电子鼻实验报告

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电子鼻对牛奶_奶油_奶味香精检测参数的研究

电子鼻对牛奶_奶油_奶味香精检测参数的研究

电子鼻对牛奶、奶油、奶味香精检测参数的研究李 宁1,郑福平2,李 强2,孙宝国2,1,*(1.陕西科技大学化学与化工学院,陕西 西安 710021;2.北京工商大学化学与环境工程学院,北京 100037)摘 要:用电子鼻对牛奶、奶油和奶味香精进行气味测定。

寻求最佳的电子鼻仪器测定参数,使得对类奶味产品测定时,由仪器引起的误差最小。

通过单因素试验对测定过程中的重要影响因素进行考察,运用主成分分析法(PCA)找出最佳仪器测定参数。

研究结果表明,牛奶样品的最佳仪器测定参数为:进样针进样量2500μl ,产生时间900s ,产生温度60℃,样品上样量1ml ;奶油样品的最佳参数为:进样针进样量2500μl ,产生时间900s ,产生温度60℃,样品上样量5g ;奶味香精的最佳参数为:进样针进样量500μl ,产生时间300s ,产生温度60℃,样品上样量3ml 。

关键词:电子鼻;牛奶;奶油;奶味香精;主成分分析法Critical Analytical Parameters of Electronic Nose for Milk, Cream, and Dairy FlavoringLI Ning 1,ZHENG Fu-ping 2,LI Qiang 2,SUN Bao-guo 2,1,*(1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi 'an 710021, China ;2. School of Chemical and Environmental Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100037, China)Abstract :Electronic nose was used for analyzing flavor of different matrix dairy products: milk, cream, and dairy flavoring.The principal goal of this study was to obtain the most suitable parameters of electronic nose for analyzing these dairy products.To do this, testing errors caused by the instrument should be decreased to be the least. Different influencing factors during the measuring process were studied by single factor method. Then principal component analysis (PCA) was employed to find out the most suitable parameters. The optimal analytical parameters for milk were inject volume 2500 μl, incubation time 900 s,incubation temperature 60 ℃, and sample injection amount 1 ml, for cream, 2500 μl, 900 s, 60 ℃, and 5 g, and for dairy flavoring,500 μl, 300 s, 60 ℃, and 3 ml.Key words :electronic nose ;milk ;cream ;dairy flavoring ;principal component analysis中图分类号:TS207.3 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2009)18-0335-05收稿日期:2009-05-03基金项目:国家自然科学基金项目(20676003)作者简介:李宁(1982-),女,博士研究生,主要从事香料化学研究。

实验利用电子鼻分析挥发性有机化合物(挥发性有机化合物)

实验利用电子鼻分析挥发性有机化合物(挥发性有机化合物)

