基于儀器測定午餐肉在火鍋中燙煮后的感官特征分析

張夢燃　戢得蓉　賈洪峰　徐向波　段麗麗

摘要：為探究不同品牌午餐肉在火鍋中燙煮后的感官特性，篩選出燙煮后綜合品質較好的午餐肉品牌。實驗以世棒午餐肉罐頭、梅林午餐肉罐頭、惠宜午餐肉罐頭3種不同品牌的午餐肉罐頭為研究對象，利用色差儀、電子舌、面部識別技術和感官評價相結合，分別從視覺、嗅覺和味覺3個方面探究午餐肉在火鍋中燙煮后的感官特征。結果表明，在同一鍋底中燙煮2 min的條件下，梅林午餐肉燙煮后的感官評分最高；面部識別分析得出實驗者在食用燙煮后的梅林午餐肉時表現的積極情緒最多；電子舌分析得出燙煮后的梅林午餐肉滋味最好，優于另外兩種；色差分析得出燙煮后的梅林午餐肉色澤更加偏紅、偏黃，符合消費者的飲食習慣和接受程度?？梢缘贸雒妨治绮腿夤揞^在火鍋中燙煮后的感官品質最佳，相比于另外兩種更適合作為火鍋的燙煮食材。該研究將面部識別、電子舌和色差儀技術應用于食品感官特征分析中，為感官鑒評提供了新的思路，彌補了感官評價實驗的個體化差異和表達偏差影響的缺陷。

關鍵詞：午餐肉;火鍋;面部識別;電子舌;感官特征

中圖分類號：TS251.6文獻標志碼：A 文章編號：1000-9973（2024）01-0151-07

Analysis of Sensory Characteristics of Luncheon Meat after Boiling in Hot Pot Based on Instrument Measurement

ZHANG Meng-ranJI De-rongJIA Hong-fengXU Xiang-boDUAN Li-li1*

Abstract： In order to explore the sensory characteristics of different brands of luncheon meat after boiling in hot pot， the luncheon meat brands with better comprehensive quality after boiling are selected. In this experiment， with three brands of canned luncheon meat， namely Shibang， Meilin and Huiyi， as the research objects， by combining the color difference meter， electronic tongue， facial recognition technology and sensory evaluation， the sensory characteristics of luncheon meat after boiling in hot pot are studied from three aspects such as vision， smell and taste. The results show that the sensory score of Meilin luncheon meat is the highest under the condition of boiling for 2 min in the same hot pot seasoning. Facial recognition analysis shows that the experimenters show the most positive emotion when eating boiled Meilin luncheon meat in hot pot. Electronic tongue analysis shows that the taste of boiled Meilin luncheon meat is the best， which is better than that of the other two brands. Color difference analysis shows that Meilin luncheon meat after boiling in hot pot has a more reddish and yellowish color， which is in line with consumers' eating habits and acceptance level. Finally， it can be concluded that the sensory quality of Meilin canned luncheon meat is the best after boiling in hot pot， making it more suitable as hot pot boiling mateial compared to the other two brands. In this study， facial recognition， electronic tongue and color difference meter are applied for the analysis of food sensory characteristics， which has provided a new idea for sensory evaluation and made up for the defects of individual differences and expression bias in sensory evaluation experiments.

Key words： luncheon meat; hot pot; facial recognition; electronic tongue; sensory characteristics

根據我國餐飲行業的市場份額占比，火鍋占比高達13.7%，市場收入突破萬億，成為我國餐飲行業的第一大品類[1]。消費者更注重火鍋的口味、食材質量和食品安全[2]，消費前會對食材的外觀、新鮮度等加以選擇；消費時會從食材燙煮時間、燙煮方式等方面考慮；消費后會根據食材的口感、滋味等進行評價。作為火鍋生產商，若想讓產品更好地迎合消費者的偏好以及開發新市場，就需從產品消費前、消費時和消費后的關鍵因素著手。

