食品快速檢測(cè)方法-生物傳感技術(shù)

生物傳感原理生物傳感器定義一生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成二

生物傳感器的基本原理三目錄頁(yè)生物敏感元件的固定方法四生物傳感原理生物傳感器的定義生物傳感器(biosensor)是用生物活性材料(酶、蛋白質(zhì)、DNA、抗體、抗原、生物膜等)與物理?yè)Q能器有機(jī)結(jié)合的器械或裝置，是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測(cè)方法與監(jiān)控方法，也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。生物傳感器：構(gòu)建連接人和環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)

生物傳感原理生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成生物傳感器利用生物活性物質(zhì)選擇性的識(shí)別和測(cè)定實(shí)現(xiàn)測(cè)量,主要包括兩部分：（1）生物活性材料(也叫生物敏感膜、分子識(shí)別元件),由其對(duì)被測(cè)物質(zhì)進(jìn)行特定識(shí)別。（2）物理?yè)Q能器(也叫傳感器),由其把被測(cè)物所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)碾娦盘?hào)或光信號(hào)。生物傳感器生物傳感原理生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成生物傳感原理生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成生物敏感膜(biosensitivemembrane)又稱為分子識(shí)別元件(molecularrecognitionelement)是生物傳感器的關(guān)鍵元件(表1)，直接決定傳感器的功能與質(zhì)量。依生物敏感膜所選用材料不同，其組成可以是酶、DNA、免疫物質(zhì)、全細(xì)胞、組織、細(xì)胞器或它們的組合，近年還引入了高分子聚合物模擬酶，使分子識(shí)別元件的概念進(jìn)一步延伸。生物敏感膜

生物活性材料生物敏感膜生物活性材料酶各種酶類全細(xì)胞細(xì)菌、真菌、動(dòng)植物細(xì)胞免疫物質(zhì)抗體、抗原、酶標(biāo)抗原細(xì)胞器線粒體、葉綠體DNA寡聚核苷酸組織動(dòng)植物組織切片具有親和能力的物質(zhì)配體、受體模擬酶高分子聚合物表1

生物傳感器的生物敏感膜（分子識(shí)別元件）生物傳感原理生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成換能器(transducer)

又稱傳感器(sensor),其作用是將各種生物的、化學(xué)的和物理的信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。生物反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的信息是多元化的，微電子和傳感技術(shù)的現(xiàn)代成果為檢測(cè)這些信息提供了豐富的手段，使得研究者在設(shè)計(jì)生物傳感器時(shí)對(duì)換能器的選擇有足夠的回旋余地。設(shè)計(jì)的成功與否主要取決于設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性，可供制作生物傳感器的基本換能器（如下表2）。生物學(xué)反應(yīng)信息換能器選擇生物學(xué)反應(yīng)信息換能器選擇離子變化離子選擇性電極光學(xué)變化光纖、光敏管電阻、電導(dǎo)變化阻抗計(jì)、電導(dǎo)儀顏色變化光纖、光敏管質(zhì)子變化場(chǎng)效應(yīng)晶體管質(zhì)量變化壓電晶體等氣體分壓變化氣敏電極力變化微懸臂梁熱焓變化熱敏電阻、熱電偶振動(dòng)頻率變化表面等離子共振表2生物學(xué)反應(yīng)信息和換能器的選擇生物傳感原理生物傳感器的基本原理待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料，經(jīng)分子識(shí)別，發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號(hào)，再經(jīng)二次儀表放大并輸出，便可知道待測(cè)物濃度。圖示生物傳感器原理：

電信號(hào)待檢測(cè)物生物敏感膜物理變化此界面發(fā)生能量轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換成電信號(hào))換能器計(jì)算機(jī)此處發(fā)生信號(hào)轉(zhuǎn)換(模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào))此界面發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)(分子識(shí)別過(guò)程)

生物傳感原理生物傳感器的基本原理生物傳感原理生物傳感器的基本原理將化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)（間接型）將熱變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（間接型）將光效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)（間接型）直接產(chǎn)生電信號(hào)方式（直接型）生物傳感器基本原理圖

