專利名稱：識別天然蘋果香精的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種識別天然蘋果香精的方法。
背景技術(shù)：
天然蘋果香精是蘋果深加工過程中得到的，由于來源于自然、含有幾百種香氣成 分，其濃郁和特有的蘋果清香是任何合成香精都代替不了的。蘋果香精是食品、化妝 等行業(yè)十分難得的添加劑，尤其是其中特有的有機(jī)物質(zhì)是化工行業(yè)十分緊缺的材料， 所以蘋果香精越來越受到國際市場的青睞。近幾年來，天然蘋果香精出口逐年增加， 客戶的要求也越來越嚴(yán)格，在對香精內(nèi)容了解不足的條件下，銷售時(shí)需先把樣品寄給 客戶，由客戶進(jìn)行檢測和確認(rèn)，是很被動(dòng)的。在香精生產(chǎn)量和出口量日益擴(kuò)大的今天， 如何完善蘋果香精的檢測項(xiàng)目以及掌握不同時(shí)期及不同品種蘋果香精的變化情況，顯 得日益重要。
目前香精香料的質(zhì)量主要通過折光指數(shù)、相對密度、酸度值、揮發(fā)份總量等一些 物性指標(biāo)及人工嗅香這兩個(gè)環(huán)節(jié)來控制。前者只能從總體上反映香精香料的某些特 性；而后者是以鼻感作為識別工具的，受主觀意識、環(huán)境和個(gè)體差異等因素的影響， 不能準(zhǔn)確反映香精的內(nèi)在質(zhì)量及其波動(dòng)。并且上述傳統(tǒng)方法操作復(fù)雜，分析過程所需 時(shí)間長。
電子鼻(Electronic Nose)，又稱人工嗅覺分析系統(tǒng)(Artificial Olfactory)， 是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種新穎的分析、識別和檢測技術(shù)，是由傳感系統(tǒng)和自 動(dòng)化模式識別系統(tǒng)組成的針對各種氣味進(jìn)行識別的人工智能系統(tǒng)，它的工作原理類似 人的鼻子，故稱之為"電子鼻"。電子鼻融合了當(dāng)今最為活躍的材料學(xué)、電子信號學(xué)、 應(yīng)用數(shù)學(xué)、傳感和計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域的新成果， 一經(jīng)產(chǎn)生就受到了國外科學(xué)界的極大 的重視和普遍的關(guān)注。
目前又出現(xiàn)了一種新型的電子鼻，HERACLES Electronic Nose，它是根據(jù)氣相色 譜的原理制成的一種人工智能氣味識別系統(tǒng)。它與傳統(tǒng)的傳感器型電子鼻相比，具有 檢測更快速、分析檢測范圍更大的特點(diǎn)，并且避免了傳感器型電子鼻的傳感器中毒現(xiàn) 象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了識別一種天然蘋果香精的方法。
本發(fā)明提供的識別天然蘋果香精的方法，是用HERACLES Electronic Nose對待
3測天然蘋果香精進(jìn)行識別。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的進(jìn)樣口溫度可為150-200°C ，如150-180 。C或180-200°C。
所述方法中，服RACLES Electronic Nose的檢測器溫度可為150-200°C ，如150-180 。C或180-200°C。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的檢測柱升溫程序可為35。C保留1-5s， 以8-l(TC/s的速度升溫到25(TC保留1-10 s。檢測柱升溫程序具體可為35'C保留 l-3s，以8-9°C/s的速度升溫到25(TC保留l-5s。檢測柱升溫程序具體還可為35。C保 留3-5s，以9-l(TC/s的速度升溫到25(TC保留5-10 s。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的進(jìn)樣時(shí)間可為10-50s，如10-30s或 30-50s。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的進(jìn)樣方式具體可為頂空氣進(jìn)樣。 當(dāng)HERACLES Electronic Nose采用頂空氣進(jìn)樣時(shí)，涉及的參數(shù)如下 頂空氣發(fā)生溫度可為25-100°C，如25-5(TC或50-100°C。 頂空氣發(fā)生時(shí)間可為5-40min，如5-20min或20-40min。 頂空氣進(jìn)樣量可為10 u l-5ml ，如10 y 1-500 u 1或500 u 1-5ml 。 本發(fā)明首次將HERACLES Electronic Nose應(yīng)用于天然蘋果香精的識別，并且通 過大量試驗(yàn)，得到了最佳的參數(shù)設(shè)定范圍，采用該范圍內(nèi)的參數(shù)時(shí)，識別指數(shù)非常高。 采取本發(fā)明方法，樣品前處理簡單；整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程沒有利用有機(jī)溶劑，無污染；檢測 速度快，頂空氣發(fā)生步驟所需時(shí)間與氣相色譜的相應(yīng)步驟接近，但每個(gè)樣本的分析識 別時(shí)間僅需3分鐘左右，遠(yuǎn)小于氣相色譜的0.5-l小時(shí)；識別準(zhǔn)確率高；本發(fā)明方法 步驟簡單，操作方便，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。本發(fā)明有助于完善蘋果香精的檢測項(xiàng)目， 有助于掌握不同品質(zhì)蘋果香精的變化情況，對于天然蘋果香精的生產(chǎn)和銷售領(lǐng)域具有 重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn) 方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中的試劑，如無特殊說明，均為從 常規(guī)生化試劑可以購買得到的。
