表2 牦牛肉感官評(píng)定結(jié)果Table 2 The sensory evaluation results of yak meat

2.5 貯藏過程中牦牛肉TVBN值測(cè)定結(jié)果

揮發(fā)性鹽基氮是能夠比較準(zhǔn)確反映鮮肉制品新鮮程度的指標(biāo)。不同貯藏溫度下，牦牛肉樣品的TVBN值隨貯藏時(shí)間的變化見圖4。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，牦牛肉的TVBN值逐漸增加，且增加速度有逐漸加快的趨勢(shì)，表明在貯藏后期牦牛肉新鮮度急劇下降。

對(duì)比感官評(píng)定結(jié)果和TVBN測(cè)定結(jié)果，兩者具有較好的一致性：TVBN值小于10 mg/100 g時(shí)，感官評(píng)定結(jié)果多為 “新鮮”；TVBN值大于10 mg/100 g而小于15 mg/100 g時(shí)，感官評(píng)定結(jié)果多為“次鮮”；“變質(zhì)”肉的TVBN值則大于18 mg/100 g。

圖4 牦牛肉貯藏過程中揮發(fā)性鹽基氮（TVBN）測(cè)定結(jié)果Fig.4 Results of volatile basic nitrogen（TVBN）of yak meat during storage

2.6 電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)與牦牛肉TVBN值的相關(guān)性分析

由上分析可知，TVBN值能夠客觀、準(zhǔn)確地反映牦牛肉的新鮮程度。為了探討牦牛肉揮發(fā)行成分與其新鮮度之間的關(guān)系，以TVBN值為依據(jù)，對(duì)電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)與牦牛肉TVBN值的相關(guān)性分析進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

2.6.1 電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)的篩選 由2.1節(jié)分析可知，樣品“4-120”、“4-144”和“37-48”由于貯藏時(shí)間過久，揮發(fā)性成分有所下降，而樣品“37-24”和“37-36”部分傳感器的響應(yīng)值出現(xiàn)過載現(xiàn)象，因此，以上樣品的檢測(cè)數(shù)據(jù)予以剔除。

某些揮發(fā)性成分波動(dòng)大或傳感器對(duì)其響應(yīng)不夠穩(wěn)定，使一些檢測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方差較大，其中“LY2/LG”、“LY2/G”、“LY2/AA”、“LY2/GH”、“LY2/gCTL”、“LY2/gCT”、“T70/2”和“P30/2”傳感器的響應(yīng)值均出現(xiàn)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方差（RSD）大于10%，加之這些傳感器所檢測(cè)的信號(hào)變化，對(duì)牦牛肉貯藏過程中與腐敗相關(guān)的主成分變化匹配度低（結(jié)合感官評(píng)定），因此剔除上述傳感器的數(shù)據(jù)。

按照上述條件對(duì)電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，將篩選后的數(shù)據(jù)（表3）用于后續(xù)的相關(guān)性分析。

表3 經(jīng)過篩選后的電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)Table 3 The electronic nose data have been screened

2.6.2 傳感器響應(yīng)值與TVBN值的相關(guān)性 經(jīng)過篩選后，對(duì)10種傳感器的響應(yīng)值與TVBN值的相關(guān)性進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果顯示，10種傳感器與TVBN值均具有較好的相關(guān)性（圖5），相關(guān)系數(shù)均大于0.800（表4），最高可達(dá)0.953，這些優(yōu)選的傳感器響應(yīng)值可以作為牦牛肉新鮮度評(píng)價(jià)的依據(jù)[31]。

盡管這種相關(guān)性僅能體現(xiàn)單個(gè)傳感器與TVBN值之間的關(guān)系，為了整體評(píng)價(jià)所有10種傳感器響應(yīng)值與牦牛肉TVBN值的相關(guān)性，仍需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析。

圖5 傳感器響應(yīng)值與TVBN之間的相關(guān)性Fig.5 Relationship between sensor response value and TVBN

表4 傳感器響應(yīng)值與TVBN的相關(guān)系數(shù)（R）Table 4 The correlation coefficient（R）of sensor response value and TVBN