Abstract - An electronic nose is an instrument intended to mimic the human sense of smell. Electronic noses (e-nose) employ an array of chemical gas sensors, a sample handling system and a pattern recognition system. Pattern recognition provides a higher degree of selectivity and reversibility to the system leading to an extensive range of applications. These ranges from the food and medical industries to environmental monitoring and process control. Many other types of different gas sensors available. These include conducting polymers (CP), metal oxide semiconductors (MOS), piezoelectric, optical fluorescence, quartz crystal microbalance (QCM) and Amperometric gas sensors. The ideal gas sensor would exhibit reliability, robustness, sensitivity, selectivity and reversibility. High selectivity with high reversibility is difficult to attain. After signal processing and feature extraction the output of the sensors provide a unique “smellprint” for that substances which can be used to classify, measure concentration, or verify quality. The present paper illustrates the function of electronic nose, its application and investigates the effective use of e-nose in detecting gases that have some smell developed by the volatile organic compounds (VOC) like ethanol, acetone and benzene at different concentrations. The response and characteristics prove that the Electronic nose is a reliable instrument which can be used for environment control (air quality, pollutants, and gas emission levels), medical science (urine, skin and breath odour etc.), food industry (coffee, milk, soft drink fish, meat etc.), pharmaceutics, chemical industry, Defence and security industries (detecting humanitarian land mines etc.) and semiconductor industrial processes.Key words: Electronic noses, chemical sensors, sensor array, pattern recognition, volatile organic compound, smell print.I.I NTRODUCTIONThe human nose has been used as the judge for food and perfumes for years [1].The best way to know how fresh the food is to give it a sniff. If the smell of food is well, it is fresh [2].But how do we smell? After few hours of smelling, even the best inspector’s nose can come up a bit short. And what if we have caught a cold? That’s where Electronic noses come in handy. An electronic nose automatically detects and recognized odours, vapour and gases. These are not limited by human factors such as fatigue, exposure to toxins and inability to detect come compounds [1]. Instrumental methods of determining volatiles, such as gas chromatography – mass spectrometry (GC/MS), are expensive and require trained personnel. As a result there has been a drive to establish a device for rapid, inexpensive analysis of volatile organic compounds (VOC) that do not require specialist technicians. As a result there has been a drive to establish a device for rapid inexpensive analysis of volatile organic compounds (VOC), which doesn’t require specialist technicians [3].Persaud and Dodd first reported the design of an electronic nose (E-nose) using chemical sensors and pattern recognition in 1982. An e-nose is an instrument consisting of an array of reversible but only semi-selective gas sensors coupled to a pattern recognition algorithm. The selectivity of the instrument is achieved through the application of pattern recognition techniques to the responses from the senor array [3].The possibility of using electronic nose for applications in medical field has garnered increased research attention as of late. Several studies indicate that when people are afflicted with ailments such as diabetes, lung cancer, urinary tract infections, biological samples collected from them produce a discernable pattern of volatile organic compounds (VOCs) [1]. This forms, in essence, a “smell signature” for the disease that can be used to diagnose the condition with reasonable accuracy.II.E LECTRONIC N OSEThe basic electronic circuit is shown in fig.1 for chemical identification using an array of sensors where each sensor is designed to respond to a specific chemical, the number of unique sensors must be at least as great as the number of chemicals begin monitored. The output characteristics of each sensor must be related with each other.The commercial Electronic Noses use sensors like conducting polymer sensors (CP), piezoelectric– surface acoustic wave (SAW), thickness shear mode (TSM),metal oxide semiconductor (MOS), metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), electrochemical (EC), Pellistor and optical sensor arrays are reviewed by Albert et al. [4] and James et al. [5].Experimental Use of Electronic Nose for Analysis of Volatile Organic Compound (VOC)Syed Hasan Saeed1 Zia Abbas2 Prof. Bal Gopal 31. Deptt. of Electronics & Comm. Engg. Integral University, Lucknow:s.saeed@2. Deptt. of Electronics & Comm. Engg. Integral University, Lucknow:ziaabbas@3.Deptt. of Electronics & Comm. Engg. Integral University, Lucknow:prof.balgopal@Fig.1 Basic measuring circuit of an E-Nose (TGS-822)The sensing element of sensors is a tin oxide (SnO2) semiconductor which has low conductivity in clean air. In the presence of a detectable gas, the sensor’s conductivity increases depending on the concentration of gas in the air. A simple electrical circuit can convert the change in conductivity to an output signal which corresponds to the gas concentration.The conducting polymer sensors used in electronic noses actually designed with thin films of insulating polymers loaded with carbon black as a conductive medium, to form polymer carbon composite. The polymers are selected by statistical analysis of responses of these films to a subset of the target compounds used.Since the resistance in most of the polymer- carbon composite films is sensitive to changes in temperature, heaters are included on back of the ceramic substrate to provide a constant temperature at the sensors. This constant temperature, 28, 32 or 360C, depending Nose (TGS-822) of Figaro Company of Japan has been used.III.D ETECTION P ROCESSThe detection process of an Electronic Nose is shown in fig.2. This process is divided into five groups namely, raw measurement, pre-processing, feature extraction, pattern recognition, classification and decision making. The initial block in the figure represents the electronic nose hardware, which typically consists of a gas sensor array. Preprocessing compensate for sensor drift, compress the transient response of the sensor array, and reduces sample to sample variations.Fig.2 Odour Detection ProcessFeature extraction has two purposes: to reduce the dimensionality of the measurement space to a lower dimensional space in order to avoid problems associated with high dimensional space datasets, and to extract the information relevant for pattern recognition. The resulting low dimensional feature vector is then used to solve a given prediction problem, typically classification, regression, or clustering. Classification task address the problem of identifying an unknown sample as one from a set of previously learned odorants. In regression task, the goal is to predict a set of properties (e.g. concentration, quality etc.) for an analyte. Finally, in clustering tasks the goal is to learn the structural relationships among different odorants. A final step is the selection of models and parameter settings and the estimation of the true error rates for a trained model by means of validation techniques.IV.A PPLICATION FIELDS AND COMMERCIAL SYSTEMS The application areas for electronic nose are growing on the basis of the results so far achieved on behalf of numerous research groups and more and more companies on the market. They are the following:1.Environmental control (air quality, pollutants, gasemission levels of factories, chemical plant monitoringetc.)2.Medical applications such as urine skin and breatheodour analysis, ulcer monitoring etc.3.Food industry (coffee, soft drinks, fish, meat, winearoma control, fermentation process, identification ofbacterial organism etc.)4.cosmetics/ perfumes and aroma5.Defence and security industries ( detectinghumanitarian land mines etc)6.Pharmaceutics, chemical industry (measuring odour,quality control of pharmaceutical compounds etc.)7.Semiconductor industrial process and others.VI.R ESULTThe characteristic graphs for different volatile organic compounds with different concentrations using smell sensor TGS-822 are shown in fig.3. The compounds used are ethanol, acetone and benzene with different concentration. Other chemical compounds can be used inVI.C ONCLUSIONThe characteristic of three volatile organic compounds shows that the electronic nose can be used for other gases which are harmful. Thus an electronic nose is a reliable instrument for the detection of harmful gases. Many methods of pattern recognition are available which can be used in electronic nose. For accuracy, sensitivity, and selectivity of an electronic nose a comparative analysis of different pattern recognition techniques is required. On larger scale an array of such sensors can be employed to construct an electronic nose and different techniques can be used for the analysis of a mixture of various volatile organic compounds.Rs-Fixed Resistance, Vc- Circuit Voltage, VL- Voltage across load, VH- heater Voltage, Concentration in ppmR EFERENCES1.Imam S. A., and Khan M.R. “Electronic Nose: Applications inmedicine, Environmental Monitoring and Food Industries”2.Suthar A.C. et al, (2005), “Smell of Electronic Way”,Electronics For You Magazine, vol.37, No.2, pp. 28-343.David James, Simon M. Scott, William T. O’Hare, (2005),“Chemical Sensors for Electronic Nose Systems”.4.AlbertnK J, Lewis N S , Schauer C L, Sotzing G A, Stitzel S E,Vaid T P, Walt D R (2000) Cross reactive chemical sensorarrays. Chem Rev 100: 25955.Janata J, Josowicz M, De Vaney D M (1994) Chemical sensors.Anal Chem 66:207R6.P. Hauptmann, R.Borngraeber, J. Schoeder, Otto-van-Guericke-University, Magdeburg, Germany and Joerg Auge,ifak, Magdeburg, Germany (2000), “Artificial electronic tonguein comparison to the electronic nose- state of the art and trends”2000 IEEE/EIA Int. frequency control symposium andexhibition.7. A.A D’Amico, C. Dinatale (1999), “Chemical portraits of gasesand liquids: trends and perspectives”, Proc. EUROSENSORSXIII, The Hague (The Netherlands) 1000-1003.8.Simon J. Rabe, S. Buttgenbach, Zimmermann, P. Hauptmann(2000), “Design, manufacturing, and characterization of highfrequency, thikness-shear mode resonator”, Proc. 2000IEEE/EIA Int. Frequency Control Symposium, Kansas (USA).9.M. Scott, David James, Zulfiqur Ali, (2007), “Data Analysisfor electronic nose systems”.10.Nagle H T, Gutierrez-Osuna R, Schiffman S S (1998) The howand why of electronic noses. IEEE Spectr 35:2211.Gardner J W, Bartlett P N (1999) Electronic Noses:P rinciplesand Applicatons. Oxford University Press, Oxford12.Imam S A, Khan M R, (2006), “Evaluation of Electronic Nosefor identifying and quantifying single and mixed contaminantsin Air.”。

