電子鼻(氣味分析系統(tǒng))是一種氣味分析儀器,又稱人工嗅覺系統(tǒng),是在材料科學(xué)和傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,利用各種傳感器的仿生學(xué)技術(shù),模仿人類嗅覺細(xì)胞的工作模式,實現(xiàn)對氣體、氣味的檢測。稻米等糧谷產(chǎn)品由于不同的產(chǎn)地、不同的品種、不同的生長環(huán)境、不同的生長期、不同的加工條件等多變量的影響下,整體氣味也會有所不同,而電子鼻(氣味分析系統(tǒng))的傳感器對不同的氣味會表現(xiàn)出不同的響應(yīng)度,從而達(dá)到區(qū)分鑒別的目的。食品的風(fēng)味是評價食品質(zhì)量的重要因素,沒有人愿意買風(fēng)味很差的食品。然而評價食品風(fēng)味是一項很復(fù)雜的工作,不僅需要評價風(fēng)味本身,還需要看消費者對這種風(fēng)味的接受程度。所以風(fēng)味評價需要從感覺上、化學(xué)或物理等多方面來進(jìn)行分析。風(fēng)味物質(zhì)的活性成份可以用氣相色譜法和GC-MS測量得到。但是化學(xué)分析儀器是復(fù)制的。目前還沒有通用的分離方法,用于揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的全色譜分析。但已經(jīng)建立了一些分離技術(shù),包括液體與液體的分離,液體與固體的分離,固相提取,快速溶劑提取,頂空分析,空氣抽取,直接熱解吸法等等。這些技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用了很多年,但是簡單樣品制備,甚至是無需樣品制備的情況下分析風(fēng)味,目前只有電子鼻(氣味分析系統(tǒng))可以做到,或者是人的感官嗅聞。因此近幾年利用電子鼻(氣味分析系統(tǒng))測試食品的風(fēng)味全面興起,給科研和產(chǎn)品研發(fā)帶了了便利。下面我們介紹電子鼻(氣味分析系統(tǒng))的各方面應(yīng)用。
電子鼻(氣味分析系統(tǒng))基于稻米不同成長期品質(zhì)變化的研究應(yīng)用
從上圖可以看出,主成分1和主成分2的總貢獻(xiàn)率為97.7%,基本可以代表樣品的整體信息。10個稻米樣品分布在圖中的不同區(qū)域內(nèi),相互之間沒有重疊;且DI值為97.5%,說明電子鼻的主成分分析法能將這10個稻米樣品很好地區(qū)分開。在圖中,SIMCA法能將帶殼稻米和去殼稻米區(qū)分在兩個不同的區(qū)域內(nèi),這也說明電子鼻能用于帶殼稻米和去殼稻米的區(qū)分辨別。在圖中,1號去殼樣品和其他去殼樣品在圖中距離較遠(yuǎn),說明1號去殼樣品和其他不帶殼樣品在氣味上可能存在較大的差異性。總之,電子鼻既能將帶殼稻米和去殼稻米區(qū)分開,也能將不同的帶殼稻米和不同的去殼稻米很好地區(qū)分開。
10個稻米樣品分布在圖中的不同區(qū)域內(nèi),相互之間沒有重疊,另外帶殼稻米和去殼稻米樣品分布在兩個不同區(qū)域內(nèi),說明電子鼻的判別函數(shù)分析法也既能將帶殼稻米和去殼稻米區(qū)分開,也能將不同的帶殼稻米和不同的去殼稻米很好地區(qū)分開。
本實驗將已知的去殼稻米樣品1、2、3、4、5、7、9、10作為標(biāo)準(zhǔn)樣品,將已知樣品1、2、3、4、5、6、7、8、9、10作為未知樣品來判斷是否帶殼,從圖4可以看出,只有6和8是帶殼稻米,判斷結(jié)果與已知結(jié)果100%吻合。
后,電子鼻(氣味分析系統(tǒng))含有多元數(shù)理統(tǒng)計系統(tǒng):對象整體品質(zhì)差異的區(qū)分檢驗(PCA)、原產(chǎn)地保護(hù)產(chǎn)品以及品牌產(chǎn)品真?zhèn)伪孀R(SIMCA、PLS-DA)、產(chǎn)品品質(zhì)等級評定(DFA)、樣品感官屬性以及理化指標(biāo)的快速反演(PLS)、產(chǎn)品貨架時間的評價(PCA、PLS);算法多樣:含有Euclidean Dis歐氏距離、CORRELATION相關(guān)系數(shù)、MAHALANOBIS馬氏距離、DP dis個體識別率、DI dis區(qū)分指數(shù)、Scores Dd得分值分離度、Eigenvalue Dd特征值分離度等算法,可對糧食產(chǎn)品氣味,例如電子鼻(氣味分析系統(tǒng))基于稻米不同成長期品質(zhì)變化的研究應(yīng)用,產(chǎn)生重要作用。
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