味わいに影響を与える成分の探索および違いの見える化

食品の官能評価は、味覚、嗅覚、触覚、視覚、聴覚という五感を使って行います。近年、評価者の感覚に依存した官能評価に追加して、機器分析により味わいに影響を与える成分の探索や違いを見える化したいというニーズが高まっています。しかしながら、味わいに関与する成分の探索は容易ではなく、そのワークフローは十分に確立されていません。五味以外の曖昧な味わいの指標については、尚更困難です。
日本酒について曖昧な味わい「ふくらみ」に関与する成分の探索と違いの見える化を試行しました。GC-MSとLC-MS/MSを用いて,8種類の日本酒試料中の味関連成分や香気成分を分析しました。部分的最小二乗判別分析(PLS-DA) により、特定の糖、有機酸類や香気成分が「ふくらみ」有無で差異のある成分として抽出されました。また、「ふくらみ」の指標候補パラメーターを使って判別モデルを作成し、未知試料の官能評価結果を判別することも可能です。

日本酒の香気成分

1. 判別分析(PLS-DA)

官能評価結果(「ふくらみ」あり、なし)と分析データを用いて、グループ間の差異が大きい方向を選択し、射影して解析。

 

2. 官能評価に影響を与えるマーカーの抽出(p<0.05など)

2グループ間の差異を解析するt-検定とu-検定を行い、識別候補マーカーを抽出。

Compound
(GC/MS NIST 20、11th Edition)
P-value*
香気成分の特徴
t-test u-test
Isobutanol 0.043052 0.050309  
Isobutyl acetate 0.1046 0.60481 バナナ様吟醸香

*0.05以下では該当成分が1 成分のみだったため、t-test について0.2以下と指定。

 
 

 

3. マーカーの傾向を箱ひげ図で確認

Isobutanol

Isobutyl acetate

 

4. 判別モデル式を用いた未知試料の区別

既知の試料のデータ(教師データ)を用いて、eMSTAT Solutionにより判別モデル(アルゴリズム:Support Vector Machine)を作成、未知試料の属するグループを判別。

Sample サンプルNo. 3 サンプルNo. 6
Repeat No, 1 2 3 1 2 3
Group
(判別結果)
ふくらみなし ふくらみなし ふくらみなし ふくらみあり ふくらみあり ふくらみあり
Score 53 50 51 71 73 74
Isobutanol 459354 471397 467961 561832 572163 577937
Isobutyl
acetate
43286 43744 45125 55372 51578 53556
 
 

日本酒の味関連成分

1. 判別分析(PLS-DA)

 

 

2. 官能評価に影響を与えるマーカーの抽出(p<0.05など)

Compound
(LC/MS 一次代謝MP Ver.3)
P-value 味の特徴
t-test u-test
Cytidine 0.000001 0.000041  
Histamine 0.000055 0.000288  
Adenosine 0.001317 0.000494  
Disaccharide 0.002557 0.002756 甘味
Ornithine 0.005324 0.007775  
Adenine 0.0062322 0.010407  
Malic acid 0.007597 0.024434 酸味
Citric acid 0.031563 0.190250 酸味
Isocitric acid 0.036889 0.093912  
Glyoxylic acid 0.048956 0.113490  
 

3. 成分構成比を確認

有機酸(酸味)と糖(甘味)などの成分間のバランスを比較。

ふくらみあり(No.7)

ふくらみなし(No.1)

 
 

4. 判別モデル式を用いた未知試料の区別

Sample サンプルNo. 3 サンプルNo. 6
Repeat No, 1 2 3 1 2 3
Group
(判別結果)
ふくらみなし ふくらみなし ふくらみなし ふくらみあり ふくらみあり ふくらみあり
Score 100 100 100 100 100 100
Cytidine 14439502 14281103 14691370 7713973 7717597 8282329
Histamine 407178 413855 400957 210084 212920 232184
Adenosine --- --- --- 346401 366569 368241
Disaccharide 34008084 34718275 35002609 48041752 48676300 47720288
Ornithine 477553 509141 505657 334852 317064 328420
Adenine 370565 354402 339789 334590 353056 391475
Malic acid 5106722 5013678 5126396 2097430 2207456 2129184
Citric acid 1748690 1870895 1795181 177285 202658 183412
Isocitric acid 1415712 1570172 1412197 112938 112667 112690
Glyoxylic acid 126021 110586 144080 200200 199104 218363
 

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