原奶中气味辨别检测方案(感官智能分析)

智能文字提取功能测试中

食品科技■FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食品安全与检测 应用电子鼻区分不同气味的原奶 郭奇慧，，白 雪，康小红 (内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司研发中心，呼和浩特011500) 要：将电子鼻用于对原奶的检测，旨在寻求一种快速有效的方法以实现对原奶的质量控制。用电子鼻检测30个原奶样本的气味，：结果表明，电子鼻可以准确地区分优质原奶、异味原奶，所建优质-异味原奶模型能够准确识别优质原奶，但不能准确确别所有异味原奶。 关键词：电子鼻；原奶；质量控制 中图分类号：TS252.3 文献标志码：B 文章编号：1005-9989(2008)06-0179-02 The use of an electronic nose to differentiate rawmilk GUO Qi-hui， BAI Xue， KANG Xiao-hong (Inner Mongolia MENGNIU Dairy(Group) Co.， Ltd. R&D， Huhhot 011500) Abstract： In order to obtain a fast and available process to control the quality of raw milk， electronic nose wasapplicated in identifying raw milk. 30 raw milk samples were identified by electronic nose. The results showedthat electronic nose could discriminate good odor and bad odor raw milk； pattern could recognize good odor rawmilk and it could not recognize all the bad odor raw milk. Key words： electronic nose； raw milk； quality control 电子鼻是20世纪90年代发展起来的新颖的分析、识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器，是根据仿生学原理，由传感器阵列和自动化模式识别系统所组成的"。 它与普通化学分析仪器(如色谱仪、光谱仪、毛细管电泳仪)等不同，得到的不是被测样品中某种或某几种成分的定性与定量结果，而是样品中挥发成分的整体信息，也称“指纹”数据2-31。 它模拟人和动物的鼻子， “闻到”的是目标的总体气息。它不仅可以根据各种不同的气味测到不同的信号，而且可以将这些信号与经学习建立的数据库中的信号加以比较，进行识别判断，因而具有类似鼻子的功能45。 目前国外对电子鼻的研究比较活跃，女如酒类、烟草、饮料、肉类、茶叶，主要是为其进行等级划分和新鲜度的判断。但由于乳制品基质的复杂性，国外电子鼻技术在乳品工业中的应用还较少[6-10]。目前国内仅有极少的科研院所进行了简单的研究，尚无乳品企业用电子鼻对原奶及奶制品进行研究。 在我国，随着人民生活水平的提高，乳与乳制品的需求量逐年上升，但在挤奶、收奶及运输等管理环节稍有疏忽就可能导致牛奶品质出现问题，进而表现在牛奶的滋气味出现异常。如果用这些带有异味的原奶进行生产，成品质量将受到影响。目前，国内各大型乳品企业为了保证产品质量，在原奶收购时，会有专业品评员对其滋气味进行判定。但是，人工鉴别会受到主观因素的影响，判定结果会随着人的情绪、年龄、性别、识别能力、语言文字表达能力的不同而有所差异。因此，将电子鼻用于原奶气味判定，可以客观准确地控制原料质量，从而使产品质量得到保证。 本试验的目的是通过用电子鼻检测原奶样本气味，建立优质原奶、异味原奶模型，并据此及时反应出原料奶的质量情况，可为乳制品的生产加工提供及时准确的指导信息，及时采取控制措施，避免经济损失。 材料与方法 ( 收稿日期：2007-11- 2 3 ) ( 作者简介： 郭 奇慧(1980一)，女，内蒙古呼和浩特人 ， 硕士，研究方向为乳品化学与工艺学。 ) 建模所用原奶样品：30个，其中优质样品23个，异味样品7个；验证所用原奶样品：6个，其中优质样品3个，异味样品3个。 1.2 仪器 电子鼻(pen3 AIRSENSE)。 1.3 方法 将收集到的样本分为两组进行判定。A组(品评员判定)：取样本50mL， 置于 250mL三角瓶中，放到电炉上煮沸，品评员对其气味进行判别； B组(电子鼻判定)：取样本50mL， 置于250mL三角瓶中，用封口膜封口，放到电炉上缓慢加热到30℃，用电子鼻将样本气味录入(按照品评员的判定结果)，每个样本作3个平行。 1.4 数据分析 用主成分分析(Principal Component Analysis， PCA)、判别函数分析(Discriminat function analysis， DFA)对试验数据进行了分析。 2 结果与分析 2.1 建立优质-异味原奶模型 将采集到的30个原奶样本，按照品评员的判定分为两组：正常原奶、异味原奶，用电子鼻软件中的edit方法对其进行建模， PCA法进行分析，结果见图1。 图1 优质原奶和异味原奶的分布图 从图1可看出，在所建优质-异味原奶模型中，优质原奶与异味原奶样品分析数据点分布于各自区域，没有重叠，并且它们之间的距离较大。这说明优质原奶与异味原奶样品挥发的气味有较大差异，E电子鼻能够准确地识别出这两种样品的特征气味，并能对其进行区分。 2.2 验证模型的准确性 根据品评员的判定，取3个优质原奶样品、3个异味原奶样品，用DFA 法验证模型的准确性，结果见图2. 从图2可看出，电子鼻将优质的样品都判为优质原奶，判别的确定性分别为99.21%、95.83%、98.64%，即当原奶品质优良时，电子鼻与品评员的判定结果-一致，也就是说，该模型可以准确地判定优质原奶；电子鼻将异味原奶(1)判定为异味原奶，判 图22优质-异味原奶验证结果 别的确定性为96.12%，将异味原奶(2)、异味原奶(3)都判定为未知样本，判定的确定性都为100%，即当原奶有异味时，电子鼻与品评员的判定结果不完全一致，也就是说，该模型不能准确地判定异味牛奶。