酒類(lèi)產(chǎn)品氣味-電子鼻（氣味分析系統）檢測酒風(fēng)味物質(zhì)差異研究中的應用

發(fā)布日期：2020-03-31      瀏覽次數：3702

電子鼻（氣味分析系統）是一種氣味分析儀器，又稱(chēng)人工嗅覺(jué)系統，是在材料科學(xué)和傳感技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的，利用各種傳感器的仿生學(xué)技術(shù)，模仿人類(lèi)嗅覺(jué)細胞的工作模式，實(shí)現對氣體、氣味的檢測。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）的傳感器對不同的氣味會(huì )表現出不同的響應度，從而達到區分鑒別的目的。食品的風(fēng)味是評價(jià)食品質(zhì)量的重要因素，沒(méi)有人愿意買(mǎi)風(fēng)味很差的食品。然而評價(jià)食品風(fēng)味是一項很復雜的工作，不僅需要評價(jià)風(fēng)味本身，還需要看消費者對這種風(fēng)味的接受程度。所以風(fēng)味評價(jià)需要從感覺(jué)上、化學(xué)或物理等多方面來(lái)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測量得到。但是化學(xué)分析儀器是復制的。目前還沒(méi)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)應用了很多年，但是簡(jiǎn)單樣品制備，甚至是無(wú)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）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）測試白酒的風(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）的各方面應用。

酒類(lèi)是早應用感官品評的領(lǐng)域，電子鼻（氣味分析系統）能識別酒真偽和摻假、識別酒齡，檢測酒中呈香物質(zhì)的變化，辨別不同品種的酒的香氣。電子鼻（氣味分析系統）在酒類(lèi)感官中的運用極大的豐富了酒類(lèi)感官品評的方法，使得酒類(lèi)感官評價(jià)更加客觀(guān)精確。葡萄酒及白酒檢測的方法有感官評價(jià)法、化學(xué)分析法、仿生傳感智能感官法等。感官評價(jià)法和化學(xué)分析法存在人為干擾較大和分析過(guò)程復雜、設備昂貴等缺點(diǎn)。電子鼻（氣味分析系統）技術(shù)是一種仿生傳感智能感官，它利用現代信息技術(shù)和傳感技術(shù)模仿人或動(dòng)物的視覺(jué)、味覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和嗅覺(jué)感覺(jué)行為，自動(dòng)獲取被檢測對象品質(zhì)特性的信息，并模擬人對信息的理解和判別對獲取的信息進(jìn)行處理的技術(shù)。該技術(shù)具有無(wú)損、快速和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。電子鼻在白酒氣味識別中，可用于酒品質(zhì)鑒別；電子鼻可以識別不同香型的白酒；電子鼻可以識別不同品牌、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分，主要包括干白、蒸餾酒等；電子鼻可用于果酒、果汁的區分，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)間的酒醪樣品區分鑒別；電子鼻可用于不同醅樣品的辨別區分；電子鼻（氣味分析系統）可應用到酒類(lèi)檢測的方方面面，如下所示：

1.電子鼻（氣味分析系統）在紅酒品質(zhì)差異分析中的應用

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

3.電子鼻（氣味分析系統）檢測不同果酒、果汁的風(fēng)味物質(zhì)及其消費者喜好度調研

4.電子鼻（氣味分析系統）在酒醪樣品發(fā)酵時(shí)間的區分鑒別

5.電子鼻（氣味分析系統）在酒醅樣品檢測中的應用（原料的選擇）

6.電子鼻（氣味分析系統）檢測不同種類(lèi)白酒風(fēng)味物質(zhì)品質(zhì)差異研究中的應用

7.電子鼻用于啤酒風(fēng)味品質(zhì)鑒別中的應用

8.電子鼻（氣味分析系統）在啤酒花品質(zhì)檢驗中的應用

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

1. 電子鼻（氣味分析系統）應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雷達圖可知，A-H號樣品的雷達圖響應各有所不同。其中，A和其他樣品的區別較大。他們的氣味差異主要體現是在1、2、4、6、7、9、10號傳感器上。對于8個(gè)樣品來(lái)說(shuō)，進(jìn)行傳感器優(yōu)化，后優(yōu)化的傳感器結果為：'S11_P_S9_P_S7_P_S6_P_S1_P。PCA圖中，DI值為89.24 %,說(shuō)明主成分分析法的整體區分效果很好，主成分1和主成分2的總貢獻率為99.91%，基本可以代表樣品全部信息,所以電子鼻可對不同工藝白酒樣品進(jìn)行很好的區分檢測

2.電子鼻（氣味分析系統）檢測不同種類(lèi)白酒風(fēng)味物質(zhì)品質(zhì)差異研究中的應用





競品模擬（酒）：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96.59%,說(shuō)明主成分分析法的整體區分效果很好，主成分1和主成分2的總貢獻率為99.37%，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1-4及小酒廠(chǎng)和塔牌聚集在一起，發(fā)酵酒單獨在自己的區域，說(shuō)明樣品1-4及小酒廠(chǎng)和塔牌的氣味信息比較相似，發(fā)酵酒和他們區別較大。對樣品進(jìn)一步進(jìn)行LDA分析，同樣區分效果很好，且經(jīng)過(guò)此聚類(lèi)分析后，發(fā)現塔牌和小酒廠(chǎng)聚類(lèi)更為集中，說(shuō)明在這6個(gè)樣品中，塔牌和小酒廠(chǎng)的風(fēng)味接近，在研發(fā)過(guò)程中，2號樣品與市場(chǎng)米酒（小酒廠(chǎng)品牌和塔牌品牌）接近。

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





異樣樣品的排查：由不同黃酒樣品傳感器響應雷達圖可知，A1/A2/A3號樣品的雷達圖較為接近，A4與這3種樣品的氣味響應信號相差較大。他們的氣味差異主要體現是在1、2、4、6、7、9、10、11號傳感器上。對于四個(gè)樣品來(lái)說(shuō)，進(jìn)行傳感器優(yōu)化，后優(yōu)化的傳感器結果為：S11_P_S7_P_S6_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94.63 %,說(shuō)明主成分分析法的整體區分效果很好，主成分1和主成分2的總貢獻率為99.95%，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1-3聚集在一起，4單獨在自己的區域，說(shuō)明樣品1-3的氣味信息比較相似，4和他們區別較大。說(shuō)明在生產(chǎn)過(guò)程中，1/2/3號階段均生產(chǎn)正常，4號時(shí)出現了生產(chǎn)異常，需要排查問(wèn)題關(guān)鍵所在。

后，電子鼻（氣味分析系統）含有多元數理統計系統：對象整體品質(zhì)差異的區分檢驗（PCA）、原產(chǎn)地保護產(chǎn)品以及品牌產(chǎn)品真偽辨識（SIMCA、PLS-DA）、產(chǎn)品品質(zhì)等級評定（DFA）、樣品感官屬性以及理化指標的快速反演（PLS）、產(chǎn)品貨架時(shí)間的評價(jià)（PCA、PLS）；算法多樣：含有Euclidean Dis歐氏距離、CORRELATION相關(guān)系數、MAHALANOBIS馬氏距離、DP dis個(gè)體識別率、DI dis區分指數、Scores Dd得分值分離度、Eigenvalue Dd特征值分離度等算法，可對酒類(lèi)產(chǎn)品氣味，例如電子鼻（氣味分析系統）檢測白酒，紅酒及啤酒，酒糟等氣味差異研究，產(chǎn)生重要作用。