試驗(yàn)五電子舌

基于電子舌對(duì)不同飲料口味的區(qū)分一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）較熟練操作電子舌儀器安裝，儀器操作，數(shù)據(jù)導(dǎo)出并進(jìn)行處理。2）利用電子舌對(duì)不同類別進(jìn)行區(qū)分并進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)處理。二、實(shí)驗(yàn)原理電子舌是一種由低選擇性、非特異性的交互敏感傳感器陣列，配以合適的模式識(shí)別方式及多元統(tǒng)計(jì)方法的定性定量分析的現(xiàn)代化分析檢測(cè)儀器。電子舌的人工脂膜模擬人舌頭的感受機(jī)制，可與呈味物質(zhì)之間產(chǎn)生靜電作用或疏水作用，以便感受味覺(jué)。其味覺(jué)信息主要包括以下幾個(gè)方面：五個(gè)基本味即，酸味、苦味、澀味、鮮味、咸味、甜味。三個(gè)回味即，苦味回味、澀味回味、鮮味回味（豐度）。三、實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備五種市售飲料：1普通綠茶、2果汁、3統(tǒng)一綠茶、4康師傅綠茶、5康師傅紅茶，SA402B多通道型仿生脂質(zhì)膜電子舌，日本insent公司。四、實(shí)驗(yàn)步驟1）樣品預(yù)處理：電子舌測(cè)定樣品必須是澄清液體，不能含有有機(jī)試劑。要求脂肪含量不能高于5%：酒精含量必須小于20%。2）傳感器準(zhǔn)備：味覺(jué)傳感器（S），參比液（30mMKCl+0,3mM酒石酸），內(nèi)部溶液（3.33M氯化鉀飽和氯化銀），positive和negetive,一次性手套，100四1移液槍，100ml燒杯。3）傳感器活化:使用前需將傳感器置于相關(guān)溶液中浸泡至少24h；電極采用3.3M的氯化鉀溶液浸泡，味覺(jué)傳感器采用參比液浸泡。4）組裝電子舌，安裝味覺(jué)傳感器，放置樣品及參比液。5）開(kāi)機(jī)，測(cè)定之前對(duì)傳感器進(jìn)行校驗(yàn)約30min。校驗(yàn)通過(guò)開(kāi)始測(cè)量樣品。6）具體操作流程：打開(kāi)Setupofmeasurement，在Generalsetting中的Datefile中新建文件選擇測(cè)量文件后綴名為**.dat（可新建文本文檔，改后綴名），測(cè)量時(shí)一般測(cè)量的循環(huán)次數(shù)為4次，在sample選項(xiàng)界面里選擇樣品文件，新建文件選擇后綴名為**.sap的文件，同時(shí)設(shè)定樣品的數(shù)量。選定測(cè)定方法一般選擇默認(rèn)的方法。在sensor選項(xiàng)界面里可以選擇傳感器的進(jìn)入進(jìn)出液體，界面底部為傳感器矯正，測(cè)量，方法選擇，選項(xiàng)條。最后點(diǎn)擊start，開(kāi)始測(cè)量樣品。后進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)導(dǎo)出。五、數(shù)據(jù)處理1）數(shù)據(jù)預(yù)處理：測(cè)定量在4次情況下，使用3次重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)，刪除第一次循環(huán)測(cè)定的數(shù)據(jù)；使用3次重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)。若在測(cè)定5次的情況下刪除前兩個(gè)循環(huán)數(shù)據(jù)使用后三個(gè)數(shù)據(jù)處理。2）數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)方法：a）差分插補(bǔ)（Interpolationdifference）:該處理使測(cè)量數(shù)據(jù)中的第一個(gè)樣本的所有值被校正為“0”。它主要用于評(píng)價(jià)樣品（相對(duì)比較）之間的差異b）插值（Interpolationaddition）：此處理考慮到第一組測(cè)量數(shù)據(jù)的所有值；“原始數(shù)據(jù)的第一個(gè)周期的第一個(gè)值”，而數(shù)據(jù)被校正。它主要是用來(lái)了解一個(gè)未知的味道的樣品的所有的味道c）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：使用儀器自帶軟件將傳感器的電信息轉(zhuǎn)化為味覺(jué)信息。d）數(shù)據(jù)處理：使用主成分分析，相關(guān)圖表對(duì)味覺(jué)進(jìn)行解釋。3）具體操作步驟：運(yùn)行Tasteanalysisapplication軟件，如果有多個(gè)文件可以使用linkfile合并多個(gè)文件。點(diǎn)擊Individualdelete選擇要?jiǎng)h除的數(shù)據(jù)（刪除第一次測(cè)量的數(shù)據(jù)）。