生物傳感原理生物傳感器的基本原理生物傳感器的基本原理圖

生物傳感原理生物傳感器的基本原理將化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的生物傳感器

生物傳感原理生物傳感器的基本原理熱變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的生物傳感器

生物傳感原理生物傳感器的基本原理將光效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的生物傳感器

生物傳感原理生物敏感元件的固定方法固定化技術(shù)：把生物活性材料與載體固定化成為生物敏感膜。（1）物理方法：夾心法、吸附法、包埋法；（2）化學(xué)方法：共價(jià)連接法，交聯(lián)法；（3）近年來(lái)，由于半導(dǎo)體生物傳感器迅速發(fā)展，因而又出現(xiàn)了采用集成電路工藝制膜技術(shù)。

生物傳感原理生物敏感元件的固定方法夾心法：將生物活性材料封閉在雙層濾膜之間，形象地稱為夾心法。特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，不需要任何化學(xué)處理，固定生物量大，響應(yīng)速度快，重復(fù)性好。生物傳感原理生物傳感器的基本原理吸附法：非水溶性固相載體物理吸附或離子結(jié)合，使蛋白質(zhì)分子固定化的方法。載體種類較多，如活性炭、高嶺土、硅膠、玻璃、纖維素、離子交換體等。生物傳感原理生物敏感元件的固定方法包埋法：把生物活性材料包埋并固定在高分子聚合物三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)基質(zhì)中。特點(diǎn)：一般不產(chǎn)生化學(xué)修飾，對(duì)生物分子活性影響較?。?/p>

缺點(diǎn)：分子量大的底物在凝膠網(wǎng)格內(nèi)擴(kuò)散較困難。生物傳感原理生物敏感元件的固定方法共價(jià)連接法：使生物活性分子通過(guò)共價(jià)鍵與固相載體結(jié)合固定的方法。特點(diǎn)：結(jié)合牢固，生物活性分子不易脫落，載體不易被生物降解，使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)固定化麻煩，酶活性可能因發(fā)生化學(xué)修飾而降低。生物傳感原理生物敏感元件的固定方法

交聯(lián)法：依靠雙功能團(tuán)試劑使蛋白質(zhì)結(jié)合到惰性載體或蛋白質(zhì)分子彼此交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種方法廣泛用于酶膜和免疫分子膜制備，操作簡(jiǎn)單。生物傳感器結(jié)構(gòu)與原理生物傳感器概念一生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成二

生物傳感器的基本原理三目錄頁(yè)生物傳感器概念一、生物傳感器的定義生物傳感器(biosensor)是用生物活性材料(酶、蛋白質(zhì)、DNA、抗體、抗原、生物膜等)與物理?yè)Q能器有機(jī)結(jié)合的器械或裝置。是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。

生物傳感器：構(gòu)建連接人和環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)二、生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成11生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成主要包括兩部分：（1）生物活性材料(也叫生物敏感膜、分子識(shí)別元件),由其對(duì)被測(cè)物質(zhì)進(jìn)行特定識(shí)別。（2）物理?yè)Q能器(也叫傳感器),由其把被測(cè)物所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)碾娦盘?hào)或光信號(hào)。1生物活性材料2物理?yè)Q能器二、生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成

在物質(zhì)的識(shí)別過(guò)程中，這兩個(gè)部件起到了決定性的作用1生物活性材料物理?yè)Q能器234二、生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成表1

生物傳感器的生物活性材料

生物活性材料，顧名思義就是這類材料能引起特殊生物或化學(xué)反應(yīng)。

其組成可以是酶、DNA、免疫物質(zhì)、全細(xì)胞、組織、細(xì)胞器或它們的組合序號(hào)分子識(shí)別原件生物活性單元1酶各種酶類2免疫物質(zhì)抗體、抗原、酶標(biāo)抗原3DNA寡聚核苷酸4具有親和能力的物質(zhì)配體、受體5全細(xì)胞細(xì)菌、真菌、動(dòng)植物細(xì)胞6細(xì)胞器線粒體、葉綠體7組織動(dòng)植物組織切片8模擬酶高分子聚合物生物活性材料

12二、生物傳感器的結(jié)構(gòu)組成換能器主要是將各種生物的、化學(xué)的和物理的信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。因?yàn)樯锓磻?yīng)過(guò)程產(chǎn)生的信息是多元化的，所有換能器的選擇也是多樣的。生物學(xué)反應(yīng)信息換能器選擇生物學(xué)反應(yīng)信息換能器選擇離子變化離子選擇性電極光學(xué)變化光纖、光敏管電阻、電導(dǎo)變化阻抗計(jì)、電導(dǎo)儀顏色變化光纖、光敏管質(zhì)子變化場(chǎng)效應(yīng)晶體管質(zhì)量變化壓電晶體等氣體分壓變化氣敏電極力變化微懸臂梁熱焓變化熱敏電阻、熱電偶振動(dòng)頻率變化表面等離子共振表2生物學(xué)反應(yīng)信息和換能器的選擇