电子鼻的实验原理

电子鼻的实验原理

电子鼻的实验原理电子鼻是一种模拟人类嗅觉系统的仪器,它能够通过感知和辨认气体成分,实现气味的检测和分类。

电子鼻的实验原理主要包括气体传感器的选择和电子鼻模型的建立。

1. 气体传感器的选择电子鼻中常用的气体传感器包括半导体传感器、石英晶体微天平、金属氧化物传感器和电化学传感器等。

每种传感器都有其自身的灵敏度范围、选择性和耐久性等特点,因此在实验中需要根据需要的气体检测范围和要求来选择合适的传感器。

半导体传感器的工作原理是通过表面吸附和电导率变化来检测气体。

半导体传感器的灵敏度高,响应速度快,价格较低,但是其选择性较差,容易受到环境条件的影响。

石英晶体微天平是一种基于微重量及其薄膜的吸附质量变化原理的传感器,通过检测气体吸附在薄膜上的质量变化来判断气体成分。

石英晶体微天平具有高精度、高选择性和较低的功耗,但价格较高。

金属氧化物传感器基于半导体氧化物材料表面对气体吸附和电学性质的变化来检测气体。

金属氧化物传感器具有高灵敏度、较好的选择性和较低的功耗,但存在响应时间较长的问题。

电化学传感器是通过电极与气体之间的电荷转移反应来检测气体成分的传感器。

电化学传感器具有高选择性和较低的功耗,但是其响应速度较慢,且易受温度和湿度等环境条件的影响。

在实验中,根据需要检测的气体成分和实验条件等,可以选择适合的传感器或利用多个传感器组合来构建电子鼻。

2. 电子鼻模型的建立电子鼻模型的建立是电子鼻实验的重要部分,通过建立合适的模型可以更准确地对气体进行分类识别。

电子鼻模型主要包括数据采集、特征提取和模式识别三个步骤。

数据采集是指利用传感器获取气体样本的数据。

在实验中,通过将气体样本吹入传感器中,在不同的浓度或不同的气体成分下采集传感器的响应数据。

这些数据可以包括电流、电压或阻抗等信息。

特征提取是将从传感器中获得的原始数据转化为能够反映气体特征的特征向量。

常用的特征提取方法包括主成分分析、小波变换和时域统计等。

通过提取气体样本中的有用信息,可以减少数据的冗余性并提高分类的准确性。

不同饮料品质特征电子鼻检测实验

不同饮料品质特征电子鼻检测实验

不同饮料品质特征电子鼻检测实验
一、目的要求
1.了解电子鼻原理、结构;
2.学习和掌握电子鼻检测方法与数据处理方法;
二、基本原理
电子鼻是一种由低选择性、非特异性的交互敏感气体传感器阵列,配以合适的模式识别方式/多元统计方法的定性定量分析的现代化分析检测仪器。

图1 电子鼻的工作原理示意图
电子鼻的结构
(1)传感器阵列
非特异性传感器
具有一定的特异性,同时具有一定交互感应
(2)信号激发采集系统
与传感器阵列的设计有关
与被测对象的性质相关
(3)多元数理统计系统
PCA(基于线性模型)
PLS(基于线性模型)、ANNs(基于非线性模型)
三、器材
1.检测设备:智鼻SmartNose-I(自主研制开发) Pen3 (德国AireSense)检测样
品:市售茶饮料、酸奶、果汁
四、操作步骤
1.样品准备:
将每类样品分别取30ml,置于250ml的容量瓶中,瓶口用保鲜膜封口,静滞30min;
2.检测步骤:
(1)仪器开机预热30min
(2)预扫描:分别选择准备的茶饮料、酸奶、果汁样品,检测3次,确定到
达平衡所需要的采样时间、清洗时间以及平衡时间
(3)设置参数:设置预扫描确定的实验参数
(4)扫描:A-1,A-2,A-3,A-4,A-5,A-6,B-1,B-2,B-3,B-4,A-5,B-
6,C-1,C-2,C-3,C-4,C-5,C-6
(5)数据分析:主成分分析
五、实验报告
1.结果记录:
记录区分结果
2.思考题:
简述电子鼻原理、结构、检测方法。

电子鼻的应用

电子鼻的应用

电子鼻可“闻”出变质食品
晚报讯 对轻微变质的虾肉,电子鼻很快可“闻”出它的问题, 并用曲线图和表格的形式将分析结果显示出来。昨天,记者从上海水 产大学获悉,该校食品学院赵勇教授主持的市科委课题“DNA指纹结 合气味指纹表征食品质量安全状况的研究”获得阶段性成果,应用气 味指纹技术的电子鼻快速、准确地鉴别出对虾的质量问题。 记者在实验室看到,电子鼻的外观有点像微波炉,将虾肉样品放 进去后,就开始工作了。据赵勇教授介绍,这个电子鼻内含18个气体 传感器,它们各有分工,分别对食品气味中的各种化学成分进行响应。 虽然电子鼻的“嗅觉范围”要比人鼻子狭窄很多,但它却灵敏得多, 人鼻子闻不出的异常,电子鼻的传感器一下子就能察觉。 经过一小时不到的检测,电子显示屏上给出了虾肉气味的曲线图, 该图只要与新鲜虾肉的气味曲线图相对照,就能判断食品的质量。 “这就是‘气味指纹’表征技术。”赵教授说,“在我们看来,气味 是反映某种食品在某一时刻质量的固有特征,就像人的指纹一样,具 有唯一性特点。”
电子鼻在乳制品中的应用
随着电子鼻技术的迅猛发展,电 子鼻在乳品工业中应用的深度和广度 不断扩大,主要体现在以下几方面:乳 制品成熟期和货架期的预测、乳中挥 发性物质的分析、乳中微生物的分类 干酪种类的分类和乳制品产地的区分 等方面。
电子鼻在烟酒业中的应用
电子鼻在酒类品牌的鉴定和异 味检测、新产品研发、原料检验、蒸 馏酒品质鉴定、制酒过程管理的监控 方而有很大的应用价值。电子鼻在烟 草行业中,可用于鉴别产品是否合格 及等级的分类、生产流程是否稳定与 正常以及市场商品的真伪,是用于质 量保证与质量控制测定小可缺少的工 具之一。
电子鼻的结构
电子鼻包括一组传感器和一个数据分析系统。 传感器的作用就像生物受体一样,而数据分析系 统可以将传感器从气味获得的信息转换为“嗅觉 图 象”,类似于我们的嗅觉。

电子鼻实验

电子鼻实验

创新大赛实验课题:电子鼻技术在农产品无损检测中的应用参赛人员:米静王翠翠田晓丽邱贤玉张布雷指导老师:吴莉莉电子鼻技术在农产品无损检测中的应用一、研究背景及意义食品安全是当今世界共同关注的重大问题,也是各国政府、相关国际组织和学术机构研究的热点。

粮食是世界上储藏量最大的食品,由于粮食上带有种类繁多的微生物,加之粮食中含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪及无机盐等营养物质,是微生物良好的天然培养基,所以一旦条件适宜,粮食中的微生物就会活动,不仅会影响粮食的安全储藏,导致粮食品质劣变,而且还可能产生毒素污染,严重影响人类健康。

