飲料產(chǎn)品氣味---電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在飲料品質(zhì)及風(fēng)味鑒別中的應(yīng)用

發(fā)布日期：2020-03-31      瀏覽次數(shù)：5157

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(jué)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(lái)的，利用各種傳感器的仿生學(xué)技術(shù)，模仿人類嗅覺(jué)細(xì)胞的工作模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體、氣味的檢測(cè)。飲料由于不同的原料、原料具有不同的產(chǎn)地、不同批次、不同品牌飲料、不同的加工條件等多變量的影響下，整體氣味也會(huì)有所不同，而電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）的傳感器對(duì)不同的氣味會(huì)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(píng)價(jià)食品質(zhì)量的重要因素，沒(méi)有人愿意買風(fēng)味很差的食品。然而評(píng)價(jià)食品風(fēng)味是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，不僅需要評(píng)價(jià)風(fēng)味本身，還需要看消費(fèi)者對(duì)這種風(fēng)味的接受程度。所以風(fēng)味評(píng)價(jià)需要從感覺(jué)上、化學(xué)或物理等多方面來(lái)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(cè)量得到。但是化學(xué)分析儀器是復(fù)制的。目前還沒(méi)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(jiǎn)單樣品制備，甚至是無(wú)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(cè)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。

飲料產(chǎn)品中具有揮發(fā)性物質(zhì)，風(fēng)味對(duì)于消費(fèi)者的選擇格外重要，市面上的飲料產(chǎn)品也是琳瑯滿目，所以飲料產(chǎn)品風(fēng)味的檢測(cè)對(duì)于飲料產(chǎn)品的感官評(píng)測(cè)特別重要。飲料揮發(fā)性化合物的種類和含量是評(píng)價(jià)其風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo)。電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在飲料品質(zhì)及風(fēng)味鑒別中有諸多應(yīng)用。例如：電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）可用于對(duì)不同飲料制品、不同產(chǎn)地原料制作飲料、不同批次、品牌飲料的區(qū)分辨別，同時(shí)也可應(yīng)用于飲料制品的等級(jí)區(qū)分和貨架期及特殊化學(xué)成分的含量預(yù)測(cè)。電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）進(jìn)行飲料中香精香氣成分含量的模糊預(yù)測(cè)；電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測(cè)飲料加工方法等的關(guān)系；如今，電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）可作為一種通過(guò)氣味評(píng)價(jià)飲料消費(fèi)者喜好度的新方法，是目前研究飲料風(fēng)味品質(zhì)的主要趨勢(shì)和熱點(diǎn)。電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在飲料風(fēng)味物質(zhì)氣味檢測(cè)方面的應(yīng)用，例如：

1.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）應(yīng)用于橙汁的區(qū)分檢測(cè)

2.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在不同產(chǎn)地咖啡區(qū)分鑒別中的應(yīng)用

3.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）用于不同批次純凈水的區(qū)分辨別

4.基于純凈水氣味分析及水源地判別的電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）的應(yīng)用

5.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）用于不同品牌豆奶粉的區(qū)分檢測(cè)及模型的建立與檢驗(yàn)

6.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在馬蹄飲料產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)化中的應(yīng)用

7.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）運(yùn)用于西番蓮果汁的品質(zhì)檢測(cè)

關(guān)于-電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測(cè)飲料風(fēng)味物質(zhì)差異性的應(yīng)用，在此案例如下：

1. 電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）應(yīng)用于飲料濃縮方式的選擇研究





濃縮方式選擇：由電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）結(jié)果可知：由傳感器響應(yīng)雷達(dá)圖可知，原漿和冷凍濃縮樣品的雷達(dá)圖較為接近，剩余兩種樣品的氣味響應(yīng)信號(hào)相差較大，其中真空濃縮氣味保留情況好，真空熱濃縮氣味損失嚴(yán)重。對(duì)于四個(gè)樣品來(lái)說(shuō)，進(jìn)行傳感器優(yōu)化，后優(yōu)化的傳感器結(jié)果為：S14_P_S11_P_S9_P_S7_P_S6_P_S4_P_S2_P。PCA圖中，DI值為90.04%,說(shuō)明主成分分析法的整體區(qū)分效果很好，主成分1和主成分2的總貢獻(xiàn)率為99.39%，基本可以代表樣品全部信息。此外，樣品冷凍濃縮和原漿聚集在一起，真空濃縮和真空熱濃縮單獨(dú)在自己的區(qū)域，說(shuō)明樣品冷凍濃縮和原漿的的氣味信息比較相似。所以電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）可用于果汁濃縮方式的區(qū)分。

2. 電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）應(yīng)用于飲料（番石榴果汁）貯藏時(shí)間區(qū)分鑒別研究







貯藏時(shí)間區(qū)分鑒別：由電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）結(jié)果可知：由不同番石榴果汁樣品傳感器響應(yīng)雷達(dá)圖可知，這5個(gè)樣品的雷達(dá)圖有所不同。（樣品編碼代表貯藏天數(shù)）。其中，6、12、18號(hào)的雷達(dá)圖很接近，氣味特征比較接近，0號(hào)、24號(hào)和6、12、18號(hào)樣品的區(qū)別較大。他們的氣味差異主要體現(xiàn)是在1、2、5、6、8、9、10、11、12、13號(hào)傳感器上。對(duì)于五個(gè)樣品來(lái)說(shuō)，進(jìn)行傳感器優(yōu)化，后優(yōu)化的傳感器結(jié)果為：S13_P_S12_P_S11_P_S9_P_S6_P_S5_P_S1_P。PCA圖中，橫坐標(biāo)表示diyi主成分所占整體信息量的百分比，縱坐標(biāo)表示第二主成分所占整體信息量的百分比。在圖中DI值為94.37 %，說(shuō)明主成分分析法的整體區(qū)分效果很好，主成分1和主成分2的總貢獻(xiàn)率為92.44%，基本可以代表樣品全部信息。圖中，各樣品的重復(fù)性較好。此外，樣品6、12、18聚集在一起，0號(hào)和24號(hào)樣品單獨(dú)在自己的區(qū)域，說(shuō)明6、12、18樣品的氣味信息比較相似，0號(hào)、24號(hào)和6、12、18號(hào)區(qū)別較大。LDA同樣區(qū)分效果很好，所以電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）可用于番石榴果汁貯藏時(shí)間的區(qū)分。

后，電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）含有多元數(shù)理統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)：對(duì)象整體品質(zhì)差異的區(qū)分檢驗(yàn)（PCA）、原產(chǎn)地保護(hù)產(chǎn)品以及品牌產(chǎn)品真?zhèn)伪孀R(shí)（SIMCA、PLS-DA）、產(chǎn)品品質(zhì)等級(jí)評(píng)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(shí)間的評(píng)價(jià)（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(gè)體識(shí)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(duì)飲料產(chǎn)品氣味，例如電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測(cè)飲料產(chǎn)品質(zhì)量及風(fēng)味差異性的應(yīng)用研究，產(chǎn)生重要作用。