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
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。
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 |