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        3個不同品牌青稞罐頭 市購。

        2、儀器 
        Heracles NEO 超快速氣相電子鼻 

        一種新型的氣味分析手段，該儀器根據(jù)氣相基本原理對頂空氣體進(jìn)行分析，通過化學(xué)計量學(xué)等數(shù)據(jù)處理可得到與傳統(tǒng)電子鼻同樣的響應(yīng)信息，同時還可精確分離出樣品中的揮發(fā)性化合物，并通過 Arochembase 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定性分析，具有分析時間短、精確度高等特點。

        ASTREE 型電子舌系統(tǒng) 

        由48位自動進(jìn)樣器、傳感器陣列、數(shù)據(jù)采集和控制器、模式識別軟件等部分組成。傳感器陣列由7根具有 交叉敏感性的傳感器 (AHS、PKS、NMS、CTS、ANS、SCS和CPS)和1個Ag／AgC1參比電極組成。

        稱取 2g 樣品于 20mL 頂空瓶中，采用超快速氣相色譜電子鼻 Heracles NEO 上進(jìn)行檢測分析。Heracles NEO 包含 MXT-5與 MXT-1701 兩根色譜柱（10m， 180μm），其中 MXT-5 為非極性色譜柱，MXT-1701 為弱極性色譜柱；檢測器為雙 FID 檢測器，一次注射進(jìn)樣，兩根色譜柱同時分析并呈現(xiàn)分離結(jié)果。

電子舌檢測樣品前，對傳感器依次進(jìn)行了活化、校正和診斷，確保傳感器狀態(tài)良好。樣品在室溫 (20℃) 下進(jìn)行檢測，每次信號采集時間為120 s，樣品間設(shè)置清洗序列(蒸餾水，清洗 10 s) ，每個樣品重復(fù)測量8次。取后3次測量的各傳感器響應(yīng)值作為樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。

       測試數(shù)據(jù)用電子舌自帶軟件進(jìn)行處理。

      電子鼻感官結(jié)果分析

      電子鼻色譜圖及香氣比較 

      通過對比色譜圖（圖1）發(fā)現(xiàn)，樣品間的出峰時間及出峰位置基本一致，但峰面積間存在差別。這說明三個樣品中揮發(fā)性成分種類基本一致，但在含量上存在差異。

   

  圖1 3個青稞罐頭樣品電子鼻譜圖疊加（保留參數(shù)）對比

       PCA是將采集到的氣味成分的種類和含量作為變量，通過向量變化以更直觀的形式體現(xiàn)樣品間的氣味組成差異，圖2為原始PCA圖（以所有色譜峰為變量）。第一主成分（PC1）與第二主成分（PC2）的貢獻(xiàn)率之和達(dá)到了97.551%，能較為完整的代表樣品的全部信息。3個樣品在主成分分析圖上的區(qū)分指數(shù)達(dá)到74，說明超快速氣相色譜電子鼻（Heracles）能夠基于氣味的差異，有效區(qū)分3個品牌的青稞罐頭產(chǎn)品。

圖2  3個青稞罐頭樣品原始PCA圖（以所有色譜峰為變量）

       指紋分辨指數(shù)是根據(jù)主成分分析圖中的兩個樣品組間的相對距離計算得出，兩個樣品組間的距離越大，則兩個樣品組的指紋分辨指數(shù)越接近100%，即指紋分辨指數(shù)越大，樣品組間的區(qū)別越大。如表1所示，樣品B-1與Y-1間的指紋分辨指數(shù)較大，說樣品B-1與Y-1的差異較大，而樣品C-1與Y-1間的差異較小，即樣品C-1與Y-1間香氣更加接近。

表1 樣品間的指紋分辨率

        采用正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)溶液（nC6- nC16）進(jìn)行校準(zhǔn)，根據(jù)MXT-5與MXT-1701兩根柱子的保留指數(shù)結(jié)合AroChembase數(shù)據(jù)庫對樣品中主要揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析，得到可能性化合物及其風(fēng)味描述。由表2可知，幾種青稞罐頭樣品的揮發(fā)性成分組成相似，主要有醛類、醇類及芳烴類。通過比較各峰面積以反映各揮發(fā)性成分含量，其中醇類揮發(fā)物為主要變化成分。

表2 3個青稞罐頭樣品之間的差異性化合物定性

        ３種不同品牌（品牌B-1、品牌C-1、品牌 Y-1）青稞罐頭的雷達(dá)指紋圖譜見圖3。由圖3可知樣品在7根傳感器上的響應(yīng)強度存在顯著差異，說明所測定的青稞罐頭樣品在５種味覺屬性（鮮味、咸味、酸味、甜味、苦味）上均具有差異，由以上分析可知，雷達(dá)指紋圖譜可以辨別不同品牌青稞罐頭，電子舌是辨別不同品牌青稞罐頭的有效工具。

圖3 電子舌傳感器對青稞罐頭的雷達(dá)指紋圖譜

       傳感器的信號被整合到可以通過多維統(tǒng)計工具計算的數(shù)據(jù)矩陣中，選擇所有傳感器的信號生成基于主成分分析（PCA）的滋味分布圖（圖4），它顯示了3個樣品的味道的接近程度。PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別為９6.004％和3.311％，累積貢獻(xiàn)率達(dá)99.355％，區(qū)別指數(shù)DI＝99，說明基于味覺上的差異能有效區(qū)分3個不同品牌的青稞罐頭樣品。PC1和PC2均保持了原始數(shù)據(jù)大于99％的信息量，說明電子舌可實現(xiàn)對不同品牌青稞罐頭的辨別。

圖4 3個品牌青稞罐頭樣品的滋味分布圖（以所有傳感器信號為變量）

        ASTREE電子舌還提供了一種對于樣品滋味進(jìn)行評定的功能。Taste Ranking 功能可直接得到所有樣品之間的相對酸咸鮮的排序（圖5），此外還有標(biāo)準(zhǔn)添加模式，可對自定義的甜味，苦味，辣味，澀味等味道進(jìn)行相對排序。

        由圖5可知，3個不同品牌的青稞罐頭樣品在酸味、咸味、咸味上的排序是一樣的，從小到達(dá)分別是Y-1、C-1、B-1。

圖5滋味排序功能直接給出的酸、咸、鮮的相對排序

       本文利用 Heracles NEO 超快速氣相電子鼻和 ASTREE 型電子舌對3種不同品牌的青稞罐頭的氣味和滋味等感官方面做了對比分析。結(jié)果表明，電子鼻和電子舌均能夠?qū)?種不同品牌的青稞罐頭產(chǎn)品進(jìn)行區(qū)分和識別，電子鼻定性了3種不同品牌的青稞罐頭樣品之間可能存在的差異性化合物，電子舌對3種不同品牌的青稞罐頭樣品進(jìn)行了滋味排序，以上說明電子鼻和電子舌可以為不同品牌青稞罐頭產(chǎn)品的優(yōu)化方向提供一定的參考價值。