專(zhuān)利名稱(chēng)：利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及魚(yú)類(lèi)新鮮度檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，是涉及一種基于氣體傳感器陣列的利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法。
背景技術(shù)：
草魚(yú)(Grass carp)是中國(guó)淡水養(yǎng)殖的四大家魚(yú)之一。草魚(yú)肉性味甘、溫、無(wú)毒,有暖胃和中之功效，肉質(zhì)肥嫩，味道鮮美，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。新鮮度是魚(yú)類(lèi)或魚(yú)類(lèi)制品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品最終質(zhì)量十分重要?，F(xiàn)已發(fā)展了一系列的指標(biāo)和方法來(lái)評(píng)價(jià)魚(yú)肉鮮度，如感官評(píng)價(jià)方法、微生物學(xué)方法、物理及化學(xué)方法等，但以上檢測(cè)方法較難滿(mǎn)足準(zhǔn)確、快速檢測(cè)的要求。普遍存在著檢測(cè)過(guò)程繁瑣、成本聞、耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn)。目前，用于電子鼻的氣敏傳感器普遍存在基線(xiàn)漂移、重復(fù)性差等問(wèn)題，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，成為電子鼻技術(shù)發(fā)展的壁壘。此外，傳統(tǒng)模式的識(shí)別方法主要包括主成分分析法、因子分析、聚類(lèi)分析、偏最小二乘法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，但這些方法存在一定局限性。主成分分析法將原始多維數(shù)據(jù)降維至少數(shù)幾個(gè)變量，通過(guò)計(jì)算主成分函數(shù)得分來(lái)評(píng)價(jià)原始數(shù)據(jù)的信息貢獻(xiàn)影響力。但當(dāng)主成分的因子負(fù)荷的符號(hào)有正有負(fù)時(shí)，評(píng)價(jià)函數(shù)意義就不明確。 因子分析重組原始變量信息以尋求影響變量的共同因子，但該方法在計(jì)算因子得分時(shí)采用最小二乘法可能導(dǎo)致結(jié)果失效。聚類(lèi)分析在樣本量較大時(shí)獲得聚類(lèi)結(jié)果較為困難。偏最小二乘法可有效地克服樣本容量低于變量個(gè)數(shù)時(shí)回歸建模的問(wèn)題，但存在影響點(diǎn)就會(huì)使回歸結(jié)果失效。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在輸入樣本較多的情況下會(huì)出現(xiàn)訓(xùn)練效率降低、預(yù)報(bào)精度下降的問(wèn)題，需反復(fù)學(xué)習(xí)。同時(shí)，以上模式識(shí)別方法可以定性的區(qū)分樣品，但基本無(wú)法量化樣品區(qū)分信息。中國(guó)專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)CN101382531A，授權(quán)公告日2009年3月11日，公開(kāi)了一種利用電子鼻檢測(cè)蝦新鮮度的方法，包括下述步驟將待檢測(cè)蝦樣品放入密封容器中，恒溫水浴加熱；在測(cè)試室中通入流速穩(wěn)定的氣體，將加熱后的蝦樣品放入測(cè)試室中，使氣流攜帶樣品散發(fā)出的氣味經(jīng)過(guò)由5個(gè)不同類(lèi)型的氣體傳感器組成的陣列進(jìn)行檢測(cè)；收集氣體傳感器陣列采集的數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評(píng)定蝦新鮮度。該發(fā)明的不足之處是過(guò)程繁瑣、成本高、耗時(shí)長(zhǎng)、傳感器基線(xiàn)易漂移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的過(guò)程繁瑣、成本高、耗時(shí)長(zhǎng)、傳感器基線(xiàn)漂移等的不足，提供了一種簡(jiǎn)便、快速、有效的利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法。本發(fā)明為達(dá)到上述目的所采用的具體技術(shù)方案為
一種利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法，包括下述步驟