后進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，文件選擇是經(jīng)過(guò)刪除第一次測(cè)量的*dat文件，在軟件中選擇rpolationdifference程序，并勾選Applystatisticsanalyze,Regardsampleplacedatfirstplaceasstandardsample然后點(diǎn)擊OK，此過(guò)程之后會(huì)新建兩個(gè)文件（ID-*.dat）ff（ID-*.prt），PRT文件是相關(guān)的統(tǒng)計(jì)文件，如平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)偏差。最后進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：此操作將電子舌測(cè)量的傳感器電信息轉(zhuǎn)換為味覺(jué)信息，食品的味覺(jué)進(jìn)行量化，使用的是經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理的 ID-*.dat文件。在transformationfile中選擇相應(yīng)的味覺(jué)轉(zhuǎn)換程序，勾選Applystatisticsanalyze

點(diǎn)擊OK,得到轉(zhuǎn)換味覺(jué)信息后的數(shù)據(jù)?？纱蜷_(kāi)Openthefilewithprogramuwordpad”進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制保存，包括(Estimate-ID*.dat)和(EstimateID-*.prt)文件。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析圖一：基于電子舌的不同飲料的滋味雷達(dá)圖102030405060Sourness圖一：基于電子舌的不同飲料的滋味雷達(dá)圖102030405060Sourness20圖二：基于電子舌的不同飲料的酸味和苦味相關(guān)性散點(diǎn)圖表一：基于電子舌的不同飲料的滋味品質(zhì)表SournessBitterneAstringencss yAftertasteAftertaste-B -AUmamiRichnessSaltiness100000000256.19-12.65-10.360.6-7.27-20.9-2.89-6.12316.89-6.427.3-0.981.87-4.58-2.31-3.08454.85-11.04-5.87-0.08-1.43-20.06-3.42-6.88550.29-12.05-6.67-0.73-3.04-18.31-4.19-3.82

.Vialystslite 日仍卜隔AxlsCoTilrii-riicH-iRath|叼 .Vialystslite 日仍卜隔AxlsCoTilrii-riicH-iRath|叼 ，PCS ?P'Iqi:tthdd”data9?KichsFQ4^(uozhiW?TcnfYiwcerirQ那。k1取一1rQI7#MblcckrQi-QrorOrOror(3「。rQroFQr?ro「白roro「。rQrorQroro廠rorOi-日「口1C-I-。ro「口「口「留「。roroSwibxlectiri?1Owntool^Qj1圖三：基于電子舌的不同飲料的滋味PCA分析結(jié)果分析：由圖一結(jié)合表一可知，五種飲料酸味相差較大，2、4、5三種飲料酸味響應(yīng)值較高，1、3號(hào)較低，其中4、5為同一廠家生產(chǎn)的綠茶，3為果汁。鮮味的區(qū)別也較大，說(shuō)明電子舌對(duì)不同品種的飲料是可以區(qū)分的。由圖三可知第一主成分占了96.64%，而第二主成分僅占2.7%，因此區(qū)分這三種飲料的主要因素是第一主成分的敏感性?；陔娮颖菍?duì)不同水果揮發(fā)物的檢測(cè)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）較熟練操作電子鼻獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理2）利用電子鼻獲取數(shù)據(jù)對(duì)不同類別水果進(jìn)行區(qū)分二、實(shí)驗(yàn)原理電子鼻模擬人的嗅覺(jué)器官對(duì)氣味進(jìn)行“感知、分析和判斷”。它一般由氣敏傳感器陣列、信號(hào)處理子系統(tǒng)和模式識(shí)別子系統(tǒng)等三大部分組成，工作時(shí)，氣味分子被氣敏傳感器陣列吸附，產(chǎn)生信號(hào)；生成的信號(hào)被送到信號(hào)處理子系統(tǒng)進(jìn)行處理和加工；并最終由模式識(shí)別子系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理的結(jié)果作出判斷。越來(lái)越多的研究證明，運(yùn)用電子鼻技術(shù)進(jìn)行氣味分析，可以客觀、準(zhǔn)確、快捷地評(píng)價(jià)氣味，并且具有重復(fù)性好的特點(diǎn)。徒匡AIRSEKaE公司PEX3型山干鼻傳.學(xué)器對(duì)物質(zhì)明底光里陣列序號(hào)傳感器制稱忖能描述1W1C方香成介茶姿2W5S靈檄境大,對(duì)無(wú)匕化合物很靈敏?W3C氨類.對(duì)芳再成分靈峨4W6S主要對(duì)乳化胸有選擇性5W5C短披烷尤芳否成分6W1S對(duì)甲基類靈敷7W1W對(duì)無(wú)機(jī)硫化物靈童3W2S對(duì)需類.