据联合国粮农组织估计,全世界每年大约有5%~7%的谷物、饲料等农作物受霉菌污染发生霉变而不能食用,造成很大的经济损失和浪费。

粮食霉变不仅降低粮食的营养和商品价值,更重要的是影响粮食及其制品的可食性和安全性。

因此,测定并监控粮食的早期霉变对于指导谷物的储备和保护人类和动物的饮食安全等方面都有重要的意义。

目前很多商业化的快速检测手段如:DNA探针、聚合酶链式反应(PCR),乳凝集反应,显微镜检验,薄层层析法(TLC)、酶联免疫法(ELISA)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)及GC-MS 联用法等,然而这些方法的检测时间、灵敏度、选择性、样品前处理方法、样品基质干扰、价格等存在的制约因素,不能满足实际的需要。

粮食在霉变过程中会产生霉味、哈败味、酸败味或甜味等气味,这些气味的主要成分是由微生物作用产生的羟基类、醛基类、硫化物等化合物,因此可利用气敏传感器对其检测识别。

近年来,基于气敏传感器阵列和模式识别的电子鼻技术得到了广泛的研究,该技术模拟人和动物的嗅觉系统对气味物质进行检测,与人和动物的嗅觉相比,它的测定更为客观,不受生物体主观因素的影响,结果更为可靠。

二、研究主要内容及关键技术无损检测技术(NDT)是在不破坏被检测对象的前提下,利用农产品内部结构异常或缺陷来探测各种农产品并对其变化做出判断和评价。

电子鼻实验报告2024

电子鼻实验报告2024

引言概述:电子鼻是一种基于传感器技术的人工嗅觉系统,能够模拟人类嗅觉能力,识别不同气味的成分和浓度。

本实验旨在研究电子鼻在气体识别、质量检测、环境监测等方面的应用。

本文将从电子鼻原理、实验设计、实验结果、讨论和结论等方面进行详细阐述。

正文内容:一、电子鼻原理1.传感器选择:选择合适的气体传感器,如电化学传感器、半导体传感器、光纤传感器等。

2.信号的获取与处理:通过气体传感器获取气体样品的特征信号,并对信号进行预处理和分析。

二、实验设计1.实验材料准备:准备气体样品、电子鼻传感器、数据采集和分析系统等。

2.实验流程设计:确定实验流程,包括样品采集、传感器信号的获取、数据分析等步骤。

三、实验结果1.气体识别:通过对不同气体样品进行测试,记录并分析传感器所测得的信号,以达到对气体进行识别的目的。

2.浓度测量:根据电子鼻传感器对气体样品响应的特征,进行浓度测量。

分析传感器输出信号与浓度之间的关系。

四、讨论1.实验误差分析:分析实验过程中可能存在的误差来源,如传感器的灵敏度、环境温度等因素。

2.实验结果的可靠性:评估实验结果的可靠性,讨论实验中可能存在的不确定性和局限性。

五、结论本次实验结果表明,电子鼻作为一种模拟人类嗅觉能力的人工嗅觉系统,在气体识别和浓度测量方面具有广阔的应用前景。

尽管在实验过程中可能存在的误差和不确定性,但电子鼻仍然能够在质量检测、环境监测和安全控制等领域发挥重要作用。

总结:本文对电子鼻实验的相关内容进行了详细的阐述。

通过实验结果的分析和讨论,证明了电子鼻在气体识别和浓度测量方面的有效性和应用潜力。

电子鼻的进一步研究还需解决一些技术难题,如传感器的灵敏度和选择性等。

希望本次实验对电子鼻技术的发展和应用提供一定的参考和借鉴价值。

电子鼻实验报告

电子鼻实验报告

利用电子鼻分析不同品质酱油风味实验一、实验目得1、了解电子鼻得工作原理;2、学习并掌握电子鼻(PEN3)得使用及数据分析。

二、实验原理电子鼻就是模拟动物嗅觉器官开发出一种高科技产品,利用气体传感器阵列得响应图案来识别气味得电子系统。

PEN3型电子鼻内置10个金属氧化气体传感器,每个传感器对应得敏感物质如表1所示、电子鼻得工作可简单归纳为:传感器阵列—信号预处理-神经网络与各种算法-计算机识别(气体定性定量分析)。

PE N3型电子鼻自带得WinMuster软件可以进行PCA(主成分分析)、LDA(线性判别法)、Loadings(负荷加载分析)等分析。

酱油就是一种具有浓郁酱香得传统调味品,不同品质得酱油具有不同得风味,本实验利用电子鼻中传感器对不同酱油得风味物质得响应值变化对酱油进行品质比较。

三、实验器材及实验条件1、实验器材电子鼻:PEN3型,德国Airsense公司;顶空瓶:50ml;2、实验条件采样时间间隔为1s/组,传感器自动清洗时间为120s,传感器归零时间为5s,进样流量为600ml/min,试验测试分析时间为60s。

四、实验步骤1、样品处理:分别取10ml1号酱油、2号酱油于50ml得顶空瓶,再塞好塞子、盖好瓶盖,常温下放置2h。

2、开机:屏幕出现—Start Sensor,1min后变成—Standby。

3、连接:打开WinMuster软件,Options(设置选项),Search Devices(选择电子鼻型号),PEN3、4、设置参数:Options,PEN3,Settings,Measurement(设置测试参数),Gap Flows(设置气流量)。

5、开始测试:Measurement,Start。

观察状态栏里得测试进程倒计时,co nnectvial倒计时提示为1时,同时将进样针与补气针插入顶空瓶、6、停止测试:60s后,Remove vial倒计时提示为1时,同时拔出进样针与补气针。

电子鼻检测鸡蛋货架期新鲜度变化

电子鼻检测鸡蛋货架期新鲜度变化

第26卷第4期农业工程学报V ol.26No.42010年4月Transactions of the CSAE Apr.2010317电子鼻检测鸡蛋货架期新鲜度变化刘明,潘磊庆,屠康※,刘鹏(南京农业大学食品科技学院,南京210095)摘要:该文旨在通过气味检测鸡蛋的新鲜度。

利用德国AIRSENSE公司PEN3型电子鼻对鸡蛋在20℃,70%相对湿度条件下罗曼鸡蛋货架期的气味进行了无损检测。

通过测定哈夫单位,建立了不同货架期气味与鸡蛋哈夫单位等级的对应关系。

首先,分析并对比了第0天与第36天的完整鸡蛋与蛋液所产生气体的变化情况,确定氨氧化物、烷烃和醇类等是鸡蛋贮藏中产生的恶化气体。

其次,结合电子鼻,利用主成分分析、线性判别等多元统计方法进行数据分析,对不同货架期、不同等级的鸡蛋进行归类区分,发现线性判别(LDA)效果优于主成分分析法(PCA)。