食品感官鑒評用于檢驗食品的質量特征，如色澤、香氣、滋味和組織形態等，是一種基于實驗心理學和數學心理學發展起來的測量意識的方法[3-6]。食品感官鑒評實驗需要由受過專門訓練的感官鑒評人員參與[7-9]。人體的感覺，如視覺、聽覺、嗅覺、味覺等，靈敏度極高[10-13]，當人體接受到外界刺激信號后，大腦邊緣系統與神經系統共同處理，將處理結果反映在面部情緒上，同時作為記憶儲存起來[14]。大腦邊緣系統能處理細微差別的刺激信號，捕捉到某些情況下化學分析儀器無法測量的微小差異，并在極短時間內由神經系統傳導反映在人的情緒、肢體動作、激素分泌等生理反應上[15-16]。食品感官鑒評的結論多用語言描述，受感官鑒評表的約束，同時也受到詞匯表達和文化差異的限制[17-19]。感官評價結果通過與電子舌測定結果對比分析，可更加公正、客觀地反映食品的品質。電子舌技術最大的優點在于能快速、無損地對樣品的味覺特征作出客觀的評價[20-23]。行為決策理論認為，要獲得人們的行為偏好，必須了解人的行為模式，面部識別技術正是基于研究潛意識及行為偏好發展起來的技術[24]。面部識別技術采用現代神經科學研究手段，彌補了感官評價實驗受個體文化差異和表達偏差影響的缺陷，能快速、準確地得到人們對食品的喜好程度[25-26]。面部表情不僅僅是情緒的反映，同時也代表著真正的潛意識反應，研究面部表情可以提供定量的情緒狀態測量[27]。將面部識別技術運用在人體功能機理研究[28-30]、包裝設計效果評估[31]等實驗效果明顯，能指導評價行為的偏好程度。將面部識別技術運用在食品領域，主要研究了社會地位、年齡、性別、受教育程度、健康飲食知識和對食物的態度等[32-33]，而將其用在食品口味測試的研究中鮮有報道。研究表明，情緒誘導材料多種多樣，包括視覺誘導、聽覺誘導、嗅覺誘導、多通道誘導等，與食品感官評價的感覺器官相互對應，是理想的用于食品口味測試的新方法[34-39]。

為了探究面部識別技術與食品感官鑒評對食品口味測試的差異，本研究以市售的3種不同品牌的午餐肉為例。午餐肉作為一種常見的罐頭食品，通常也可以作為火鍋食材，經過燙煮后在視覺、味覺和嗅覺方面都有很大的提升，肉質細膩，口感鮮嫩，深受眾多消費者的喜愛。實驗分別從視覺、嗅覺、味覺3個方面進行比較分析，為面部識別技術在食品感官鑒別上的運用提供了實驗依據和理論參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

世棒午餐肉罐頭、梅林午餐肉罐頭、惠宜午餐肉罐頭和海底撈牛油火鍋底料：均購于成都市龍泉驛區沃爾瑪超市。

1.2 儀器設備

Face Reader面部表情分析系統、Media Recorder行為觀察記錄分析系統 荷蘭Noldus公司；Astree電子舌 法國Alpha MOS公司；DG40-H01長虹多功能電鍋 廣東長虹日電科技有限公司；DC-P3新型全自動測色色差計 北京興光測色儀器有限公司。

1.3 樣品制備

將世棒午餐肉罐頭、梅林午餐肉罐頭、惠宜午餐肉罐頭完整取出，切成5 cm×5 cm×1.5 cm的片狀，分別置于3個樣品盤中并依次貼上標簽1， 用于區分樣品的外觀和質地。在多功能電鍋中加入500 mL飲用水，待水沸騰后，根據食用建議要求加入100 g牛油火鍋底料，熬煮至沸騰。然后將剩余的樣品置于火鍋中，根據海底撈火鍋食材燙煮時間表可知，將每份午餐肉燙煮2 min，將燙煮好的樣品立即切成1 cm×1 cm×1.5 cm的肉丁，分別置于3個樣品盤中，貼上標簽A、B、C，用于區分樣品的氣味和食用性。最后將燙熟的樣品進行電子舌和色差測定。

1.4 實驗方法

1.4.1 感官評價方法

參加感官評價的20位食品專業的學生都具備一定感官評定基礎，且預先進行過感官實驗的培訓。每種樣品從看、聞、嘗3個方面進行評價，分別就色澤、光滑度、均一性、香味、腥味、異味、嫩度、油膩度、整體口感9個指標打分，每種指標總分5分，具體標準見表1。感官評價時隨機抽取10名學生組成感官評定小組，從樣品的色澤、組織狀態、氣味、滋味4個方面進行感官評價。每次感官品鑒之前需用飲用水漱口，評價時不能互相討論。