氣敏電極

光纖三、生物傳感器的基本原理

三、生物傳感器的基本原理生物傳感器的基本原理圖待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料，經(jīng)分子識(shí)別，發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號(hào)，再經(jīng)二次儀表放大并輸出，便可知道待測(cè)物濃度。12345換能器的信號(hào)轉(zhuǎn)變機(jī)理生物傳感器的部件之一-----換能器，起到了將不同的信號(hào)都轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的作用換能器的轉(zhuǎn)換機(jī)理是什么呢？換能器轉(zhuǎn)換能量的三種形式1、將化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)（間接型）2、將熱變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（間接型）3、將光效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)（間接型）1

換能器轉(zhuǎn)換形式一機(jī)理將化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的換能器各類化學(xué)物質(zhì)經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移而形成電動(dòng)勢(shì)，順利的將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電流和電位123456

換能器轉(zhuǎn)換形式二機(jī)理熱變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的換能器各類熱輻射和熱傳導(dǎo)將熱傳遞給熱敏電阻，熱敏電阻受熱后會(huì)產(chǎn)生過(guò)高或者過(guò)低的電流，從而形成轉(zhuǎn)化。12

換能器轉(zhuǎn)換形式三機(jī)理光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的換能器不同振動(dòng)頻率的光由于光反射或者光折射，使光振動(dòng)的能量變化而轉(zhuǎn)化為電信號(hào)1電子鼻技術(shù)原理電子鼻技術(shù)簡(jiǎn)介一氣體傳感器陣列二傳感器陣列數(shù)據(jù)采集三神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各種算法四一、電子鼻技術(shù)簡(jiǎn)介電子鼻技術(shù)是利用各個(gè)氣敏器件對(duì)復(fù)雜成分氣體都有響應(yīng)卻又互不相同這一特點(diǎn)，借助數(shù)據(jù)處理方法對(duì)多種氣味進(jìn)行識(shí)別，從而對(duì)氣味質(zhì)量進(jìn)行分析與評(píng)定。解決技術(shù)難點(diǎn)以前技術(shù)難點(diǎn)：氣體傳感器的交叉敏感性、選擇性差等缺點(diǎn)，單一傳感器很難有選擇地測(cè)量出某種氣體的成分和含量。電子鼻技術(shù)是解決這一問(wèn)題的有效途徑。一、電子鼻技術(shù)簡(jiǎn)介電子鼻工作流程三步驟：1、傳感器陣列數(shù)據(jù)采集2、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)和計(jì)算3、計(jì)算機(jī)識(shí)別010203氣味物質(zhì)傳感器陣列數(shù)據(jù)采集人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)和計(jì)算計(jì)算機(jī)識(shí)別(氣體定性定量分析）關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)技術(shù)點(diǎn)一：傳感器陣列是什么？技術(shù)點(diǎn)三：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是如何記憶的？技術(shù)點(diǎn)二：傳感器陣列是如何采集數(shù)據(jù)的？一、氣體傳感器陣列一、氣體傳感器陣列傳感器及其陣列是電子鼻的關(guān)鍵,它的功能是把不同的氣味分子在其表面的化學(xué)作用轉(zhuǎn)化為可測(cè)的電信號(hào)。

