基于电子鼻技术的稻米气味检测与品种识别

采用商用PEN2电子鼻,通过分析测定样品质量、项空空间及静置时间等匹配的试验参数,以及对传感器信号进行单因素方差分析,并采用主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)方法,对5个不同水稻品种进行区分与识别研究.结果表明:10g样品时以200 mL顶空空间、60 min静置时间的电子鼻响应值相对较稳定;PCA和LDA法均对谷物状态和精米状态区分效果较佳,对米饭状态区分欠佳.该实验能将样品进行较好的区分,验证了电子鼻检测是对稻米中所有含量较高的、可被检测到的挥发性物质的综合状态的识别,从而为利用电子鼻进行稻米气味检测技术提供了实验基础和科学依据.     

电子鼻在竹笋种类识别中的应用

通过电子鼻技术检测不同竹笋间气味的差异性,以便初步建立一种可以快速区分竹笋种类的科学方法。以壮绿竹Dendrocalamopsis valida,绿竹Dendrocalamopsis oldhami,梁山慈竹Sinocalmus affinis,马来甜龙竹Dendrocalamus aspera,芦竹Arundo donax,撑绿竹Bambusa pervariabilis × Dendrocalamopsis grandis,硬头黄竹Bambusa rigida和毛竹Phyllostachys edulis等8种竹笋为实验对象,采用电子鼻对它们具有特殊气味的挥发性气体进行分析检测,通过主成分分析法（PCA）,线性判别法（LDA）和分层聚类分析（HCA）对8种竹笋样品进行了分析。结果表明:通过电子鼻技术,8种竹笋能准确地被区分,且各种竹笋气味间存在差异性。通过Loading分析表明传感器贡献率较大的是传感器W5S和传感器W1S。电子鼻技术可以应用于不同竹笋种类的区分和鉴别。图5表3参15     

基于电子鼻技术的玉米气味品质检测研究

为探索玉米品质的快速检测方法,利用由10个气敏传感器组成阵列的电子鼻系统对6个品质不同的玉米挥发性气味进行了检测分析,并将10个传感器对不同品质玉米的响应进行了方差分析。结果表明,10个传感器对品质不同的玉米响应差异显著,多重比较显示存在3个冗余传感器。去掉3个冗余传感器后对电子鼻检测信号进行主成分分析,结果显示6个品质不同的玉米能被很好的区分。采用BP神经网络建立传感器信号和玉米菌落总数之间的预测模型。通过测试集对BP网络模型进行验证得到菌落总数的预测值和测试值的相关系数为0.93,预测平均相对误差为2.44%、最大相对误差为15.82%。     

利用电子鼻评价树莓果实香气

树莓是一种富含香气物质的小浆果,电子鼻法可无损快速分析果实香气物质。利用电子鼻PEN 3.5系统检测36个不同品种及同一品种不同发育时期树莓果实香气物质,采用主成分分析法（PCA）、线性判别分析法（LDA）和传感器区分贡献率法（LO）分析树莓果实香气物质。PCA分析表明,不同树莓品种在香气物质含量及组成之间存在较大差异;LDA分析可区分不同结果类型、发育时期树莓果实香气,从而区分不同颜色树莓果实香气成分;LO分析结果表明,传感器贡献率高低依次为W1S传感器（烷类化合物）、W2S传感器（检测醇和部分芳香族化合物）、W3C传感器（烷类和脂肪族）和W6S传感器（氢化物）;果实成熟期前,香气物质含量显著增加,芳烃化合物、氨及芳香分子、烷类、检测醇及部分芳香族化合物、烯烃及芳族和极性分子增加尤为明显。结果表明,利用电子鼻法可区别不同成熟度树莓果实,用于树莓果实种质资源香气评价。研究为树莓香气研究增加快速简便方法,为其他树种果实香气评价提供借鉴。     

应用电子鼻鉴别不同绵羊和山羊品种相同部位的羊肉研究

为了开发和利用滩羊这一独特的地方品种资源,保护宁夏滩羊肉的品牌和维护消费者的合法权益,使用电子鼻对滩羊、小尾寒羊和山羊的背最长肌、后腿肌肉和胸部肌肉的挥发性物质进行了测定,采用主成分分析(PCA)、传感器贡献率分析(Loadings)、线性分析(LDA)3种方法进行区别分析。结果表明:利用电子鼻可明显区分3个品种羊的胸部肌肉和背最长肌,而胸部肌肉PCA分析区分率达到了1.0,表明胸部肌肉可以实现完全区分。     

