酒類產品氣味-電子鼻（氣味分析系統）檢測酒風味物質差異研究中的應用

發布日期：2020-03-31      瀏覽次數：6067

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。白酒產品由于不同的原料產地、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）測試白酒的風味全面興起，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。

酒類是早應用感官品評的領域，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）在酒類感官中的運用極大的豐富了酒類感官品評的方法，使得酒類感官評價更加客觀精確。葡萄酒及白酒檢測的方法有感官評價法、化學分析法、仿生傳感智能感官法等。感官評價法和化學分析法存在人為干擾較大和分析過程復雜、設備昂貴等缺點。電子鼻（氣味分析系統）技術是一種仿生傳感智能感官，它利用現代信息技術和傳感技術模仿人或動物的視覺、味覺、聽覺和嗅覺感覺行為，自動獲取被檢測對象品質特性的信息，并模擬人對信息的理解和判別對獲取的信息進行處理的技術。該技術具有無損、快速和操作方便等優點。電子鼻在白酒氣味識別中，可用于酒品質鑒別；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酵時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）在紅酒品質差異分析中的應用

2.電子鼻（氣味分析系統）在葡萄酒品質優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、果汁的風味物質及其消費者喜好度調研

4.電子鼻（氣味分析系統）在酒醪樣品發酵時間的區分鑒別

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）檢測不同種類白酒風味物質品質差異研究中的應用

7.電子鼻用于啤酒風味品質鑒別中的應用

8.電子鼻（氣味分析系統）在啤酒花品質檢驗中的應用

關于-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個樣品來說，進行傳感器優化，后優化的傳感器結果為：'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行很好的區分檢測

2.電子鼻（氣味分析系統）檢測不同種類白酒風味物質品質差異研究中的應用





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及小酒廠和塔牌聚集在一起，發酵酒單獨在自己的區域，說明樣品1-4及小酒廠和塔牌的氣味信息比較相似，發酵酒和他們區別較大。對樣品進一步進行LDA分析，同樣區分效果很好，且經過此聚類分析后，發現塔牌和小酒廠聚類更為集中，說明在這6個樣品中，塔牌和小酒廠的風味接近，在研發過程中，2號樣品與市場米酒（小酒廠品牌和塔牌品牌）接近。

3.利用電子鼻（氣味分析系統）進行類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。對于四個樣品來說，進行傳感器優化，后優化的傳感器結果為：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，說明樣品1-3的氣味信息比較相似，4和他們區別較大。說明在生產過程中，1/2/3號階段均生產正常，4號時出現了生產異常，需要排查問題關鍵所在。

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，可對酒類產品氣味，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，產生重要作用。