功能傳感器陣列專門(mén)的氣敏傳感器陣列數(shù)個(gè)單獨(dú)的氣敏傳感器組合而成體積小，功耗低，便于信號(hào)的集中采集與處理。分類二、傳感器陣列數(shù)據(jù)采集三、傳感器陣列數(shù)據(jù)采集傳感器陣列的模擬輸出經(jīng)Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)處理和模式識(shí)別系統(tǒng),被測(cè)嗅覺(jué)的強(qiáng)度既可用每個(gè)傳感器的輸出的絕對(duì)電壓、電阻或電導(dǎo)來(lái)表示,也可用相對(duì)信號(hào)值如歸一化的電阻或電導(dǎo)值,即它們的變化率來(lái)比較嗅味的性質(zhì)。數(shù)據(jù)采集傳感器陣列的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1234三、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法三、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法傳感器陣列輸出的信號(hào)經(jīng)專用軟件采集、加工、處理后，利用多元數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和模糊方法將多維響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為感官評(píng)定指標(biāo)值或組成成分的濃度值，得到被測(cè)氣味定性分析結(jié)果的智能解釋器。傳感器陣列輸出的信號(hào)2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法3模糊方法1多元數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法三、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種運(yùn)算模型，由大量的節(jié)點(diǎn)（或稱神經(jīng)元）之間相互聯(lián)接構(gòu)成。每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一種特定的輸出函數(shù)，稱為激勵(lì)函數(shù)。每?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)間的連接都代表一個(gè)對(duì)于通過(guò)該連接信號(hào)的加權(quán)值，稱之為權(quán)重，這相當(dāng)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的記憶。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元12三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各種算法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)具有很強(qiáng)的非線性處理能力及模式識(shí)別能力它自動(dòng)掌握隱藏在傳感器響應(yīng)和氣味類型與強(qiáng)度之間的、難用明確的模型數(shù)學(xué)表示的對(duì)應(yīng)關(guān)系人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種計(jì)算方法配合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和

許多統(tǒng)計(jì)技術(shù)經(jīng)常聯(lián)合使用,而常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)技術(shù)有五種：主成分分析最小平方法辨別分析法辨別因子分析法聚類分析法電子鼻電子鼻定義一電子鼻的重要意義二

電子鼻的發(fā)展現(xiàn)況三目錄頁(yè)電子鼻的應(yīng)用四電子鼻電子鼻定義電子鼻是一種與生物嗅覺(jué)原理相似，能快速表征氣味物質(zhì)的整體特征信息的智能感官分析儀器.它以快速、簡(jiǎn)便、安全等特點(diǎn)迅速在食品質(zhì)量與安全、生物、環(huán)境等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。電子鼻電子鼻的重要意義近年來(lái)，社會(huì)各個(gè)行業(yè)對(duì)無(wú)損、實(shí)時(shí)、快速、整體特征智能檢測(cè)技術(shù)需求不斷加大，迫切需要一種類似于人類鼻子或舌頭功能的現(xiàn)代化檢測(cè)儀器。特別是食品行業(yè)中，每天都需要對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量特征評(píng)定，目前通用的標(biāo)準(zhǔn)方法是組織一個(gè)特定的專業(yè)品評(píng)小組進(jìn)行感官品評(píng)。但是，由于分析結(jié)果主要由人的主觀感覺(jué)給出，結(jié)果的重復(fù)性和客觀性比較難把握，而且無(wú)法滿足工業(yè)化、大批量的生產(chǎn)要求。雖然，現(xiàn)在也經(jīng)常使用一些儀器，如酸堿測(cè)定儀，比重計(jì)，粘度儀，甜度計(jì)等測(cè)定一些與食品感官性質(zhì)相關(guān)的理化指標(biāo)。但是，始終無(wú)法全面真實(shí)地反映樣品的整體質(zhì)量狀況。電子鼻電子鼻的發(fā)展現(xiàn)況

早在1993年，Pearce等人就首次把傳感器應(yīng)用在啤酒檢測(cè)上,而且還很快鑒別出一種人為感染的啤酒和未被感染的酒。

秦樹(shù)基等開(kāi)發(fā)了一個(gè)能識(shí)別酒類的電子嗅覺(jué)系統(tǒng)，成功地識(shí)別酒精、烈性酒、葡萄酒和啤酒，正確率達(dá)95%。

史志存等也利用電子鼻對(duì)白酒進(jìn)行了分類識(shí)別的實(shí)驗(yàn)，不僅能識(shí)別出不同香型，而且能識(shí)別出同一香型的白酒。