以下實(shí)施例中所用的電子鼻為法國Alpha M0S儀器公司的HERACLES Electronic Nos"
以下實(shí)施例中所用的天然蘋果香精樣本如下
天然蘋果香精樣本均購于北方安德利果汁股份有限責(zé)任公司，共有三個(gè)香氣質(zhì)量等級的36個(gè)不同生產(chǎn)批次的樣品。其中每個(gè)等級的天然蘋果香精包括12個(gè)不同生產(chǎn) 批次的樣品。
以下區(qū)分指數(shù)(Discrimination Index,簡稱DI)代表電子鼻對樣本的識別能力，
由下列公式計(jì)算而來
DI = [1-(每個(gè)組群空間面積的總和/包容所有組群的總空間面積)]XIOO。 在樣本的主成分分析(PCA)圖譜中，如果組群之間沒有疊加時(shí)，DI為正值，當(dāng)
組群之間有疊加時(shí)，DI為負(fù)值，表明樣品之間不能完全區(qū)分。DI的最大值為100,
DI在80-100之間就表明有效的區(qū)分，DI值越大，區(qū)分越好。
實(shí)施例l、天然蘋果香精的識別 每個(gè)樣本分別進(jìn)行檢測，具體如下
將lml天然蘋果香精放入樣品瓶中(樣品瓶規(guī)格為10ml)，放置于頂空氣發(fā)生裝 置，頂空氣發(fā)生溫度為25"C，頂空氣發(fā)生時(shí)間為40min。然后用電子鼻進(jìn)樣針抽取頂 空氣，注射到電子鼻進(jìn)樣口中，頂空氣進(jìn)樣量為10ul。
電子鼻的設(shè)置如下進(jìn)樣口溫度15(TC;檢測器溫度15(TC;進(jìn)樣時(shí)間10s;柱升
溫程序?yàn)?5-C保留ls,以8。C/s的速度升溫到25(TC保留1 s。 每個(gè)樣本進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn)。
經(jīng)過電子鼻自帶的主成分分析(PCA)軟件對所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析結(jié)果 顯示第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的累積方差貢獻(xiàn)率為91. 432%、 3. 182%， 由PC1 (X軸)-PC2 (Y軸)所構(gòu)成的二維圖譜區(qū)分指數(shù)(DI)為93。其中PC1和PC2 的累積方差貢獻(xiàn)率之和為94.614%，大于85%，這說明PC1和PC2己經(jīng)包含了樣品很 大的信息量，能夠反映樣品的整體信息。區(qū)分指數(shù)(DI)為93，這說明不同等級的樣 本能被很好的區(qū)分，識別結(jié)果與實(shí)際相符，識別結(jié)果正確。6次重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，區(qū)分指 數(shù)一致，重復(fù)性極好。采用本發(fā)明的方法識別不同香氣質(zhì)量的樣本，分析識別時(shí)間短， 且樣品前處理簡單，實(shí)驗(yàn)過程中也沒有利用有機(jī)溶劑。
實(shí)施例2、天然蘋果香精的識別 每個(gè)樣本分別進(jìn)行檢測，具體如下
將lml天然蘋果香精放入樣品瓶中(樣品瓶規(guī)格為10ml)，放置于頂空氣發(fā)生裝 置，頂空氣發(fā)生溫度為5(TC，頂空氣發(fā)生時(shí)間為20min。然后用電子鼻進(jìn)樣針抽取頂 空氣，注射到電子鼻進(jìn)樣口中，頂空氣進(jìn)樣量為500ti1。
電子鼻的設(shè)置如下進(jìn)樣口溫度18(TC;檢測器溫度18(TC;進(jìn)樣時(shí)間30S;柱升溫程序?yàn)?5'C保留3s，以9TVs的速度升溫到25(TC保留5 s。 每個(gè)樣本進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn)。
經(jīng)過電子鼻自帶的主成分分析(PCA)軟件對所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析結(jié)果 顯示第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的累積方差貢獻(xiàn)率為96. 415%、 2. 138%， 由PC1 (X軸)-PC2 (Y軸)所構(gòu)成的二維圖譜區(qū)分指數(shù)(DI)為99。其中PC1和PC2 的累積方差貢獻(xiàn)率之和為98. 553%，大于85%，這說明PC1和PC2己經(jīng)包含了樣品很 大的信息量，能夠反映樣品的整體信息。區(qū)分指數(shù)(DI)為99，這說明不同等級的樣 本能被很好的區(qū)分，識別結(jié)果與實(shí)際相符，識別結(jié)果正確。6次重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，區(qū)分指 數(shù)一致，重復(fù)性極好。采用本發(fā)明的方法識別不同香氣質(zhì)量的樣本，分析識別時(shí)間短， 且樣品前處理簡單，實(shí)驗(yàn)過程中也沒有利用有機(jī)溶劑。
