飲料產品氣味---電子鼻（氣味分析系統）在飲料品質及風味鑒別中的應用

發布日期：2020-03-31      瀏覽次數：6117

電子鼻（氣味分析系統）是一種氣味分析儀器，又稱人工嗅覺系統，是在材料科學和傳感技術的基礎上發展起來的，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）的傳感器對不同的氣味會表現出不同的響應度，從而達到區分鑒別的目的。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）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）測試食品的風味全面興起，給科研和產品研發帶了了便利。下面我們介紹電子鼻（氣味分析系統）的各方面應用。

飲料產品中具有揮發性物質，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）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）可用于對不同飲料制品、不同產地原料制作飲料、不同批次、品牌飲料的區分辨別，同時也可應用于飲料制品的等級區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）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）檢測飲料加工方法等的關系；如今，電子鼻（氣味分析系統）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）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）應用于橙汁的區分檢測

2.電子鼻（氣味分析系統）在不同產地咖啡區分鑒別中的應用

3.電子鼻（氣味分析系統）用于不同批次純凈水的區分辨別

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）的應用

5.電子鼻（氣味分析系統）用于不同品牌豆奶粉的區分檢測及模型的建立與檢驗

6.電子鼻（氣味分析系統）在馬蹄飲料產品品質優化中的應用

7.電子鼻（氣味分析系統）運用于西番蓮果汁的品質檢測

關于-電子鼻（氣味分析系統）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）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）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，進行傳感器優化，后優化的傳感器結果為：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）可用于果汁濃縮方式的區分。

2. 電子鼻（氣味分析系統）應用于飲料（番石榴果汁）貯藏時間區分鑒別研究







貯藏時間區分鑒別：由電子鼻（氣味分析系統）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）。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號樣品的區別較大。他們的氣味差異主要體現是在1、2、5、6、8、9、10、11、12、13號傳感器上。對于五個樣品來說，進行傳感器優化，后優化的傳感器結果為：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號區別較大。LDA同樣區分效果很好，所以電子鼻（氣味分析系統）可用于番石榴果汁貯藏時間的區分。

后，電子鼻（氣味分析系統）含有多元數理統計系統：對象整體品質差異的區分檢驗（PCA）、原產地保護產品以及品牌產品真偽辨識（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、MAHALANOBIS馬氏距離、DP dis個體識別率、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，可對飲料產品氣味，例如電子鼻（氣味分析系統）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。