醛相類花般9W2W芳?杳成什.對(duì)有機(jī)硫化物血前10W3S對(duì)長(zhǎng)鏈折烙員成三、實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備蘋(píng)果、梨、桔子德國(guó)pen3電子鼻四、實(shí)驗(yàn)步驟1）將三種水果進(jìn)行編號(hào)，并放置于1L的燒杯中，用錫箔紙保鮮密封，于是問(wèn)（25℃左右）下靜置30min,待其頂空揮發(fā)物達(dá)到平衡狀態(tài)；2）組裝電子鼻，分別連接電源線、數(shù)據(jù)線、過(guò)濾器、進(jìn)樣管；3）開(kāi)機(jī)，當(dāng)設(shè)備顯示startby時(shí)，在winmuster軟件界面點(diǎn)擊0pitions，選擇searchdevices」連接pen3電子鼻，點(diǎn)ok；4）設(shè)置電子鼻測(cè)試參數(shù)（opitions-pens-settings）：樣品準(zhǔn)備時(shí)間5s,自動(dòng)調(diào)零時(shí)間5s，樣品測(cè)定間隔時(shí)間1s，樣品測(cè)定時(shí)間60s,清洗時(shí)間60s，清洗時(shí)間200s,內(nèi)部空氣流速300mL/min；5）進(jìn)樣之前，先進(jìn)行洗氣。多次洗氣，直至10個(gè)傳感器的響應(yīng)值為1（一般為一條直線）；6）樣品靜置30min，樣品頂空揮發(fā)物達(dá)到平衡狀態(tài)，進(jìn)樣針插入錫箔紙進(jìn)行頂空取樣檢測(cè)；7）重復(fù)測(cè)試：洗氣-歸零-樣品準(zhǔn)備-進(jìn)行測(cè)試；8）測(cè)試結(jié)束，保存至*。Nos的結(jié)果文件到設(shè)置的路徑文件夾；9）用winmuster自帶軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行不同水果揮發(fā)物的區(qū)分，file-pattern-editpattern,進(jìn)入編輯模板，add文件，選擇提取數(shù)據(jù)方式，設(shè)置時(shí)間范圍和名稱，添加相應(yīng)電子鼻文件，建立區(qū)分模板。10）建立模板后，按F5,依次查看loading、PCA、LDA分析區(qū)分結(jié)果。五、數(shù)據(jù)處理1）分別利用PCA、LDA方法對(duì)三種水果進(jìn)行分類；2）利用載荷分析，初步確定特征傳感器；3）基于上述特征傳感器，采用PCA和LDA對(duì)三種水果進(jìn)行分類，并比較傳感器優(yōu)選前后分類效果的差異。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析LoadingsAnalysisnormalization:Loading:Matrix: C&rrelation-M.Algorithm: LoadingsVariance:: 吸呼5%mainaxia;&6,S47%mfiinaxis:1.6031也PsttemFile:W1GW5EW3CW6SVrf5CmSW1WW2'jV由上圖loading分析可知，主成分1占的比例達(dá)至U98.35%，其中w2s傳感器所占的比例達(dá)到75%以上，傳感器w1s也占到了55%左右，其中w2s對(duì)醇類和醛酮類敏感，說(shuō)明蘋(píng)果、橘子和梨三種水果的醇、醛酮類氣體含量較高。w1s是對(duì)甲基類敏感的傳感器。

PCA-Analysis圖二基于電子鼻傳感器對(duì)不同水果的判別分析由圖二可知，蘋(píng)果和梨的區(qū)分度達(dá)到0.95,蘋(píng)果和桔子的區(qū)分度只有0.344,梨和桔子的區(qū)分度也只有0.375。區(qū)分度均大于0.05,PCA-Analysis圖二基于電子鼻傳感器對(duì)不同水果的判別分析由圖二可知，蘋(píng)果和梨的區(qū)分度達(dá)到0.95,蘋(píng)果和桔子的區(qū)分度只有0.344,梨和桔子的區(qū)分度也只有0.375。區(qū)分度均大于0.05,故通過(guò)此傳感器是很容易將三種水果區(qū)分開(kāi)來(lái)。PatternFile:&iscriminationpower:APPLEORANGEnorrnalizationMatrix:Algorithm:Variance::PCA:Cdrrelatkn-M.PCA的肥那1.mainaxis:9>8,347K2.mainaxis:1.6031%APPLEC.&SO U.3"ORANSr0.950圖三基于電子鼻傳感器對(duì)不同水果的PCA分析由圖三PCA圖可以看出:第1主成分和第2主成分的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到84.48%圖三基于電子鼻傳感器對(duì)不同水果的PCA分析由圖三PCA圖可以看出:第1主成分和第2主成分的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到84.48%和13.27%。蘋(píng)果、桔子和梨三者聚類分散，能夠很好地用電子鼻區(qū)分。-19.雙-19.925-1&.320-19.915 -19.91G -1&.&051.mainaxis(Variance:84.46%)-1&