飲料產品氣味---電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在飲料品質及風味鑒別中的應用

發(fā)布日期：2020-03-31      瀏覽次數(shù)：4311

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)，是在材料科學和傳感技術的基礎上發(fā)展起來的，利用各種傳感器的仿生學技術，模仿人類嗅覺細胞的工作模式，實現(xiàn)對氣體、氣味的檢測。飲料由于不同的原料、原料具有不同的產地、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)出不同的響應度，從而達到區(qū)分鑒別的目的。食品的風味是評價食品質量的重要因素，沒有人愿意買風味很差的食品。然而評價食品風味是一項很復雜的工作，不僅需要評價風味本身，還需要看消費者對這種風味的接受程度。所以風味評價需要從感覺上、化學或物理等多方面來進行分析。風味物質的活性成份可以用氣相色譜法和GC-MS測量得到。但是化學分析儀器是復制的。目前還沒有通用的分離方法，用于揮發(fā)性風味物質的全色譜分析。但已經建立了一些分離技術，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。這些技術已經應用了很多年，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)）測試食品的風味全面興起，給科研和產品研發(fā)帶了了便利。下面我們介紹電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）的各方面應用。

飲料產品中具有揮發(fā)性物質，風味對于消費者的選擇格外重要，市面上的飲料產品也是琳瑯滿目，所以飲料產品風味的檢測對于飲料產品的感官評測特別重要。飲料揮發(fā)性化合物的種類和含量是評價其風味品質的重要指標。電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在飲料品質及風味鑒別中有諸多應用。例如：電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）可用于對不同飲料制品、不同產地原料制作飲料、不同批次、品牌飲料的區(qū)分辨別，同時也可應用于飲料制品的等級區(qū)分和貨架期及特殊化學成分的含量預測。電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）進行飲料中香精香氣成分含量的模糊預測；電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測飲料加工方法等的關系；如今，電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）可作為一種通過氣味評價飲料消費者喜好度的新方法，是目前研究飲料風味品質的主要趨勢和熱點。電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在飲料風味物質氣味檢測方面的應用，例如：

1.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）應用于橙汁的區(qū)分檢測

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

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)分檢測及模型的建立與檢驗

6.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在馬蹄飲料產品品質優(yōu)化中的應用

7.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）運用于西番蓮果汁的品質檢測

關于-電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測飲料風味物質差異性的應用，在此案例如下：

1. 電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）應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)）結果可知：由傳感器響應雷達圖可知，原漿和冷凍濃縮樣品的雷達圖較為接近，剩余兩種樣品的氣味響應信號相差較大，其中真空濃縮氣味保留情況好，真空熱濃縮氣味損失嚴重。對于四個樣品來說，進行傳感器優(yōu)化，后優(yōu)化的傳感器結果為：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在自己的區(qū)域，說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)）應用于飲料（番石榴果汁）貯藏時間區(qū)分鑒別研究







貯藏時間區(qū)分鑒別：由電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）結果可知：由不同番石榴果汁樣品傳感器響應雷達圖可知，這5個樣品的雷達圖有所不同。（樣品編碼代表貯藏天數(shù)）。其中，6、12、18號的雷達圖很接近，氣味特征比較接近，0號、24號和6、12、18號樣品的區(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號傳感器上。對于五個樣品來說，進行傳感器優(yōu)化，后優(yōu)化的傳感器結果為：S13_P_S12_P_S11_P_S9_P_S6_P_S5_P_S1_P。PCA圖中，橫坐標表示diyi主成分所占整體信息量的百分比，縱坐標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的總貢獻率為92.44%，基本可以代表樣品全部信息。圖中，各樣品的重復性較好。此外，樣品6、12、18聚集在一起，0號和24號樣品單獨在自己的區(qū)域，說明6、12、18樣品的氣味信息比較相似，0號、24號和6、12、18號區(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)計系統(tǒng)：對象整體品質差異的區(qū)分檢驗（PCA）、原產地保護產品以及品牌產品真?zhèn)伪孀R（SIMCA、PLS-DA）、產品品質等級評定（DFA）、樣品感官屬性以及理化指標的快速反演（PLS）、產品貨架時間的評價（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，可對飲料產品氣味，例如電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測飲料產品質量及風味差異性的應用研究，產生重要作用。