1.4.2 面部表情識別

將用于面部識別的攝像頭安裝在感官評價的實驗小房間內，感官評價人員在進行感官評價前，不知道有攝像頭在錄制視頻。在進行感官評價前，每位感官評價人員觀察樣品10 s，系統基于Active Appearance Model進行面部定位——判斷視頻或圖片中是否存在面部；其次，根據500多個面部特征點之間的距離特征進行面部建模；最后，提取的面部圖像特征數據與數據庫中存儲的特征模板進行匹配，并將匹配的結果輸出。面部表情分析系統會對7種情緒（快樂、悲傷、憤怒、驚訝、懼怕、厭惡和中性）的表現進行計分（0～1分表示從“一點也沒表現”到“完全表現”）。隨后感官評價人員評價樣品的氣味等特征，時間10 s，視頻記錄下感官人員的面部表情。最后感官評價人員評價樣品的口感，視頻記錄儀同樣記錄感官評價人員食用樣品10 s內的表情。以上3個過程都將有工作人員提示，連續進行測定。為保證實驗結果的準確性和同一性，感官評價和面部識別需要同時進行。

1.4.3 電子舌測定

本實驗使用Astree型號的電子舌，采用第六套傳感器，包括AHS-sourness、PKS、CTS-saltiness、NMS-umami、CPS、ANS、SCS 7根傳感器，以Ag/AgCl作為參比電極。準確稱量20.00 g樣品，剁碎，放入裝有200 mL蒸餾水的錐形瓶中，充分攪拌后，靜置10 min。常壓過濾，取濾液80 mL進行分析。分析條件：自動進樣，每個樣品用傳感器采集120 s，各測定5次，取傳感器后3次在120 s時采集的數據作為分析數據。

1.4.4 色差測定

采用全自動色差儀測定樣品的L*、a*、b*，重復測定3次后取平均值。其中a*代表物體的紅綠色，+a*表示偏紅色，－a*表示偏綠色；b*代表物體的黃藍色，+b*表示偏黃色，－b*表示偏藍色；L*代表物體的明亮度，在0～100范圍內L*值越大表示越亮。

1.4.5 數據處理與分析

使用 Microsoft Excel 2019統計整個實驗的數據，利用SPSS 26.0軟件進行實驗數據處理，使用Microsoft Excel 2019和Origin 2021繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 感官評價結果

3種午餐肉從“看”即視覺方面進行評價，午餐肉2的得分均高于其他兩種。色澤、光滑度、均一性得分分別為3.87±0.35，3.87±0.35，3.52±0.71，見圖1。

從“聞”即嗅覺方面進行評價，午餐肉2的香味得分最高，午餐肉1的異味得分最低。從“嘗”即味覺方面評價，午餐肉2的嫩度得分最高，午餐肉3的油膩度得分最高。午餐肉的外部特征、氣味與口感密切相關。色澤、光滑度和均一性是肉制品內部物料混合狀態的體現，物料混合越均勻，表面越光滑，色澤越鮮亮，從而樣品內部顆粒感越弱，彈性增加，進而影響質地。通過以上分析可以得出，午餐肉2的嫩度最優，香味最濃，是口感最佳的午餐肉樣品。

2.2 面部情緒分析結果

由圖2可知，從“看”、“聞”、“嘗”3個方面分析3種午餐肉樣品的情緒表現，這3個感覺反應得到的情緒輪廓類似，但具體細節有所差異。

從“看”（視覺）分析得到的情緒雷達圖見圖2中A～C，能區別樣品口味的情緒是“悲傷”，午餐肉3占比最高，午餐肉2占比最低。受試者進行感官評價前，無影響情緒波動的因素存在，因此受試者的情緒表現與食物有關。悲傷是一種負面情緒，與食物的消極評價有關[40]。在此實驗中，午餐肉3的消極評價更高，午餐肉2的消極評價最低，說明午餐肉2的外部整體特征更能提高實驗者的食欲。從“聞”（嗅覺）分析得到的情緒雷達圖見圖2中D～F，午餐肉1的氣味積極因素更多，“愉悅”情緒占比較大；而午餐肉3的氣味積極因素較少，消極因素更多。說明從氣味上判斷，午餐肉1的氣味更令人有食欲。從“嘗”（味覺）分析得到的情緒雷達圖見圖2中G～I，午餐肉1和午餐肉2的口感“愉悅”情緒顯著高于午餐肉3；而午餐肉1和午餐肉3的“悲傷”情緒顯著高于午餐肉2，說明從口感上判斷，午餐肉2更能提高實驗者的食欲。雖然從嗅覺評價上午餐肉1的氣味最佳，但從視覺和味覺上評價，午餐肉2的外觀和口感最佳。此結論與傳統的感官評價結論一致，午餐肉2是口感最佳的午餐肉樣品。