實(shí)施例3、天然蘋果香精的識別 每個(gè)樣本分別進(jìn)行檢測，具體如下
將lral天然蘋果香精放入樣品瓶中(樣品瓶規(guī)格為10ml)，放置于頂空氣發(fā)生裝 置，頂空氣發(fā)生溫度為IO(TC，頂空氣發(fā)生時(shí)間為5min。然后用電子鼻進(jìn)樣針抽取頂 空氣，注射到電子鼻進(jìn)樣口中，頂空氣進(jìn)樣量為5ml。
電子鼻的設(shè)置如下進(jìn)樣口溫度20(TC;檢測器溫度20(TC;進(jìn)樣時(shí)間50S;柱升
溫程序?yàn)?5。C保留5s，以10°C/s的速度升溫到25(TC保留10 s。 每個(gè)樣本進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn)。
經(jīng)過電子鼻自帶的主成分分析(PCA)軟件對所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析結(jié)果 顯示第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的累積方差貢獻(xiàn)率為92. 638%、 2. 862%， 由PC1 (X軸)-PC2 (Y軸)所構(gòu)成的二維圖譜區(qū)分指數(shù)(DI)為96。其中PC1和PC2 的累積方差貢獻(xiàn)率之和為95. 5%，大于85%，這說明PC1和PC2已經(jīng)包含了樣品很大 的信息量，能夠反映樣品的整體信息。區(qū)分指數(shù)(DI)為96，這說明不同等級的樣本 能被很好的區(qū)分，識別結(jié)果與實(shí)際相符，識別結(jié)果正確。6次重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，區(qū)分指數(shù) 一致，重復(fù)性極好。采用本發(fā)明的方法識別不同香氣質(zhì)量的樣本，分析識別時(shí)間短， 且樣品前處理簡單，實(shí)驗(yàn)過程中也沒有利用有機(jī)溶劑。
權(quán)利要求
1、一種識別天然蘋果香精的方法，是用HERACLES Electronic Nose對待測天然蘋果香精進(jìn)行識別。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLES ElectronicNose的進(jìn)樣口溫度為150-200°C。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLES ElectronicNose的檢測器溫度為150-200°C。
4、 如權(quán)利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLESElectronic Nose檢測柱升溫程序?yàn)?5。C保留1-5s，以8-10°C/s的速度升溫到250°C保留1-10 s。
5、 如權(quán)利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLESElectronic Nose的進(jìn)樣時(shí)間為10-50s。
6、 如權(quán)利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLESElectronic Nose的進(jìn)樣方式為頂空氣進(jìn)樣。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述方法中，頂空氣發(fā)生溫度為25-100°C。
8、 如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于所述方法中，頂空氣發(fā)生時(shí)間為5-40min。
9、 如權(quán)利要求6至9中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，頂空氣進(jìn)樣量為10 ii 1-5ml 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種識別天然蘋果香精的方法。本發(fā)明提供的識別天然蘋果香精的方法，是用HERACLES Electronic Nose識別不同的天然蘋果香精。采取本發(fā)明方法，樣品前處理簡單；整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程沒有利用有機(jī)溶劑，無污染；檢測速度快，識別準(zhǔn)確率高；本發(fā)明方法步驟簡單，操作方便，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。本發(fā)明有助于完善蘋果香精的檢測項(xiàng)目，有助于掌握不同品質(zhì)蘋果香精的變化情況，對于天然蘋果香精的生產(chǎn)和銷售領(lǐng)域具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號G01N30/02GK101498693SQ20091007883
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者倪元穎, 張曉華, 戴蘊(yùn)青, 李景明, 李淑燕, 陳曉明, 馬麗艷, 高永梅 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)