结合载荷分析,确认了检测鸡蛋新鲜度的主要传感器S1、S2、S3、S5、S6、S8。

初步证明了气体传感器和模式识别方法在电子鼻区分鸡蛋货架期新鲜度的可行性,为建立利用气体传感器监控鸡蛋新鲜度的方法提供实验基础和理论依据。

关键词:无损检测,主成分分析,载荷,电子鼻,鸡蛋,新鲜度,线性判别分析doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2010.04.054中图分类号:TP216,TS253.2文献标识码:A文章编号:1002-6819(2010)-04-0317-05刘明,潘磊庆,屠康,等.电子鼻检测鸡蛋货架期新鲜度变化[J].农业工程学报,2010,26(4):317-321.Liu Ming,Pan Leiqing,Tu Kang,et al.Determination of egg freshness during shelf life with electronic nose[J].Transactions of the CSAE,2010,26(4):317-321.(in Chinese with English abstract)0引言中国是世界第一产蛋大国,蛋品消费需求持续快速增长,中国人均禽蛋在过去10a里分别增长了51%,达到人均占有22kg。

电子鼻

电子鼻

电子鼻技术在烟草原辅料及产品加工过程中质量控制的应用一、技术(项目)简介电子鼻(electronic nose),又称人工嗅觉分析系统(artificial olfactory),是20世纪90年代发展起来的一种新颖的分析、识别和检测技术,是由传感和自动化模式识别系统组成的针对各种气味进行识别的人工智能系统,它的工作原理类似人的鼻子,故称之为“电子鼻”。

电子鼻技术模仿了生物的嗅觉机能,通过传感装置采集多维响应信号,利用多元统计分析方法、神经网络方法和模糊方法进行数学处理,建立识别模式,将多维响应信号转换为感官评定指标值,完成对被测气味定性定量分析结果的智能解释。

同普通的化学仪器分析不同,通过电子鼻系统分析得到的不是被测样品中某种或几种成分的定性与定量结果,而是获得被测样品气味的整体感官特征,具有类似鼻子的功能。

目前,电子鼻正以其独特的优越性受到各行各业的青睐,应用范围不断扩大,已经在环境监测、日用化工、医疗卫生、制药工业、空气检测、食品、公安和军事等行业得到有效应用。

在美国,电子鼻已经开始应用在烟草生产中,用于原料的分析和识别等等方面。

而在我国,现行的烟草质量鉴别主要用化学成分分析的方法,评价体系简单、难以获得完整信息,如果要完全测出影响烟草质量的成分不仅非常复杂(仅烟气中的化学成分大约有5000种),而且要花费很多时间和费用。

因此生产中更强调的是感官鉴别和评价,这种方法又带来主观性强,时间和费用消耗较大,鉴别结果易变、不够客观准确。

因此,电子鼻识别技术在评定烟草香气质量方面将会展现出其独特的优越性。

二、技术特点及应用领域电子鼻技术在香气分析和鉴定中具有不同于仪器分析和感官评价的特点:1、电子鼻具有新颖的仿生检测技术,与传统成分分析仪器不同,它获得的是被检测样品气味的整体信息,并通过数学分析产生“指纹”图谱,提取样品的本质、隐含性质,用于今后、未知样品的识别和检测;2、电子鼻的灵敏度很高,气味的检测限可以到达ppb甚至ppt级检测限;3、电子鼻测定速度快,一般仅需几分钟,能及时反馈信息,调整生产流程中的各项工艺条件,确保质量评价(QA)和质量管理(QC)指标,从而使产品质量得到保证;4、电子鼻测定范围广。

基于电子鼻的鸡蛋新鲜度检测

基于电子鼻的鸡蛋新鲜度检测

图1 电子鼻信号响应曲线
2.2 电子鼻传感器响应值随鸡蛋储藏时间的变化
图2 是传感器响应值随着鸡蛋储藏时间增加而相应变化的趋势。可 以看出,S 2 传感器的响应信号在第0、21、42 d 之间先减小后增 大,又根据该传感器对氮氧化物最为敏感,可以推断出随着储藏时 间的增加,鸡蛋内部所产生的氮氧化物含量会发生改变;此外,其 他传感器的变化均较为微弱,说明鸡蛋内产生的诸如烃类、醇类气 体较少或者变化不明显
2.5.1 多元线性回归模型(MLR)
在本实验的分析中,将10 个传感器对鸡蛋挥发物在50 至69 s 间的平均响应信号作为自变量,鸡蛋新鲜度 (哈夫单位和蛋黄指数)分别作为因变量。根据鸡蛋 的编号,在每次检测的鸡蛋中选取前8 个编号的鸡蛋作 为训练集,因此,一共选取了56 个鸡蛋的数据作为训 练集用于建立回归模型,另外14 个鸡蛋的数据作为预 测验证用于对所建模型进行预测。采用多元线性回归 对其进行回归分析。
1.1 实验材料
本实验所用材料为产于福清市镜洋镇红星村的新鲜鸡 蛋100 枚,其中70 枚作为样本,30 枚作为备用,用 来替换检测过程中人为破损的鸡蛋。将所有鸡蛋表面 清洗干净之后放入20 ℃、70% RH 恒温恒湿箱中储 藏。
1.2 PEN2 电子鼻系统
实验采用德国Airsense 公司的PEN2 型便携式电子鼻, 它是一种由一组包含10 个金属氧化物传感器的阵列和 识别软件组成的分析仪器,PEN2 电子鼻各传感器的名 称和性能见参考文献[8]。系统主要包括以下几个硬件 部分:传感器阵列,采样及清洗通道,数据 采集系统及计算机系统。该系统的响应信号为传感器 接触到样品挥发物后的电导率G与传感器在经过标准活 性碳过滤气体的电导率G0 的比值。
其中,YI 表示蛋黄指数,s Leabharlann ~s 10 表示传感器的特征信号。

现代仪器实训和操作实验之电子鼻试验

现代仪器实训和操作实验之电子鼻试验

基于电子鼻对不同水果挥发物的检测1.实验材料市售苹果,梨,桔子。

2.实验目的1)较熟练操作电子鼻获取数据,并进行处理。

2)利用电子鼻对不同类别进行区分。

3.电子鼻介绍PEN3便携型电子鼻,德国AIRSENSE公司产品。

一个典型的电子鼻主要由三部分构成:进样系统,装有样品的密封瓶上方的气体通过顶空进样器被吸入到带有传感器阵列的主机中;待测样品的的气体作用于传感器阵列,使传感器某一物理特性发生变化;软件系统,包括信号预处理和模式识别两部分。