2.3 面部情緒變化分析結果

2.3.1 多項擬合的相關性分析

由于情緒分析取值為毫秒之間，因此為了避免分析值缺失而影響分析效果，采用多項式擬合觀察情緒變化趨勢，擬合效果見表2。

情緒是機體受到外界刺激做出的反應，涉及到神經系統的喚醒、認知評估、行為沖動、主觀體驗和行為傾向，當刺激持續存在時，情緒會隨之變化而變化[41]。人們對食物是否可口的判斷也是持續變化的過程，這個過程包括食物外觀質地的判斷、氣味的甄別和口感的體驗等，因此圖3～圖5分別從視覺、嗅覺和味覺3個方面，持續觀察了感官評價人員的情緒變化。由圖3～圖5可知，擬合曲線的變化趨勢與實際變化趨勢一致，由表2可知，缺失值較少的曲線擬合效果較好。同時圖3～圖5中也分析了實驗人員的情緒效價和喚醒因素。

2.3.2 基于視覺評價的情緒變化

由圖3可知，當實驗人員觀察食物外觀時，面部基本情緒會有所變化，且各種情緒的響應值大小不同。

實驗人員觀察3種午餐肉時，情緒喚醒響應值維持在0.3左右，機體對樣品的反應強度類似?！爸行浴北硎疚匆饘嶒炚咔榫w表達，“中性”值越高，情緒表達越低?！坝淇臁焙汀绑@奇”的響應值越高，越能說明樣品的可接受度高；而“悲傷”、“憤怒”、“懼怕”和“厭惡”的響應值越高，說明樣品的可接受度越低。為了描述便利，本文將“中性”標為情緒壓制，“愉快”和“驚奇”2種情緒稱為積極情緒，“悲傷”、“憤怒”、“懼怕”和“厭惡”4種情緒稱為消極情緒。從視覺上分析，午餐肉2引起實驗者的情緒表達最高，午餐肉1最低；午餐肉3的積極情緒響應值明顯低于另外兩種，而午餐肉1比午餐肉2更能使人感到愉悅。從觀測時間上看，午餐肉1“愉快”響應值突降的時間正是午餐肉2“驚奇”響應值陡增的時間，說明情緒的分配是不平衡的，也可以反映出隨著觀察深入，午餐肉2的某些特征更能獲取實驗者的青睞。從消極情緒上看，3種午餐肉“憤怒”和“厭惡”的響應值接近，而“悲傷”和“懼怕”的響應值差異更顯著，而這兩種消極情緒都表明午餐肉3的接受度最低，午餐肉2的接受度最高。此結論和傳統的感官評價結論一致，都表明午餐肉2的外觀更能讓人相信食物“美味”。

2.3.3 基于嗅覺評價的情緒變化

由圖4可知，從嗅覺上判斷3種午餐肉的可接受程度，情緒喚醒響應值維持在0.25左右，實驗的情緒響應值在正常范圍內。

從情緒壓制上看，同樣地，午餐肉2引起的情緒反應最高；從積極情緒上觀察，午餐肉2在第8 s時“愉悅”響應值突然增加，對應午餐肉1的響應值下降；而午餐肉2的“驚奇”響應值顯著高于另外兩種樣品；從消極情緒上觀察，午餐肉3的氣味更使人“懼怕”和“憤怒”，午餐肉2更讓人容易接受，這可能與午餐肉3有較多腥味、午餐肉2香味較高有關。以上結論都表明，午餐肉2從嗅覺上判斷，也是最能使人接受的一種樣品，此結論與感官評價吻合。

2.3.4 基于味覺評價的情緒變化

味覺實驗時的面部情緒識別結果見圖5，情緒喚醒響應值維持在0.25左右，實驗的情緒反應值可靠。

由圖5可知，午餐肉2的情緒反應最高，午餐肉1的情緒反應最低；從積極情緒上分析，午餐肉2使人感到“愉快”和“驚奇”，午餐肉1次之，午餐肉3最低。從消極情緒上判斷，午餐肉3令人感到“悲傷”和“厭惡”，午餐肉1令人感到“憤怒”和“懼怕”，說明午餐肉3的口感更不盡如人意，而午餐肉1的口感與實驗者期待的滋味差別較大。因此，味覺實驗表明，午餐肉2的口感可接受度最高，這與感官評價的結論一致。

