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酒类产品气味-电子鼻(气味分析系统)检测酒风味物质差异研究中的应用

  • 发布日期:2020-03-31      浏览次数:488
    • 电子鼻(气味分析系统)是一种气味分析仪器,又称人工嗅觉系统,是在材料科学和传感技术的基础上发展起来的,利用各种传感器的仿生学技术,模仿人类嗅觉细胞的工作模式,实现对气体、气味的检测。白酒产品由于不同的原料产地、不同的品种、不同的加工条件等多变量的影响下,整体气味也会有所不同,而电子鼻(气味分析系统)的传感器对不同的气味会表现出不同的响应度,从而达到区分鉴别的目的。食品的风味是评价食品质量的重要因素,没有人愿意买风味很差的食品。然而评价食品风味是一项很复杂的工作,不仅需要评价风味本身,还需要看消费者对这种风味的接受程度。所以风味评价需要从感觉上、化学或物理等多方面来进行分析。风味物质的活性成份可以用气相色谱法和GC-MS测量得到。但是化学分析仪器是复制的。目前还没有通用的分离方法,用于挥发性风味物质的全色谱分析。但已经建立了一些分离技术,包括液体与液体的分离,液体与固体的分离,固相提取,快速溶剂提取,顶空分析,空气抽取,直接热解吸法等等。这些技术已经应用了很多年,但是简单样品制备,甚至是无需样品制备的情况下分析风味,目前只有电子鼻(气味分析系统)可以做到,或者是人的感官嗅闻。因此近几年利用电子鼻(气味分析系统)测试白酒的风味全面兴起,给科研和产品研发带了了便利。下面我们介绍电子鼻(气味分析系统)的各方面应用。

      酒类是最早应用感官品评的领域,电子鼻(气味分析系统)能识别酒真伪和掺假、识别酒龄,检测酒中呈香物质的变化,辨别不同品种的酒的香气。电子鼻(气味分析系统)在酒类感官中的运用极大的丰富了酒类感官品评的方法,使得酒类感官评价更加客观精确。葡萄酒及白酒检测的方法有感官评价法、化学分析法、仿生传感智能感官法等。感官评价法和化学分析法存在人为干扰较大和分析过程复杂、设备昂贵等缺点。电子鼻(气味分析系统)技术是一种仿生传感智能感官,它利用现代信息技术和传感技术模仿人或动物的视觉、味觉、听觉和嗅觉感觉行为,自动获取被检测对象品质特性的信息,并模拟人对信息的理解和判别对获取的信息进行处理的技术。该技术具有无损、快速和操作方便等优点。电子鼻在白酒气味识别中,可用于酒品质鉴别;电子鼻可以识别不同香型的白酒;电子鼻可以识别不同品牌、产地、原料的白酒;电子鼻可用于不同处理工艺红酒样品的辨别区分,主要包括干白、蒸馏酒等;电子鼻可用于果酒、果汁的区分,且电子鼻可用于不同水果酿造的果酒及果汁的鉴别;电子鼻可用于不同发酵时间的酒醪样品区分鉴别;电子鼻可用于不同醅样品的辨别区分;电子鼻(气味分析系统)可应用到酒类检测的方方面面,如下所示:

      1.电子鼻(气味分析系统)在红酒品质差异分析中的应用

      2.电子鼻(气味分析系统)在葡萄酒品质优化及感官品评中的分析应用

      3.电子鼻(气味分析系统)检测不同果酒、果汁的风味物质及其消费者喜好度调研

      4.电子鼻(气味分析系统)在酒醪样品发酵时间的区分鉴别

      5.电子鼻(气味分析系统)在酒醅样品检测中的应用(原料的选择)

      6.电子鼻(气味分析系统)检测不同种类白酒风味物质品质差异研究中的应用

      7.电子鼻用于啤酒风味品质鉴别中的应用

      8.电子鼻(气味分析系统)在啤酒花品质检验中的应用

      关于-电子鼻(气味分析系统)检测白酒气味差异研究中的应用,在此举例如下:

      1. 电子鼻(气味分析系统)应用于白酒不同工艺的研究

      不同工艺:由白酒样品传感器响应雷达图可知,A-H号样品的雷达图响应各有所不同。其中,A和其他样品的区别较大。他们的气味差异主要体现是在1、2、4、6、79、10号传感器上。对于8个样品来说,进行传感器优化,最后优化的传感器结果为:'S11_P_S9_P_S7_P_S6_P_S1_P。PCA图中,DI值为89.24 %,说明主成分分析法的整体区分效果很好,主成分1和主成分2的总贡献率为99.91%,基本可以代表样品全部信息,所以电子鼻可对不同工艺白酒样品进行很好的区分检测

      2.电子鼻(气味分析系统)检测不同种类白酒风味物质品质差异研究中的应用

      竞品模拟(酒):PCA图中,横坐标表示diyi主成分所占整体信息量的百分比,纵坐标表示第二主成分所占整体信息量的百分比。在图中DI值为96.59%,说明主成分分析法的整体区分效果很好,主成分1和主成分2的总贡献率为99.37%,基本可以代表样品全部信息。图中,各样品的重复性较好。此外,样品1-4及小酒厂和塔牌聚集在一起,发酵酒单独在自己的区域,说明样品1-4及小酒厂和塔牌的气味信息比较相似,发酵酒和他们区别较大。对样品进一步进行LDA分析,同样区分效果很好,且经过此聚类分析后,发现塔牌和小酒厂聚类更为集中,说明在这6个样品中,塔牌和小酒厂的风味接近,在研发过程中,2号样品与市场米酒(小酒厂品牌和塔牌品牌)接近。

      3.利用电子鼻(气味分析系统)进行类白酒异样样品排查的应用

      异样样品的排查:由不同黄酒样品传感器响应雷达图可知,A1/A2/A3号样品的雷达图较为接近,A4与这3种样品的气味响应信号相差较大。他们的气味差异主要体现是在1、2、4、6、7、91011号传感器上。对于四个样品来说,进行传感器优化,最后优化的传感器结果为:S11_P_S7_P_S6_P。PCA图中,横坐标表示diyi主成分所占整体信息量的百分比,纵坐标表示第二主成分所占整体信息量的百分比。在图中DI值为94.63 %,说明主成分分析法的整体区分效果很好,主成分1和主成分2的总贡献率为99.95%,基本可以代表样品全部信息。图中,各样品的重复性较好。此外,样品1-3聚集在一起,4单独在自己的区域,说明样品1-3的气味信息比较相似,4和他们区别较大。说明在生产过程中,1/2/3号阶段均生产正常,4号时出现了生产异常,需要排查问题关键所在。

      最后,电子鼻(气味分析系统)含有多元数理统计系统对象整体品质差异的区分检验(PCA)原产地保护产品以及品牌产品真伪辨识(SIMCA、PLS-DA)产品品质等级评定(DFA)样品感官属性以及理化指标的快速反演(PLS)产品货架时间的评价(PCA、PLS);算法多样:含有Euclidean Dis欧氏距离、CORRELATION相关系数、MAHALANOBIS马氏距离、DP dis个体识别率、DI dis区分指数、Scores Dd得分值分离度、Eigenvalue Dd特征值分离度等算法,可对酒类产品气味,例如电子鼻(气味分析系统)检测白酒,红酒及啤酒,酒糟等气味差异研究,产生重要作用。

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