酵母葡聚糖对鲢鱼肉挥发性成分的影响

以新鲜鲢鱼肉和酵母葡聚糖为研究对象,采用顶空-固相微萃取-气质联用法(HS-SPME-GC-MS)分析检测了新鲜鲢鱼肉和酵母葡聚糖的挥发性成分组成,并结合电子鼻研究了酵母葡聚糖对鲢挥发性成分的影响。结果表明:利用电子鼻技术可以很好地将添加了酵母葡聚糖的鱼肉与空白组区分开来,多数传感器能有效地通过响应值变化区别不同样品;鲢鱼肉共鉴定出28种挥发性物质,以醛类和醇类化合物为主;酵母葡聚糖共鉴定出41种挥发性物质,以醛类化合物为主;鲢鱼肉-酵母葡聚糖混合物共鉴定出33种挥发性物质,对鲢鱼肉鱼腥味有贡献的挥发性成分如己醛、辛醛、壬醛和癸醛,含量均有不同程度的减少。     

电子鼻和电子舌技术在块菌样品分类识别中的应用

采用电子鼻嗅觉指纹分析系统、电子舌味觉指纹分析系统对不同种类块菌及其加工后样品进行识别,对传感器所收集的数据进行主成分分析、判别因子分析。结果表明:电子鼻技术能够有效识别不同种类块菌,并能够明确区分不同加工方式下的8个块菌样品;电子舌能够将不同种类块菌的新鲜和干燥样品区分开,对不同种类块菌的新鲜样品具有较好的识别和区分能力,但对干燥后的块菌样品识别能力较差,使用判别因子分析比主成分分析更有优势。此研究表明,电子鼻和电子舌均可用于块菌样品的识别,只是识别范围不同。     

不同储藏时间柑橘电子鼻检测研究

利用电子鼻PEN2系统对不同储藏方式及时间下柑橘芳香成分进行检测分析。试验先通过电子鼻系统动态采集柑橘芳香成分并得到电子鼻的响应值，再利用PCA、LDA等模式识别方法进行数据分析，LDA方法能更好区分不同储藏时间的柑橘，表明利用电子鼻能够无损检测区分不同新鲜度的柑橘，同时采用Loadings分析方法可以得知，传感器2，7，9在柑橘新鲜度检测中起主要作用，这为进一步优化传感器以及探索方便快捷的柑橘无损检测技术提供了依据。     

南美白对虾鲜度的气味检测技术研究

以南美白对虾为研究对象,当虾新鲜度变化时,其气味发生改变,结合感官评定和挥发性盐基氮的测定,分别用电子鼻和顶空固相微萃取气质联用技术（HS\|SPME\|GC\|MS）对不同鲜度虾的气味进行了研究。结果显示：构成电子鼻传感器阵列的6个传感器中,有5个传感器的输出信号能在虾鲜度变化过程中呈现有规律的变化。顶空固相微萃取气质联用技术检测表明,虾鲜度变化时,其散发的挥发性成分有含氮化合物、烷烃类化合物、硫化物类及醇类化合物等。将电子鼻各传感器的变化规律和挥发性成分测定相比较,结果表明二者检测结果有较好的一致性,说明可以尝试利用电子鼻评价虾新鲜度。     

基于挥发成分的大米蒸煮前后产地溯源研究

为了保护黑龙江大米原产地,开发大米产地溯源技术。以产自黑龙江不同地区的大米为研究对象,利用电子鼻对大米蒸煮前后挥发性物质进行检测。通过主成分分析和线性判别分析,进行产地溯源和品种鉴别。结果表明,线性判别分析优于主成分分析,利用电子鼻产地溯源技术结合线性判别分析对黑龙江大米产地溯源是可行的。结合线性判别分析分别构建查哈阳、建三江和五常大米产地溯源模型,得到精米样品产地正确判别率分别为80%、70%、100%,而蒸煮后大米样品的产地正确判别率均为100%,说明大米经过蒸煮预处理,挥发性成分被充分释放,放大了电子鼻传感器感应信号,有效提高了电子鼻产地溯源判别率,为电子鼻产地溯源技术体系构建提供理论基础。     