2.4 電子舌分析結果

采用電子舌分析午餐肉在火鍋中燙煮后的滋味雷達圖，見圖6?？梢缘贸鲭娮由嗟膫鞲衅飨鄬姸戎荡嬖诿黠@差異，表明不同樣品的滋味可以用電子舌進行有效地區分。

電子舌可以測定出樣品的酸、甜、咸、鮮和苦5種味覺，其相對強度值從大到小的順序為酸味>咸味>鮮味，即午餐肉1＞午餐肉2＞午餐肉3，甜味為午餐肉3＞午餐肉2＞午餐肉1，苦味為午餐肉1＞午餐肉3＞午餐肉2，不同樣品的滋味存在明顯差異。午餐肉1在鮮味、咸味和苦味上貢獻比較突出，可能是因為午餐肉1中含有高濃度的無機物等咸味物質和氨基酸等鮮味物質，并且午餐肉1的苦味最強，甜味最弱，滋味較差。午餐肉2在酸味、咸味、鮮味和甜味的貢獻上居中，并且苦味最低，滋味較好。午餐肉3在甜味的貢獻上比較突出，可能是因為午餐肉3中含有高濃度的蔗糖。但午餐肉3的酸味、咸味和鮮味都偏低，滋味較差。綜上所述，3種不同品種的午餐肉在火鍋中燙煮后，在三者中滋味最好的是午餐肉2，更符合消費者的接受程度，其次是午餐肉3和午餐肉1。通過電子舌滋味分析表明，午餐肉2的滋味可接受度最高，這與感官評價的結論一致。

2.5 色差分析結果

3種午餐肉在火鍋中燙煮后的色差數據分析結果見表3。在火鍋中燙煮后的午餐肉的色澤是其重要的品質指標之一，影響著消費者的食欲和對其的接受程度。3種午餐肉在火鍋中燙煮后，相比于未燙煮的顏色都有較大變化，重點分析了午餐肉燙煮后的呈色情況。

從色差的3個指標來看，午餐肉2的L*值最高（3.73），高于其他品種且有顯著性差異，表明午餐肉2的光澤度更高；午餐肉2的a*值最高（1.84），色澤偏紅，3種樣品的色澤都偏紅，無顯著性差異；午餐肉2的b*值最高（3.56），高于其他品種且有顯著性差異，表明午餐肉2的色澤偏黃。在火鍋中燙煮后的午餐肉色澤偏紅、偏黃，更符合消費者的飲食習慣和接受程度。由色差結果可以看出，午餐肉2在火鍋中燙煮后，呈色比其他品種好，更有食欲。

3 結論

為研究不同品種的午餐肉在同一火鍋鍋底中燙煮后的感官特性，本實驗以3種不同品牌的午餐肉罐頭為研究對象，通過感官評價判斷出3種午餐肉燙煮后的接受程度；通過面部識別技術分析消費者在進行感官評價時的表情及情緒變化，從而得到消費者對該食品的喜好或厭惡程度；通過電子舌分析得出3種午餐肉燙煮后的滋味差異情況；通過色差儀辨別出3種午餐肉燙煮后的顏色及光澤情況。實驗結果表明，在同一鍋底中燙煮2 min的條件下，梅林午餐肉在火鍋中燙煮后的感官得分最高；面部識別技術分析得出實驗者在食用燙煮后的梅林午餐肉時表現的積極情緒最多，消極情緒最少，與感官評價結論一致；電子舌分析得出燙煮后的梅林午餐肉滋味最好，優于另外兩種；色差分析得出燙煮后的梅林午餐肉色澤更加偏紅、偏黃，符合消費者的飲食習慣和接受程度。最終得出梅林午餐肉在火鍋中燙煮后的感官品質最佳，相比于另外兩種更適合作為火鍋的燙煮食材。通過分析得出面部識別結果、色差分析結果、電子舌分析結果與感官評價結論一致，將面部識別技術運用在食品感官評價中是一次成功的嘗試。面部識別技術可以分析出人體潛意識的真實反應，能較客觀地反映人體情緒變化，直觀地反映人們對刺激物的喜愛或者厭惡程度，甚至面部情緒的細微變化也能敏銳地反映出來。綜上所述，通過面部識別、仿生感官（色差和電子舌）和人工感官相結合，可以使感官特征分析更加準確科學，彌補感官評價實驗的個體化差異和表達偏差影響的缺陷。

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收稿日期：2023-07-23

基金項目：四川旅游學院科研創新團隊項目（19YSCTUTY04）；四川旅游學院高水平科研項目培育專項（2022PY02）；川菜人工智能重點實驗室科研項目（CR23Z15）

作者簡介：張夢燃（1999－），男，碩士研究生，研究方向：食品加工。

*通信作者：段麗麗（1980－），女，教授，博士，研究方向：食品分析與檢測。