图1:电子鼻工作原理图该型号电子鼻传感器阵列包含10个传感器,测定时样品挥发性物质与传感器涂层发生反应,引起传感器电导率改变,记录传感器接触到样品挥发物后的电阻量G与传感器在经过标准活性碳过滤后空气的电阻量Go的比值G/Go,响应气体浓度越大,G/Go的值越偏离1(大于或者小于1),如果浓度低于检测限或者没有感应气体,则该比值接近甚至等于1。

4.实验步骤1)将三种水果进行编号,并放置于1L的玻璃烧杯中,用聚乙烯保鲜膜密封3层,于室温(25±1℃)下静置30min,待其顶部空间的挥发物达到平衡状态;2)组装电子鼻,连接电源线、数据线、过滤器、进样管;3)开机,当显示屏显示绿色的Start,在WinMuster软件界面上点击Options,选择Search Devises,连接PEN3电子鼻,点击OK;4)连接电子鼻之后,设置电子鼻测试参数(Options→PEN3→Settings):样品准备时间5s,自动调零时间为5s,样品测定间隔时间1s,测定时间60s,清洗时间200s,内部空气流量300mL/min。

5)进样之前,先进行洗气。

点击Start,洗气程序开始,提示54321,1的时候,点击Stop,停止洗气,再次点击Start进行洗气,直到10个传感器的响应值都为1。

6)静置30min后,样品顶部空间的挥发物达到平衡状态,用电子鼻的进样针透过保鲜膜插入到烧杯中进行顶空取样检测;7)进样检测时,点击Start,首先是洗气程序,洗气程序过后,提示54321,1的时候,插入进样针(和补气针);测试程序结束,等到提示Remove54321,1的时候拔出进样针(和补气针);每一次的测试都包括:洗气→归零→样品准备→进样测试。

电子鼻检测酸笋的研究报告

电子鼻检测酸笋的研究报告

电子鼻检测酸笋的研究报告
电子鼻是一种模仿人类嗅觉系统的一种传感器装置,可以用来检测和辨别气味。

在食品工业中,电子鼻已经被广泛应用于食品的质量控制和安全检测。

本研究报告的目的是利用电子鼻技术研究和检测酸笋的气味。

1. 实验设计:
本实验选择了酸笋样品和其他水果蔬菜样品(如苹果、橙子、番茄等)作为对照组。

实验组和对照组的样品均经过同样的处理和准备方法。

2. 仪器设备:
本实验采用了一台具有多个传感器的电子鼻设备。

3. 方法步骤:
首先,将酸笋和其他样品分别放置在实验室相同的环境条件下,让样品释放出气味。

然后,将电子鼻传感器放置在每个样品上方一定距离的位置,记录下传感器对各个样品气味的检测结果。

最后,根据电子鼻传感器的检测数据,进行数据分析和比较,得出酸笋气味的特征和差异。

4. 结果分析:
根据实验结果,可以得出以下结论:
- 电子鼻可以有效地检测和区分酸笋的气味和其他样品的气味。

- 酸笋的气味具有一定的特征和差异,通过电子鼻检测可以辨
别出来。

5. 潜在应用:
通过本研究的结果,可以应用于食品工业中的酸笋的质量控制和安全检测中。

电子鼻技术可以快速、准确地检测酸笋的气味,确保产品质量和安全。

需要注意的是,电子鼻虽然可以模仿人类嗅觉系统,但其检测结果可能会受到环境因素、采样方法和传感器性能等的影响,因此在实际应用中需要进一步验证和优化。

中药的电子鼻鉴别方法研究的开题报告

中药的电子鼻鉴别方法研究的开题报告

中药的电子鼻鉴别方法研究的开题报告题目:中药的电子鼻鉴别方法研究一、研究背景和意义中药作为一种传统药材,具有广泛的应用和丰富的资源。

然而,由于植物种类的复杂性和药材的混淆,使得中药在鉴别、质量控制和安全性方面存在一定的挑战和困难。

传统方法主要是通过对相应的药材名称、形态、质量、来源等多方面进行分析,但这种方法耗时耗力,不够精确可靠。

因此,需要研究一种新的、高效的鉴别方法,来解决这些问题。

电子鼻是模拟人类嗅觉系统的一种技术,能够通过一系列传感器对气味数据进行采集和分析,并将气味数字化。

电子鼻已经被广泛应用于医学、食品、环境等领域,在中药鉴别领域也具有一定的应用前景。

因此,本研究拟通过电子鼻技术来对中药进行鉴别和分类,提高中药的质量和安全性,保护和利用中草药资源。

二、研究内容和方案本研究拟采用电子鼻技术,对常见的多种中药药材的气味特征进行采集和分析。

首先,选择一些具有代表性的中药药材作为研究对象,通过电子鼻采集样本的气味信息,并提取气味特征数据。

然后,对采集到的数据进行预处理和降维处理,并运用聚类分析和模式识别算法进行分类和鉴别。

最后,通过交叉验证和单独测试来验证模型的准确性和可靠性。

三、研究预期结果本研究预期将能够建立一种有效的电子鼻鉴别中药药材的方法和模型,能够实现对中药的快速、准确、无损鉴别和分类,并提高中药药材的质量和安全性,促进中草药的保护和利用。

四、研究经费和时间计划本研究预算经费为30万元,其中包括电子鼻传感器的购置、实验材料费用、人员工资和差旅等。

时间计划为两年,第一年主要是进行实验设计、采样和数据处理等基础工作,第二年主要是进行算法分析和模型建立,并进行验证和测试,最后撰写研究报告。

五、研究可行性分析本研究选取的研究对象是常见的中药药材,电子鼻技术已经在食品和医学等领域有了一定的应用和成果,因此这项研究具有可行性和实用性。

同时,本研究采用成熟的电子鼻技术和算法,也保证了研究的可靠性和准确性。

电子鼻测定香精气味的研究

电子鼻测定香精气味的研究

40电子鼻测定香精气味的研究郭奇慧,韩利英,白雪,生庆海,刘卫星内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司研发中心 (呼和浩特市 011500)摘要用电子鼻对不同香型草莓香精进气味测定,旨在寻求一组最佳测定参数。

通过单因素试验对测定过程中的不同影响因素进行考察,运用正交试验找出最佳应用参数。

结果表明,最佳参数组合为样品温度30℃,清洗时间90 s,测样时间40 s,样品稀释浓度0.2%。

关键词电子鼻;香精;测定参数Study on Parameters of Electronic Nose Measuring FlavoursGuo Qi-hui,Han Li-ying,Bai Xue,Sheng Qing-hai,Liu Wei-xingInner Mongolia Mengniu Dairy (Group) Co.Ltd R&D (Huhhot 011500)Abstract In order to obtain the most suitable parameters, electronic nose was applicated in identifying of different strawberry fl avours. We studied on different in fl uencing factors during the process of measuring through single factor tests, then the orthogonal experiments were used to fi nd the most suitable parameters. The results indicated the optimal condition were: temperature 30℃, fl ush time 90 s, measurement time 40 s and concentration 0.2%.Keywords electronic nose ;flavours ;parameters “十一五”国家科技支撑计划子课题,课题编号:2006BAD04A06电子鼻是20世纪90年代发展起来的新颖的分析、识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器,是根据仿生学原理,由传感器阵列和自动化模式识别系统所组成。