2.6.3 多元線性回歸分析建立數(shù)學(xué)模型 多元線性回歸廣泛應(yīng)用于一個(gè)隨機(jī)變量與多個(gè)變量之間相關(guān)關(guān)系的分析。在現(xiàn)實(shí)問題研究中，某一問題（因變量）往往受到不止一個(gè)因素（自變量）的影響，因此需要使用多個(gè)因素作為自變量來(lái)解釋因變量的變化[32]。當(dāng)多個(gè)自變量與因變量之間為線性關(guān)系時(shí)，所進(jìn)行的回歸分析即為多元線性回歸。在多元性回歸模型中，參數(shù)估計(jì)是在誤差平方和為最小的前提下，采用最小二乘法求得[33]。

在本試驗(yàn)中，假設(shè)TVBN值為因變量（y），10種傳感器的響應(yīng)值為自變量（x），即可通過多元線性回歸建立傳感器的響應(yīng)值與TVBN值之間的線性關(guān)系。一階多元線性回歸的數(shù)學(xué)模型為：

y=β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6+β7x7+β8x8+β9x9+β10x10+ε

其中，β0為常數(shù)項(xiàng)，其中x1-x10分別為10種傳感器的響應(yīng)值，y為TVBN值，ε為隨機(jī)誤差，表示其他隨機(jī)因素引起的y值變化。采用零均值假設(shè)，通過SAS軟件計(jì)算，得回歸模型的決定系數(shù)（RSquare）為 0.9983，調(diào)整決定系數(shù)（Adj R-Sq）為0.9812，剩余標(biāo)準(zhǔn)差（Root MSE）為 0.18561。各因素回歸系數(shù)計(jì)算結(jié)果如見表5。

表5 多元線性回歸系數(shù)與檢驗(yàn)Table 5 Multiple linear regression coefficients and test

于是方程為：

y=-130.7－16.8 x1－119.6 x2+975.9 x3+15.8 x4－114.0 x5+66.6 x6+3.2 x7+28.2 x8－219.3 x9－333.1 x10

根據(jù)此方程計(jì)算TVBN的預(yù)測(cè)值，與實(shí)際檢測(cè)值進(jìn)行比較，結(jié)果見表6，各樣品預(yù)測(cè)值與檢測(cè)值之間的殘差均較小，且在“0”值附近呈隨機(jī)分布，表明該模型對(duì)TVBN值的預(yù)測(cè)具有較高的準(zhǔn)確性。

表6 回歸模型的檢驗(yàn)Table 6 The assessment of regression model

3 小結(jié)

貯藏時(shí)間和貯藏溫度對(duì)牦牛肉揮發(fā)性成分均有較大的影響。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各傳感器的響應(yīng)值均表現(xiàn)為增加的趨勢(shì)。不同傳感器的增加幅度不同，其中LY型傳感器的響應(yīng)值可增加5～15倍，T30/1等7種傳感器響應(yīng)值增加約2倍左右，而P10/1等5種傳感器響應(yīng)值僅增加15%～40%，這表明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，牦牛肉中醇類和胺類化合物增加幅度較大。在相同貯藏時(shí)間下，溫度越高各傳感器的響應(yīng)值越大，表明高溫有利于反應(yīng)和微生物的繁殖，從而產(chǎn)生更多的揮發(fā)性物質(zhì)。

主成分分析結(jié)果表明，處于貯藏前期的樣品與貯藏后期樣品具有不同的分布區(qū)域，各樣品之間能夠有效區(qū)分。牦牛肉樣品感官評(píng)價(jià)結(jié)果與主成分分析結(jié)果具有較好的一致性，主成分分析分布于右側(cè)的樣品多被判定為“新鮮”，而分布于左側(cè)的樣品多被判定為“次鮮”和“變質(zhì)”。

當(dāng)TVBN值為10 mg/100 g時(shí)，感官評(píng)定結(jié)果多為“新鮮”向“次鮮”轉(zhuǎn)變，“變質(zhì)”肉的 TVBN值則大于18 mg/100 g。各傳感器響應(yīng)值與TVBN之間均具有較高的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)均大于80.0%，最高可達(dá)95.3%。通過多元線性回歸對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立了10種傳感器響應(yīng)值與TVBN值之間的數(shù)學(xué)模型，該模型相關(guān)系數(shù)達(dá)到?jīng)Q定系數(shù)可達(dá)到0.9983，調(diào)整決定系數(shù)為0.9812，剩余標(biāo)準(zhǔn)差為0.18561，表明該模型具有較高的可靠性，可用于牦牛肉新鮮度的預(yù)測(cè)。