電子鼻電子鼻的發(fā)展現(xiàn)況目前國(guó)內(nèi)外已有眾多的課題研究小組把電子鼻技術(shù)運(yùn)用到食品行業(yè)中。電子鼻作為一種很好的輔助工具在食品研發(fā)、風(fēng)味感官、質(zhì)量安全、貯藏與保鮮等各個(gè)領(lǐng)域都有出色的貢獻(xiàn)。但對(duì)于電子鼻系統(tǒng)的本身氣路及測(cè)試腔的優(yōu)化、傳感器漂移校正、數(shù)據(jù)重復(fù)性、穩(wěn)定性很少有所涉及。是制約電子鼻商品化的關(guān)鍵。目前我國(guó)對(duì)電子鼻的研究基本仍停留在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。電子鼻電子鼻電子鼻的應(yīng)用-黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)本研究以紹興黃酒為研究對(duì)象，對(duì)五種不同類型黃酒進(jìn)行區(qū)分。確定一種樣品（女兒紅花雕酒（陳年紹興酒））實(shí)際分析檢測(cè)的傳感器陣列以及頻率段并建立該種黃酒樣品的電子鼻小型標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)計(jì)劣質(zhì)產(chǎn)品模型，通過(guò)區(qū)分判斷劣質(zhì)產(chǎn)品模型與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的差異程度，模擬電子鼻在現(xiàn)代化工業(yè)分析檢測(cè)中的應(yīng)用，可檢驗(yàn)出未知樣品是否屬于該種黃酒樣品。實(shí)驗(yàn)證明電子鼻可以在食品工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用。電子鼻電子鼻的應(yīng)用-黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)原理--動(dòng)態(tài)頂空法

泵

測(cè)試腔數(shù)據(jù)探管被測(cè)氣體頂空“動(dòng)態(tài)頂空法”是將測(cè)試樣本放置在采樣腔中，通過(guò)固氣或液氣平衡使其揮發(fā)出氣體并充滿上部的頂空空間，然后通過(guò)干凈的載氣攜帶樣本氣體進(jìn)入測(cè)試腔進(jìn)行測(cè)試。

動(dòng)態(tài)頂空法示意圖

電子鼻電子鼻的應(yīng)用-黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)各類氣體采樣方式的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本課題的設(shè)計(jì)要求，我們決定采用“動(dòng)態(tài)頂空法”作為本研究的電子鼻系統(tǒng)的氣體采樣方式，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的改進(jìn)與優(yōu)化來(lái)滿足測(cè)試的需求。

質(zhì)量容量控制器小型氣體凈化裝置小型氣體凈化裝置測(cè)試腔清洗泵采樣泵本研究動(dòng)態(tài)頂空采樣示意圖

電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料：選用市售的幾種紹興黃酒，采用電子鼻進(jìn)行檢測(cè)與區(qū)分，所有的待測(cè)樣品均不作前處理。六種不同品牌的白黃酒樣品名稱標(biāo)簽酒精度是否陳年生產(chǎn)廠家唐宋紹興加飯酒

115.50%1-3年紹興縣唐宋酒業(yè)有限公司宇塔花雕酒

215%3年紹興縣東方釀酒有限公司女兒紅花雕酒

316.50%2年紹興女兒紅釀酒有限公司越王勾踐小花雕

413%1-3年紹興市鑒湖越王釀酒業(yè)有限公司越景陳年加飯酒

516%無(wú)說(shuō)明紹興縣越景酒業(yè)有限公司雙宮燈陳年加飯酒

613%1-3年紹興市東星酒廠電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)選用市售的六種紹興黃酒作為樣品，用電子鼻對(duì)樣品進(jìn)行了6次總共歷時(shí)6天(10月25日、10月29日、11月3日、11月7日、11月11日、11月14日)的測(cè)量（預(yù)實(shí)驗(yàn)，用于判斷電子鼻是否能區(qū)分不同類型的黃酒）。經(jīng)過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)（成功），選取其中的一種黃酒（陳年紹興酒的女兒紅花雕酒）對(duì)其進(jìn)行31組實(shí)驗(yàn)，以這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立一個(gè)小型數(shù)據(jù)庫(kù)用以區(qū)分這種黃酒。實(shí)驗(yàn)方法

電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)（1）接通電源，打開(kāi)儀器，使傳感器預(yù)熱2h；（2）每次測(cè)試取50mL潔凈的錐形瓶18個(gè)（一種樣品每種重復(fù)6次)，倒入20mL樣品后馬上用封口膜密封并標(biāo)明樣品種類及重復(fù)次數(shù)，靜置1h使其達(dá)到頂空飽和；(3)打開(kāi)軟件，點(diǎn)擊用戶界面的參數(shù)設(shè)置，將清洗時(shí)間設(shè)置為15min，點(diǎn)擊清洗按鈕對(duì)測(cè)試腔進(jìn)行沖洗；(4)清洗完畢后將測(cè)試針頭和小型凈化裝置的針頭插入放有樣品的錐形瓶?jī)?nèi)，設(shè)置測(cè)試時(shí)間為1min，抽氣流量為0.5L/min，點(diǎn)擊開(kāi)始測(cè)試按鈕進(jìn)行檢測(cè)；(5)測(cè)試完成后，點(diǎn)擊保存按鈕，新建或選擇樣品數(shù)據(jù)庫(kù)，輸入測(cè)試名稱，點(diǎn)擊確認(rèn)完成樣品數(shù)據(jù)的保存；(6)設(shè)置清洗時(shí)間為260s，點(diǎn)擊清洗按鈕對(duì)測(cè)試腔進(jìn)行沖洗；重復(fù)步驟(4)到(6)，直至做完所有樣品。實(shí)驗(yàn)步驟