电子鼻实验分析报告

电子鼻实验分析报告

利用电子鼻分析不同品质酱油风味实验一、实验目的1、了解电子鼻的工作原理;2、学习并掌握电子鼻(PEN3)的使用及数据分析。

二、实验原理电子鼻是模拟动物嗅觉器官开发出一种高科技产品,利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统。

PEN3型电子鼻内置10个金属氧化气体传感器,每个传感器对应的敏感物质如表1所示。

电子鼻的工作可简单归纳为:传感器阵列—信号预处理—神经网络和各种算法—计算机识别(气体定性定量分析)。

PEN3型电子鼻自带的WinMuster软件可以进行PCA(主成分分析)、LDA (线性判别法)、Loadings(负荷加载分析)等分析。

酱油是一种具有浓郁酱香的传统调味品,不同品质的酱油具有不同的风味,本实验利用电子鼻中传感器对不同酱油的风味物质的响应值变化对酱油进行品质比较。

三、实验器材及实验条件1、实验器材电子鼻:PEN3型,德国Airsense公司;顶空瓶:50ml;2、实验条件采样时间间隔为1s/组,传感器自动清洗时间为120s,传感器归零时间为5s,进样流量为600ml/min,试验测试分析时间为60s。

四、实验步骤1、样品处理:分别取10ml1号酱油、2号酱油于50ml的顶空瓶,再塞好塞子、盖好瓶盖,常温下放置2h。

2、开机:屏幕出现—StartSensor,1min后变成—Standby。

3、连接:打开WinMuster软件,Options(设置选项),SearchDevices(选择电子鼻型号),PEN3。

4、设置参数:Options,PEN3,Settings,Measurement(设置测试参数),GapFlows(设置气流量)。

5、开始测试:Measurement,Start。

观察状态栏里的测试进程倒计时,connectvial倒计时提示为1时,同时将进样针和补气针插入顶空瓶。

6、停止测试:60s后,Removevial倒计时提示为1时,同时拔出进样针和补气针。

7、保存文件,并在WinMuster软件中进行数据分析。

电子鼻用于水果品质、成熟度等鉴别的应用总结

电子鼻用于水果品质、成熟度等鉴别的应用总结

电子鼻在水果无损检测中的应用分析报告摘要电子鼻具有客观、准确、快捷、全面地评价气味并且具有不破坏样品和重复性好的特点, 电子鼻可以通过对水果挥发性成分的响应实现对果蔬品质的检测,因此可运用于对水果品质评价体系中。

报告介绍了电子鼻技术软、硬件工作原理和常用的模式识别算法, 并综述了电子鼻在水果成熟度监控、货架期预测、区分不同品种以及危害分析中的应用。

关键词电子鼻水果成熟度货架期品种分析一、研究背景许多研究结果表明,水果在采摘、包装、保存、运输及加工等环节中的损失率高达30.45%,主要原因之一即为不同成熟度的水果相互混杂所造成的。

因此,根据水果的成熟度区分与筛选并及时的对其进行加工处理,对于改善水果品质、提升水果等级有重要意义。

果实采收、贮藏、及流通过程中成熟度决定了消费者的满意程度,所以对水果成熟度进行监控就显得相当重要。

传统的果品成熟度检测主要是利用硬度计、糖度计、酸度计等来检测水果内部的硬度、可溶性糖、可滴定酸等一些与成熟相关的指标,均属于有损检测,不仅检测过程中要破坏水果的组织。