(I)將待檢測(cè)草魚(yú)樣品放入樣品容器中，靜置30min ；
(2)常溫下將電子鼻的進(jìn)樣針頭插入樣品容器，同時(shí)將裝有活性炭的空氣濾清器插入樣品容器以平衡氣壓，開(kāi)啟電子鼻將靜置的樣品所散發(fā)出的氣體吸入電子鼻氣室；(3)電子鼻氣室內(nèi)的氣體傳感器陣列對(duì)樣品所散發(fā)出的氣體進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間為
50s ；
(4)收集氣體傳感器陣列采集的數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評(píng)定草魚(yú)新鮮度。電子鼻是模仿人和動(dòng)物的鼻子，用于分析、識(shí)別、檢測(cè)復(fù)雜氣味和揮發(fā)性成分的新型儀器，與常用的分析儀器(如色譜儀、光譜儀等)相比，電子鼻具有客觀、準(zhǔn)確、快捷地評(píng)價(jià)氣味，并且重復(fù)性好的特點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。它利用氣體傳感器陣列的響應(yīng)曲線(xiàn)來(lái)識(shí)別樣品的揮發(fā)性氣味。近年來(lái)，電子鼻檢測(cè)技術(shù)已被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于牛奶、谷物、肉類(lèi)等食品的新鮮度研究中。本發(fā)明的檢測(cè)原理為被測(cè)草魚(yú)樣品揮發(fā)出的氣體作用于電子鼻傳感器陣列，引起各傳感器的電導(dǎo)率發(fā)生變化，該變化與各傳感器特異性敏感氣體的種類(lèi)、濃度有關(guān)，該相互關(guān)系可以作為標(biāo)定被測(cè)樣品信息的依據(jù)。具體來(lái)說(shuō)一種氣體呈現(xiàn)在一個(gè)傳感器面前，傳感器把氣體輸入轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，多個(gè)傳感器對(duì)一種氣體的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對(duì)該氣味的響應(yīng)譜，每種氣體都會(huì)有它的特征響應(yīng)，根據(jù)多傳感器的特征響應(yīng)便可區(qū)分氣體的種類(lèi)、濃度。不同新鮮度的草魚(yú)樣品其揮發(fā)性氣體成分也不同，用電子鼻跟蹤草魚(yú)樣品揮發(fā)性氣體的變化，以非線(xiàn)性隨機(jī)共振處理電子鼻檢測(cè)信號(hào)并提取新鮮度特征值，實(shí)現(xiàn)草魚(yú)新鮮度檢測(cè)的目標(biāo)。作為優(yōu)選，所述步驟(3)中氣體傳感器陣列包括及揮發(fā)性硫化物氣體傳感器、 可燃?xì)怏w傳感器、揮發(fā)性的氨類(lèi)或胺類(lèi)氣體傳感器、乙醇類(lèi)傳感器、芳香性氣體傳感器、烷烴類(lèi)氣體傳感器和揮發(fā)性氮氧化物傳感器。傳感器類(lèi)型在選擇上必須確保具有交叉特異性敏感，并可適當(dāng)增加傳感器數(shù)量以適應(yīng)傳感器陣列優(yōu)化的需要。作為優(yōu)選，通過(guò)電子鼻氣室的氣體流量為80(Tl200ml/min。作為優(yōu)選，步驟(4)中對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程包括下述步驟
(4-1)提取氣體傳感器陣列的響應(yīng)特征值，響應(yīng)特征值包括初始值(Vs)、穩(wěn)定值(Ve)、
上升時(shí)間(Ti)、上升速率(
權(quán)利要求
1.一種利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法，其特征在于，包括下述步驟(I)將待檢測(cè)草魚(yú)樣品放入樣品容器中，靜置30min ；(2)常溫下將電子鼻的進(jìn)樣針頭插入樣品容器，同時(shí)將裝有活性炭的空氣濾清器插入樣品容器以平衡氣壓，開(kāi)啟電子鼻將靜置的樣品所散發(fā)出的氣體吸入電子鼻氣室；(3)電子鼻氣室內(nèi)的氣體傳感器陣列對(duì)樣品所散發(fā)出的氣體進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間為50s ；(4)收集氣體傳感器陣列采集的數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評(píng)定草魚(yú)新鮮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法，其特征在于，所述步驟(3)中氣體傳感器陣列包括及揮發(fā)性硫化物氣體傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、揮發(fā)性的氨類(lèi)或胺類(lèi)氣體傳感器、乙醇類(lèi)傳感器、芳香性氣體傳感器、烷烴類(lèi)氣體傳感器和揮發(fā)性氮氧化物傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法，其特征在于，通過(guò)電子鼻氣室的氣體流量為80(Tl200ml/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法，其特征在于，步驟(4)中對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程包括下述步驟(4-1)提取氣體傳感器陣列的響應(yīng)特征值，響應(yīng)特征值包括初始值(Vs)、穩(wěn)定值(Ve)、 上升時(shí)間(Ti)、上升速率
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法，其特征在于，使用電子鼻實(shí)驗(yàn)檢測(cè)多組不同新鮮度的草魚(yú)樣品的信噪比特征值SNRmax ；根據(jù)草魚(yú)樣品的信噪比特征值擬合得到草魚(yú)新鮮度預(yù)測(cè)模型
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法，其特征在于，步驟(4-3) 中根據(jù)信噪比譜特征值計(jì)算草魚(yú)新鮮度值包括以下步驟將信噪比特征值SNRmax代入草魚(yú)新鮮度預(yù)測(cè)模型的公式中計(jì)算草魚(yú)新鮮度參數(shù) Tstorage0
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法，其特征在于，評(píng)定草魚(yú)新鮮度的過(guò)程，包括如下步驟(7-1)根據(jù)國(guó)家生鮮水產(chǎn)品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)SC-T 3108-1986中細(xì)菌指標(biāo)，確定不同存放時(shí)間草魚(yú)樣品的鮮度等級(jí)；其中鮮度等級(jí)可分為一級(jí)鮮度(菌落總數(shù)〈1.0X104 CFU/g)，二級(jí)鮮度(1.0X104 CFU/g〈菌落總數(shù)〈I. OX IO6 CFU/g)，貨架期終點(diǎn)(菌落總數(shù)>1. OX 106CFU/g)；(7-2)根據(jù)GB-4789. 2-2010操作測(cè)量不同存放時(shí)間草魚(yú)樣品的菌落總數(shù)，并根據(jù)步驟 (7-1)確定不同等級(jí)草魚(yú)樣品的時(shí)間臨界值，一級(jí)鮮度時(shí)間臨界值SI，二級(jí)鮮度時(shí)間臨界值 S2，貨架期終點(diǎn)時(shí)間臨界值S3 ；(7-3)將電子鼻測(cè)得的草魚(yú)新鮮度參數(shù)Tstorage與草魚(yú)樣品的時(shí)間臨界值進(jìn)行關(guān)聯(lián)， 以確定一級(jí)鮮度臨界值Tl (對(duì)應(yīng)SI)，二級(jí)鮮度臨界值T2 (對(duì)應(yīng)S2)，貨架期終點(diǎn)臨界值T3 (對(duì)應(yīng)S3)；(7-4)若草魚(yú)樣品電子鼻測(cè)量值TstorageCTl，則為一級(jí)新鮮度；若草魚(yú)樣品電子鼻測(cè)量值Tl ( Tst0rage〈T2，則二級(jí)鮮度；若草魚(yú)樣品電子鼻測(cè)量值Tstorage ^ T2，則草魚(yú)樣品已達(dá)到貨架期終點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用電子鼻檢測(cè)草魚(yú)新鮮度的方法，包括下述步驟將待檢測(cè)草魚(yú)樣品放入樣品容器中，靜置30min；常溫下將電子鼻的進(jìn)樣針頭插入樣品容器，同時(shí)將裝有活性炭的空氣濾清器插入樣品容器以平衡氣壓，開(kāi)啟電子鼻將靜置的樣品所散發(fā)出的氣體吸入電子鼻氣室；電子鼻氣室內(nèi)的氣體傳感器陣列對(duì)樣品所散發(fā)出的氣體進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間為50s；收集氣體傳感器陣列采集的數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評(píng)定草魚(yú)新鮮度。本發(fā)明具有分析過(guò)程簡(jiǎn)單、樣品用量小、準(zhǔn)確；成本低、易于普及推廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N27/04GK102590283SQ20121001354
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者張凌霞, 惠國(guó)華, 王綠野, 磨艷紅 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)