電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)本研究實(shí)驗(yàn)采用的是SIMCA(SoftIndependentModelingofClassAnalogy)方法對(duì)黃酒進(jìn)行識(shí)別研究的。SIMCA方法實(shí)際上是根據(jù)“物以類聚”的原則進(jìn)行樣本的分類，又稱為PCA-DA分析法。在本研究中，SIMCA模式識(shí)別方法首先針對(duì)各自的白酒樣品做主成分分析，建立主成分回歸類模型，然后依據(jù)該模型對(duì)未知樣品進(jìn)行分類識(shí)別，即將該未知樣品與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)模型進(jìn)行擬合，以確定其屬于同一類，或不屬于同一類。在具體數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，主要分兩步完成：數(shù)據(jù)處理方法

電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)1）、建立一個(gè)精確的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)模型，一般該模型是由主成分得分圖(Scores)與PCA模型的影響程度(Influence)共同決定的。Scores圖能夠揭示樣本點(diǎn)的差異情況來(lái)表明該樣本能否代表所屬類的特征；而Influence圖則表示各樣本點(diǎn)對(duì)該P(yáng)CA模型的影響程度。2）、模型擬合的好壞主要是由顯著性水平a的大小決定，通常a越小模型擬合效果就越好。數(shù)據(jù)處理方法

電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)預(yù)試驗(yàn)的6種紹興黃酒主成分分析數(shù)據(jù)結(jié)果結(jié)果與討論

電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)對(duì)陳年紹興酒的女兒紅花雕酒樣品測(cè)31次，所測(cè)的數(shù)據(jù)的主成分分析結(jié)果結(jié)果與討論使用SIMCA分析女兒紅花雕酒（陳年紹興酒）的PCA模型電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)建完P(guān)CA判別模型后，SIMCA按照該模型對(duì)未知樣品數(shù)據(jù)庫(kù)模型進(jìn)行擬合，所有識(shí)別結(jié)果均在顯著水平a=0.05條件下得出未知樣品

標(biāo)準(zhǔn)樣品

識(shí)別率

整體識(shí)別率A*

100%

84%

A*A*A*A*B

60%

BB*B

B*C*

60%

CCCC電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)（標(biāo)注：橫向A表示代表建立的黃酒標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)據(jù)庫(kù)，縱向是25個(gè)未知數(shù)據(jù)庫(kù)，B：5號(hào)樣品；C：3號(hào)樣品（即A）久置空氣中；D：2號(hào)酒摻水；E：3號(hào)樣品（即A）摻水，橫向和縱向的交叉格中若為“*”，則表示SIMCA方法判斷該未知樣和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)一致。）未知樣品

標(biāo)準(zhǔn)樣品

識(shí)別率

整體識(shí)別率D*

100%

84%

D*D*D*D*E

60%

EE*E

E*運(yùn)用SIMCA對(duì)未知樣品的識(shí)別結(jié)果

電子鼻電子鼻對(duì)黃酒區(qū)分實(shí)驗(yàn)對(duì)于A樣品標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)自身5個(gè)未知樣品的判斷全部正確，且對(duì)于不同類型的的D（2號(hào)樣品酒摻水）、E（3號(hào)樣品（即A）摻水）未知樣（酒精度與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)樣品酒精度相差較大）也沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)判，即對(duì)于酒精度相差較大的黃酒識(shí)別率為100%。但對(duì)于B（5號(hào)樣品）、C（3號(hào)樣品（即A）久置空氣中）未知樣品（酒精度與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)樣品酒精度相差較?。└饔?個(gè)錯(cuò)判，即對(duì)于酒精度相差較大的黃酒識(shí)別率為60%。通過(guò)這些數(shù)據(jù)分析，我們可以得出影響電子鼻識(shí)別準(zhǔn)確度的主要因素是酒精度。分析電子舌