窖藏和冷藏条件下鸭梨挥发性物质及其相关基因表达分析

【目的】比较窖藏和冷藏过程中,鸭梨果实品质、呼吸速率、乙烯释放速率、电子鼻特征、挥发性物质及其相关基因表达的差异,进一步解析两种贮藏方式对鸭梨香气物质形成的影响及其机制。【方法】鸭梨采收后以窖藏和冷藏两种方式贮藏,测定贮藏期间果实硬度、可溶性固形物含量（SSC）、可滴定酸（TA）含量、呼吸速率和乙烯释放速率,使用电子鼻检测挥发性物质变化,利用气质联用色谱（GC-MS）测定挥发性物质成分及含量,利用荧光定量PCR（Real-time PCR）技术分析乙烯生成（PbACS1、PbACO2）及其信号转导（PbETR1、PbETR2、PbERS1a、PbERS1b、PbEIN3、PbERF）、挥发性物质合成（PbAAT1、PbADH2、PbADH3、PbADH5、PbHPL、PbLOX1、PbLOX8）相关基因的表达量变化情况。【结果】冷藏期间,鸭梨果实硬度变化较小,SSC上升,TA含量下降。窖藏时,果实硬度下降比较明显,但对SSC的影响较小,而TA含量增加。与冷藏相比,窖藏下果实呼吸速率较高,乙烯释放高峰提前1个月出现,且其峰值较高。电子鼻可有效区分两种贮藏方式下的挥发性物质,其中W1W、W5S、W2W、W1S这4种传感器对挥发性物质区分起主要作用;窖藏期间果实挥发性物质较多。鸭梨果皮和果肉的挥发性物质包含醛类、酯类、醇类、萜类、烷烃类等,且果皮中含量较高;窖藏果皮和果肉、冷藏果皮和果肉中分别检出36种和33种、28种和24种挥发性物质,窖藏鸭梨较冷藏时生成更多的乙酯类化合物,其中己酸乙酯、辛酸乙酯、丁酸乙酯、（E,Z）2,4-癸二烯酸乙酯等为果皮主要香味物质,己酸乙酯、丁酸乙酯为果肉主要香味物质。相关基因的表达分析表明,与冷藏相比,窖藏明显上调鸭梨果皮和果肉ACC氧化酶（PbACO2）、脂氧合酶（PbLOX1）和醇酰基转移酶（PbAAT1）相关基因的表达,下调乙烯不敏感转录因子（PbEIN3）的表达。【结论】在贮藏3个月内,与冷藏鸭梨相比,窖藏条件明显促进乙烯生成（PbACO2）和香气合成（PbLOX1、PbAAT1）等基因的表达,此时果实具有较多的香气物质种类和较高含量,表现出香味浓郁的特点。     

用电子鼻和SPME-GC-MS分析鲍鱼熟制前后挥发性风味物质的变化

为了揭示熟制鲍鱼主要特征气味的成因,采用电子鼻及固相微萃取结合气-质联用(SPME-GCMS),对熟制过程中皱纹盘鲍Haliotis discus hannai香气差异和挥发性成分变化进行了研究。结果表明:电子鼻能够灵敏地检测到熟制鲍鱼的香气变化,经PCA分析发现,熟制鲍与生鲍整体气味有显著差异;GCMS分析表明,熟制前后鲍鱼的挥发性成分发生明显变化,从生鲍和熟制鲍中分别鉴定出42种和61种风味物质,主要物质有醇、醛、酮、烃、酯、酸、芳香族、含氮化合物、酚类;生鲍中挥发性风味物质含量较高的为苯甲醛(68.15%)和1-辛烯-3-醇(9.22%),熟制鲍中挥发性风味物质含量较高的为2,3-丁二醇(22.80%)和(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇(19.84%)。研究表明,运用电子鼻和固相微萃取结合气-质联用(SPME-GC-MS)能够很好地分析鲍鱼熟制前后气味的变化。     

Difference in volatile profile between pericarp tissue and locular gel in tomato fruit

Aroma, a complex mixture of volatile compounds, plays an important role in the perception and acceptability of tomato products by consumers. Numerous studies have reported volatile profiles in tomatoes based on measurement of the whole fruit or pericarp tissue, however, little is understood regarding the volatile compositions in the inner tissues. The objective of this study was to investigate the differences in volatile profile between pericarp tissue and locular gel in tomato fruit. Based on HS-SPME-GC-MS analysis, totally 42 volatile compounds were detected in FL 47 and Tasti-Lee tomato fruits. Regardless of cultivars, a substantial higher concentration of total volatile compounds was observed in pericarp than that in locular gel, associated with higher levels of aldehydes, hydrocarbons, and nitrogen compounds. Pericarp tissue possessed higher levels of cis-3-hexenal, hexanal, heptanal, octanal, nonanal, cymene, terpinolene, undecane, dodecane, 2-phenylethanol, 6-methyl-5-hepten-2-one, 2-methylbutyl acetate, 1-nitro-pentane, and 1-nitro-2-phenylethane, while the abundances of 2-methylpropanal, butanal, 2-methylbutanal, 2-methyl-2-butenal, 2-methylpropanol, 3-methylbutanol, 2-methylbutanol, and 2-butanone were higher in locular gel. Principal component analysis(PCA) and cluster analysis using GC-MS and electronic nose(E-nose) data discriminated the two tissues.     