而且无法大规模地逐个检测,不适于现代果品生产。

而使用电子鼻检测水果具有无损、快速、准确和实时性的优点,可以很好的对水果的成熟度进行监控和分级,确定水果的最佳采收期以及进行货架期判断。

不同果蔬各自都具有不同的香味,这是由它们自身所含的芳香物质所决定的。

芳香物质在果蔬中含量虽然极少,但因品种、成熟度和贮藏时间的不同其含量和种类各有不同。

水果的成熟度是决定水果品质的主要因素。

果蔬从采收到食用需要一定的时间,并且果实成熟期间最重要的变化发生在货架期阶段。

果蔬在采收和随后贮藏的成熟过程中香气值不断变化。

一些呼吸跃变型果实在呼吸跃变期间呼吸强度显著加强,芳香物质含量提高,呼吸高峰过后,香气值下降,品质劣变,不再适宜贮藏。

电子鼻可以通过对这些挥发性成分的响应区分来实现对果蔬品质的检测。

通过查阅相关文献可知,水果香气中的挥发性气味主要是由乙烯、蚁酸、醋酸、丙酸、丁酸和辛酸等挥发酸及酯、甲醇、乙醇和乙醛等组成。

电子鼻实验报告

电子鼻实验报告

利用电子鼻分析不同品质酱油风味实验一、实验目的1、了解电子鼻的工作原理;2、学习并掌握电子鼻PEN3的使用及数据分析;二、实验原理电子鼻是模拟动物嗅觉器官开发出一种高科技产品,利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统;PEN3型电子鼻内置10个金属氧化气体传感器,每个传感器对应的敏感物质如表1所示;电子鼻的工作可简单归纳为:传感器阵列—信号预处理—神经网络和各种算法—计算机识别气体定性定量分析;PEN3型电子鼻自带的WinMuster软件可以进行PCA主成分分析、LDA线性判别法、Loadings负荷加载分析等分析;酱油是一种具有浓郁酱香的传统调味品,不同品质的酱油具有不同的风味,本实验利用电子鼻中传感器对不同酱油的风味物质的响应值变化对酱油进行品质比较;三、实验器材及实验条件1、实验器材电子鼻:PEN3型,德国Airsense公司;顶空瓶:50 ml;2、实验条件采样时间间隔为1s/组,传感器自动清洗时间为120s,传感器归零时间为5s,进样流量为600ml/min,试验测试分析时间为60s;四、实验步骤1、样品处理:分别取10ml1号酱油、2号酱油于50ml的顶空瓶,再塞好塞子、盖好瓶盖,常温下放置2h;2、开机:屏幕出现—Start Sensor,1min后变成—Standby;3、连接:打开WinMuster软件,Options设置选项,Search Devices选择电子鼻型号,PEN3;4、设置参数:Options,PEN3,Settings,Measurement设置测试参数,Gap Flows 设置气流量;5、开始测试:Measurement,Start;观察状态栏里的测试进程倒计时,connect vial倒计时提示为1时,同时将进样针和补气针插入顶空瓶;6、停止测试:60s后,Remove vial倒计时提示为1时,同时拔出进样针和补气针;7、保存文件,并在WinMuster软件中进行数据分析;五、实验结果及分析1、1号酱油和2号酱油响应曲线如图1、图2所示;在55-60s时曲线基本保持不变,因此选取56s时的传感器响应值进行分析;从图1、图2中可以看出,十个传感器均有响应,但响应值的大小不一,其中3、4、5、10号传感器的响应值极低,基本可以忽略;图1 1号酱油相应曲线图2 2号酱油相应曲线2、在测试过程中,3、4、5、10号传感器不灵敏,除去不灵敏的传感器,结果如图3、图4;酱油的主体挥发性风味成分为醇酚类、酸类、醛酮、杂环化合物等,其中醇酚酯类物质是酱油的主体香味物质成分,其含量越大酱油的风味越浓郁、芳香;但同时,酱油的风味物质中也含有一些不利物质,如含硫类物质等,这些物质会给酱油带来不良气味,造成酱油风味变差;从下图可以看出,相比于1号酱油,2号酱油的芳烃化合物1号传感器、烷类物质6号传感器、醇类物质8号传感器明显增多,这三类物质都是酱油风味的有利物质,尤其是醇类物质,其含量的增加能够使2号酱油具有更好的风味;而2号酱油的硫化物7、9号传感器相比于1号酱油有明显的降低,这也是2号酱油风味明显好于1号酱油的原因;综合分析,2号酱油中有利风味物质高于1号酱油,不利风味物质低于1号物质,所以2号酱油风味优于1号酱油;图3 1号酱油雷达图图4 2号酱油雷达图六、问题讨论1、实验的不足:电子鼻的传感器只能识别一大类物质或官能团而不能精确到某种物质,因此电子鼻只能做初步的鉴定、分类,要想得到酱油中具体的风味物质成分以及比例还需要进行GC-MS等试验;2、电子鼻的前景:电子鼻作为一种电子嗅觉传感技术,在酱油品质监控、质量评价和安全检测中显示出独特优点,如可在线全程跟踪加工工艺、检测过程, 快速灵敏等,具有很好的应用前景;。

食品电子鼻技术的发展及应用实践报告

食品电子鼻技术的发展及应用实践报告

食品电子鼻技术的发展及应用实践报告下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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利用电子鼻分析不同品质酱油风味实验
一、实验目的
1、了解电子鼻的工作原理;
2、学习并掌握电子鼻(PEN3)的使用及数据分析。

二、实验原理
电子鼻是模拟动物嗅觉器官开发出一种高科技产品,利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统。

PEN3型电子鼻内置10个金属氧化气体传感器,每个传感器对应的敏感物质如表1所示。

电子鼻的工作可简单归纳为:传感器阵列—信号预处理—神经网络和各种算法—计算机识别(气体定性定量分析)。

PEN3型电子鼻自带的WinMuster软件可以进行PCA(主成分分析)、LDA(线性判别法)、Loadings(负荷加载分析)等分析。

酱油是一种具有浓郁酱香的传统调味品,不同品质的酱油具有不同的风味,本实验利用电子鼻中传感器对不同酱油的风味物质的响应值变化对酱油进行品质比较。

三、实验器材及实验条件
1、实验器材
电子鼻:PEN3型,德国Airsense公司;顶空瓶:50 ml;
2、实验条件
采样时间间隔为1s/组,传感器自动清洗时间为120s,传感器归零时间为5s,进样流量为600ml/min,试验测试分析时间为60s。

四、实验步骤
1、样品处理:分别取10ml1号酱油、2号酱油于50ml的顶空瓶,再塞好塞子、盖好瓶盖,常温下放置2h。

2、开机:屏幕出现—Start Sensor,1min后变成—Standby。

3、连接:打开WinMuster软件,Options(设置选项),Search Devices(选择电子鼻型号),PEN3。

4、设置参数:Options,PEN3,Settings,Measurement(设置测试参数),Gap Flows(设置气流量)。

5、开始测试:Measurement,Start。

观察状态栏里的测试进程倒计时,connect vial倒计时提示为1时,同时将进样针和补气针插入顶空瓶。

6、停止测试:60s后,Remove vial倒计时提示为1时,同时拔出进样针和补气针。

7、保存文件,并在WinMuster软件中进行数据分析。

五、实验结果及分析
1、1号酱油和2号酱油响应曲线如图1、图2所示。

在55-60s时曲线基本保持不变,因此选取56s时的传感器响应值进行分析。

从图1、图2中可以看出,十个传感器均有响应,但响应值的大小不一,其中3、4、5、10号传感器的响应值极低,基本可以忽略。

图1 1号酱油相应曲线
图2 2号酱油相应曲线
2、在测试过程中,
3、
4、
5、10号传感器不灵敏,除去不灵敏的传感器,结果如图3、图4。

酱油的主体挥发性风味成分为醇酚类、酸类、醛酮、杂环化合物等,其中醇酚酯类物质是酱油的主体香味物质成分,其含量越大酱油的风味越浓郁、芳香。

但同时,酱油的风味物质中也含有一些不利物质,如含硫类物质等,这些物质会给酱油带来不良气味,造成酱油风味变差。

从下图可以看出,相比于1号酱油,2号酱油的芳烃化合物(1号传感器)、烷类物质(6号传感器)、醇类物质(8号传感器)明显增多,这三类物质都是酱油风味的有利物质,尤其是醇类物质,其含量的增加能够使2号酱油具有更好的风味。

而2号酱油的硫化物(7、9号传感器)相比于1号酱油有明显的降低,这也是2号酱油风味明显好于1号酱油的原因。

综合分析,2号酱油中有利风味物质高于1号酱油,不利风味物质低于1号物质,所以2号酱油风味优于1号酱油。

图3 1号酱油雷达图
图4 2号酱油雷达图
六、问题讨论
1、实验的不足:电子鼻的传感器只能识别一大类物质(或官能团)而不能精确到某种物质,因此电子鼻只能做初步的鉴定、分类,要想得到酱油中具体的风味物质成分以及比例还需要进行GC-MS等试验。

2、电子鼻的前景:电子鼻作为一种电子嗅觉传感技术,在酱油品质监控、质量评价和安全检测中显示出独特优点,如可在线全程跟踪加工工艺、检测过程,快速灵敏等,具有很好的应用前景。

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