酒類產(chǎn)品氣味-電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測(cè)酒風(fēng)味物質(zhì)差異研究中的應(yīng)用

發(fā)布日期：2020-03-31      瀏覽次數(shù)：6128

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(xué)和傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，利用各種傳感器的仿生學(xué)技術(shù)，模仿人類嗅覺細(xì)胞的工作模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體、氣味的檢測(cè)。白酒產(chǎn)品由于不同的原料產(chǎn)地、不同的品種、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)需要從感覺上、化學(xué)或物理等多方面來進(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)試白酒的風(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。

酒類是早應(yīng)用感官品評(píng)的領(lǐng)域，電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）能識(shí)別酒真?zhèn)魏蛽郊佟⒆R(shí)別酒齡，檢測(cè)酒中呈香物質(zhì)的變化，辨別不同品種的酒的香氣。電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在酒類感官中的運(yùn)用極大的豐富了酒類感官品評(píng)的方法，使得酒類感官評(píng)價(jià)更加客觀精確。葡萄酒及白酒檢測(cè)的方法有感官評(píng)價(jià)法、化學(xué)分析法、仿生傳感智能感官法等。感官評(píng)價(jià)法和化學(xué)分析法存在人為干擾較大和分析過程復(fù)雜、設(shè)備昂貴等缺點(diǎn)。電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）技術(shù)是一種仿生傳感智能感官，它利用現(xiàn)代信息技術(shù)和傳感技術(shù)模仿人或動(dòng)物的視覺、味覺、聽覺和嗅覺感覺行為，自動(dòng)獲取被檢測(cè)對(duì)象品質(zhì)特性的信息，并模擬人對(duì)信息的理解和判別對(duì)獲取的信息進(jìn)行處理的技術(shù)。該技術(shù)具有無損、快速和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。電子鼻在白酒氣味識(shí)別中，可用于酒品質(zhì)鑒別；電子鼻可以識(shí)別不同香型的白酒；電子鼻可以識(shí)別不同品牌、產(chǎn)地、原料的白酒；電子鼻可用于不同處理工藝紅酒樣品的辨別區(qū)分，主要包括干白、蒸餾酒等；電子鼻可用于果酒、果汁的區(qū)分，且電子鼻可用于不同水果釀造的果酒及果汁的鑒別；電子鼻可用于不同發(fā)酵時(shí)間的酒醪樣品區(qū)分鑒別；電子鼻可用于不同醅樣品的辨別區(qū)分；電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）可應(yīng)用到酒類檢測(cè)的方方面面，如下所示：

1.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在紅酒品質(zhì)差異分析中的應(yīng)用

2.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在葡萄酒品質(zhì)優(yōu)化及感官品評(píng)中的分析應(yīng)用

3.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測(cè)不同果酒、果汁的風(fēng)味物質(zhì)及其消費(fèi)者喜好度調(diào)研

4.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在酒醪樣品發(fā)酵時(shí)間的區(qū)分鑒別

5.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在酒醅樣品檢測(cè)中的應(yīng)用（原料的選擇）

6.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測(cè)不同種類白酒風(fēng)味物質(zhì)品質(zhì)差異研究中的應(yīng)用

7.電子鼻用于啤酒風(fēng)味品質(zhì)鑒別中的應(yīng)用

8.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）在啤酒花品質(zhì)檢驗(yàn)中的應(yīng)用

關(guān)于-電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測(cè)白酒氣味差異研究中的應(yīng)用，在此舉例如下：

1. 電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）應(yīng)用于白酒不同工藝的研究





不同工藝：由白酒樣品傳感器響應(yīng)雷達(dá)圖可知，A-H號(hào)樣品的雷達(dá)圖響應(yīng)各有所不同。其中，A和其他樣品的區(qū)別較大。他們的氣味差異主要體現(xiàn)是在1、2、4、6、7、9、10號(hào)傳感器上。對(duì)于8個(gè)樣品來說，進(jìn)行傳感器優(yōu)化，后優(yōu)化的傳感器結(jié)果為：'S11_P_S9_P_S7_P_S6_P_S1_P。PCA圖中，DI值為89.24 %,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(xiàn)率為99.91%，基本可以代表樣品全部信息,所以電子鼻可對(duì)不同工藝白酒樣品進(jìn)行很好的區(qū)分檢測(cè)

2.電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測(cè)不同種類白酒風(fēng)味物質(zhì)品質(zhì)差異研究中的應(yīng)用





競(jìng)品模擬（酒）：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96.59%,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(xiàn)率為99.37%，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1-4及小酒廠和塔牌聚集在一起，發(fā)酵酒單獨(dú)在自己的區(qū)域，說明樣品1-4及小酒廠和塔牌的氣味信息比較相似，發(fā)酵酒和他們區(qū)別較大。對(duì)樣品進(jìn)一步進(jìn)行LDA分析，同樣區(qū)分效果很好，且經(jīng)過此聚類分析后，發(fā)現(xiàn)塔牌和小酒廠聚類更為集中，說明在這6個(gè)樣品中，塔牌和小酒廠的風(fēng)味接近，在研發(fā)過程中，2號(hào)樣品與市場(chǎng)米酒（小酒廠品牌和塔牌品牌）接近。

3.利用電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）進(jìn)行類白酒異樣樣品排查的應(yīng)用





異樣樣品的排查：由不同黃酒樣品傳感器響應(yīng)雷達(dá)圖可知，A1/A2/A3號(hào)樣品的雷達(dá)圖較為接近，A4與這3種樣品的氣味響應(yīng)信號(hào)相差較大。他們的氣味差異主要體現(xiàn)是在1、2、4、6、7、9、10、11號(hào)傳感器上。對(duì)于四個(gè)樣品來說，進(jìn)行傳感器優(yōu)化，后優(yōu)化的傳感器結(jié)果為：S11_P_S7_P_S6_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94.63 %,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(xiàn)率為99.95%，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1-3聚集在一起，4單獨(dú)在自己的區(qū)域，說明樣品1-3的氣味信息比較相似，4和他們區(qū)別較大。說明在生產(chǎn)過程中，1/2/3號(hào)階段均生產(chǎn)正常，4號(hào)時(shí)出現(xiàn)了生產(chǎn)異常，需要排查問題關(guān)鍵所在。

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)酒類產(chǎn)品氣味，例如電子鼻（氣味分析系統(tǒng)）檢測(cè)白酒，紅酒及啤酒，酒糟等氣味差異研究，產(chǎn)生重要作用。