基于电子鼻技术多花黄精药材的鉴别研究

为了建立基于电子鼻技术对多花黄精不同产地、不同生长年限及不同加工方法的药材的鉴别方法,本文通过电子鼻技术检测多花黄精不同药材样品的气味在传感器上的响应值,应用主成分分析(PCA)和LDA线形判别分析对特征数据进行统计学分析。结果表明,电子鼻检测不同产地、不同生长年限及不同加工方法的多花黄精药材的响应值有差异,气味有差异,PCA、LDA及雷达图分析均能判别。由此表明,电子鼻检测结合判别模式为多花黄精不同产地、不同加工方法和不同生长年限的药材提供了有效、客观和简便的定性鉴别技术。     

电子鼻在果蔬品质检测中的研究进展

介绍了电子鼻的工作原理及组成,简述了电子鼻在检测苹果、梨、番茄、桃、柑橘等7种果蔬品质中的应用,总结了电子鼻在检测果蔬品质方面存在的问题,并对其发展方向和应用前景作了展望。     

不同栽培方式卷丹鳞茎挥发油化学成分的GC-MS分析

采用水蒸气蒸馏法对不同栽培方式的卷丹鳞茎挥发油进行提取,并用气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)对挥发油成分进行了分析。结果表明,从遮荫栽培的卷丹鳞茎中分离出40种化合物,并鉴定出了35种;从露地栽培的卷丹鳞茎中分离出30种化合物,鉴定出了28种;从大棚栽培的卷丹鳞茎中分离出36种化合物,鉴定出了34种。用气相色谱面积归一化法测定了各成分的相对百分含量,其中在遮荫栽培的卷丹鳞茎中检测到6种脂肪酸,占挥发油总量的71.44%;在露地栽培的卷丹鳞茎中检测到5种脂肪酸,占总量的16.94%;在大棚栽培的卷丹鳞茎中检测到6种脂肪酸,占总量的52.87%。从挥发油种类及含量因素考虑,卷丹最适宜的栽培方式为遮荫栽培。     

梨栽培品种果汁理化特性及制汁适宜性研究

对梨的六个种类,95个品种果实制汁特性进行了研究。结果表明:不同梨品种果实的出汁率变化很大,变化范围为16.6%~68.1%,平均值为45.8%,果汁中可溶性固形物的含量变化范围为8.5%~16.3%,平均值为11.7%;可溶性糖含量变化范围为6.3%~15.3%,平均值为9.1%;可滴定酸含量的变化范围为0.05%~1.14%,平均值为0.29%;糖酸比变化范围为7.13~126.40,平均值为48.33;总多酚含量变化范围为0.096~0.265mg/g,平均值为0.169mg/g;褐变度变化范围为0.030~0.625,平均值为0.170。砂梨系统的品种的出汁率高,褐变轻,耐贮存,且果汁多为清汁,果汁鲜亮透明,具有良好的感官品质,是鲜榨梨汁的理想材料;秋子梨系统果汁糖酸含量为最高,但是其果汁褐变比较严重,果汁颜色多为褐色和棕色等深颜色,感官品质较差。种间杂交品种秋香梨褐变程度轻,可溶性固形物含量?可滴定酸含量比较高,糖酸比适度,果汁风味好,耐贮藏,是适合制汁的理想品种。     

Evaluation of Maturity and Flavor of Melons Using an Electronic Nose

In this work,an electronic nose was used to evaluate the different cultivars and mature stages of melons,so as to establish a scientific method to accurately distinguish the maturity and varieties of melons. Principal component analysis (PCA) and linear discriminant analysis (LDA ) showed that immature melons could be well distinguished from mature melons using electronic nose. When PCA method was used to analyze,electronic nose could completely classify and identify the maturity of melons. Meanwhile,the electronic nose could distinguish different varieties of melons with high discrimination value. The flavor of samples under cut or no cut conditions would slightly change,leading to the variation of discrimination value among different varieties. The samples with similar flavor under no cut condition could be analyzed through cutting mode. The research built a rapid and accurate method to judge the maturity of melons instead of man sense.