電子鼻實驗報告

1、利用電子鼻分析不同品質(zhì)醬油風味實驗1、 實驗目的1、 了解電子鼻的工作原理；2、學習并掌握電子鼻（PEN3）的使用及數(shù)據(jù)分析。2、 實驗原理電子鼻是模擬動物嗅覺器官開發(fā)出一種高科技產(chǎn)品，利用氣體傳感器陣列的響應圖案來識別氣味的電子系統(tǒng)。PEN3型電子鼻內(nèi)置10個金屬氧化氣體傳感器，每個傳感器對應的敏感物質(zhì)如表1所示。電子鼻的工作可簡單歸納為：傳感器陣列信號預處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法計算機識別(氣體定性定量分析)。PEN3型電子鼻自帶的WinMuster軟件可以進行PCA（主成分分析）、LDA（線性判別法）、Loadings（負荷加載分析）等分析。醬油是一種具有濃郁醬香的傳統(tǒng)調(diào)味品，不同品質(zhì)的醬油

2、具有不同的風味，本實驗利用電子鼻中傳感器對不同醬油的風味物質(zhì)的響應值變化對醬油進行品質(zhì)比較。3、 實驗器材及實驗條件1、 實驗器材電子鼻：PEN3型，德國Airsense公司；頂空瓶：50 ml；2、 實驗條件采樣時間間隔為1s/組，傳感器自動清洗時間為120s，傳感器歸零時間為5s，進樣流量為600ml/min，試驗測試分析時間為60s。4、 實驗步驟1、 樣品處理：分別取10ml1號醬油、2號醬油于50ml的頂空瓶，再塞好塞子、蓋好瓶蓋，常溫下放置2h。2、 開機：屏幕出現(xiàn)Start Sensor，1min后變成Standby。3、 連接：打開WinMuster軟件，Options（設(shè)置選

3、項），Search Devices（選擇電子鼻型號），PEN3。4、 設(shè)置參數(shù)：Options，PEN3，Settings，Measurement（設(shè)置測試參數(shù)），Gap Flows（設(shè)置氣流量）。5、 開始測試：Measurement，Start。觀察狀態(tài)欄里的測試進程倒計時，connect vial倒計時提示為1時，同時將進樣針和補氣針插入頂空瓶。6、 停止測試：60s后，Remove vial倒計時提示為1時，同時拔出進樣針和補氣針。7、 保存文件，并在WinMuster軟件中進行數(shù)據(jù)分析。5、 實驗結(jié)果及分析1、1號醬油和2號醬油響應曲線如圖1、圖2所示。在55-60s時曲線基本保持不

4、變，因此選取56s時的傳感器響應值進行分析。從圖1、圖2中可以看出，十個傳感器均有響應，但響應值的大小不一，其中3、4、5、10號傳感器的響應值極低，基本可以忽略。圖1 1號醬油相應曲線圖2 2號醬油相應曲線2、在測試過程中，3、4、5、10號傳感器不靈敏，除去不靈敏的傳感器，結(jié)果如圖3、圖4。醬油的主體揮發(fā)性風味成分為醇酚類、酸類、醛酮、雜環(huán)化合物等，其中醇酚酯類物質(zhì)是醬油的主體香味物質(zhì)成分，其含量越大醬油的風味越濃郁、芳香。但同時，醬油的風味物質(zhì)中也含有一些不利物質(zhì)，如含硫類物質(zhì)等，這些物質(zhì)會給醬油帶來不良氣味，造成醬油風味變差。從下圖可以看出，相比于1號醬油，2號醬油的芳烴化合物（1號傳

5、感器）、烷類物質(zhì)（6號傳感器）、醇類物質(zhì)（8號傳感器）明顯增多，這三類物質(zhì)都是醬油風味的有利物質(zhì)，尤其是醇類物質(zhì)，其含量的增加能夠使2號醬油具有更好的風味。而2號醬油的硫化物（7、9號傳感器）相比于1號醬油有明顯的降低，這也是2號醬油風味明顯好于1號醬油的原因。綜合分析，2號醬油中有利風味物質(zhì)高于1號醬油，不利風味物質(zhì)低于1號物質(zhì)，所以2號醬油風味優(yōu)于1號醬油。圖3 1號醬油雷達圖圖4 2號醬油雷達圖6、 問題討論1、 實驗的不足：電子鼻的傳感器只能識別一大類物質(zhì)（或官能團）而不能精確到某種物質(zhì)，因此電子鼻只能做初步的鑒定、分類，要想得到醬油中具體的風味物質(zhì)成分以及比例還需要進行GC-MS等試驗。2、電子鼻的前景：電子鼻作為一種電子