这可能是由于优质原奶都含有较浓郁的乳香味，建模所用的23个样本的气味基本能够涵盖所有优质原奶的气味，因此对新样本判别的正确率较高；：1而异味原奶种类较多，例如牛吃青贮饲料会导致原奶有青贮味、牛吃豆类制成的饲料会导致原奶有豆味、奶农给牛舍撒消毒水会导致原奶有药剂味 建模所用的7个异味样本的气味无法涵盖所有异味原奶的气味，因此，如果要建立判定正确率较高的优质-异味原奶模型，需要进一步全面地收集异味原奶，并将其录入模型中。 3 结论 电子鼻能够准确区分出优质原奶与异味原奶。 电子鼻所建优质-异味原奶模型能够准确识别优质原奶，但不能准确识别所有异味原奶，需要进一步对所建模型进行优化。 ( 参考文献： ) ( [1] Zhenfeng Li， N ing W a ng， Cl e ment Vig n eault. Electronic Nose & Electronic Tongue in f ood p roduction a nd p roce- ssingJ. Stewart P ostharvest R eview， 2006，4：7 ) ( [2] ] 吴守一 ， 邹小波.电子鼻在食品行业业的应用研究进展[].江苏理工大学学报(自然科学板)，2000，21(6)：13-17 ) ( 王俊，胡桂仙.电子鼻与电子舌在食品检测中的应用研究 进展[].农业工程学报，2004，20(2)：292-295 ) ( [4] 贾宗艳，任发政，郑丽敏.电子鼻技术及在乳制品中的应 用研究进展[].中国乳品工业，20 0 6，34(4)：35-38 ) ( [5] 文 刘志东，郭本恒，王荫愉，等.电子鼻在乳品工业中的应用 [].食品与发酵工业，2007，33(2)：102-107 ) ( 6] S Schweizer Berberich M， Vahinger S， Gopel W. Charac-terisation of fishness with sensor array[]. Sensors a nd A c -tuators，1994，18(1-3)：282-290 ) ( [7] Bourrounet B ， T alou H， G aset A . A pplication of a multigas ) 牛奶中微生物检测技术研究进展 李 菲l，董文宾，高 洁l，张建华? (1.陕西科技大学生命科学与工程学院，，西安710021； 2.陕西科技大学现代仪器分析中心，西安710021) 摘要：从食品安全的角度出发，系统地介绍几种牛奶中微生物的检测方法及其研究进展。 关键词：牛奶；微生物；检测 中图分类号：TS 252.7 文献标志码：B 文章编号：1005-9989(2008)06-0181-03 Advances on detection technique of microorganisms in milk LI Fei'， DONG Wen-bin'， GAO Jie'， ZHANG Jian-hua’ (1.College of Life Science and Engineering， Shaanxi Univers ity of Science & Technology，Xi'an 710021；2. Modern Instruments Analys is Center， Shaanxi Univers ity ofScience & Technology， Xi'an 710021) Abstract： This paper， in terms of food safety， systematically reviews several detection methods of microor-ganisms in milk and its development. Key words： milk； microorganis m； detection 牛奶中微生物的含量是评价牛奶质量的一个重要指标，对于所有乳制品来说，微生物含量对最终产品质量也是十分重要的。细菌总数高，其中的致病菌就容易产生非常耐热的毒素，这些毒素经过超高温处理后仍有少量残留，消费者饮用后会导致中毒； 而且大量的细菌繁殖会加速产酸，从而引起牛奶酸度增加，蛋白质热稳定性下降。随着乳品业和科学技术的快速发展，许多科学家提出了一系列的新型微生物检测方法。 微生物学检测方法 传统的微生物学检测方法有标准平板计数法(Standard plate count， SPC)和显微镜直接观察法(DMC)，但都存在检测周期长、操作繁琐等缺点。中国的乳品检测尚处于起步阶段，长期以来，绝大多数企业和质检部门最常用的还是这两种方法。近年来，许多学者对这两种方法在提高操作效率和细胞计数方面作了改进，取得了较大的进步。 ( 收稿日期：2007-09-29 ) ( 基金项目：国家“十一五 ” 科技支撑计划经费支柱课题(2006BAD04A11-04)。 ) ( 作者简介： 李 菲(1984一)，女，硕士研究生，研究方向为食品新材料制备及检测。 ) ( sensor device in t h e meat in d ustry for boartaint detection[J].Sensors and Actuators B，1995，27(1-3)：250-254 ) ( [8] Gardner J W ， Ba r tlett P N. A b rief history of el e ctronic noses J]. Sensors and Actuators，1994，18(19)：211- 2 20 ) ( [9] 杜锋，雷鸣.电子鼻及其在食品工业中的应用[].食品科 学，2003，24(5)：161- 1 63 ) ( 101 徐亚丹，王俊，赵国军.基于电子鼻的对掺假的“伊利”牛奶的检测[J].中国食品学报，2006，6(5)：111-118 ) ◎China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.nNo..