電子鼻是由多個性能彼此重疊的氣敏傳感器和適當(dāng)?shù)哪Ｊ椒诸惙椒ńM成的具有識別單一和復(fù)雜氣味能力的裝置。它采用了人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了由儀器“嗅覺"對產(chǎn)品進(jìn)行客觀分析，規(guī)避了人工鑒別中的主觀因素。本實(shí)驗(yàn)研究電子鼻識別四種不同香辛料烤雞氣味輪廓特征的表達(dá)技術(shù)。
       材料與方法
       樣品制備
       x組為蒜粉添加量變化組 ,Y組為洋蔥粉添加量變化組 ,Z組為黑胡椒粉添加量變化組 ,L組為辣椒粉添加量變化組 ,具體配方見表 1。取雞大胸肉將調(diào)料與鮮肉充分混合后,一定溫度下烘烤。        方法
       電子鼻檢測：頂空溫度45℃ , 頂空加熱時間240s;頂空注射參數(shù):采用自動進(jìn)樣 , 注射體積1500L,注射速度500L/s,注射針總體積2.5mL;注射針溫度65℃; 獲取參數(shù): 獲取時間120s,延滯時間300s。
       結(jié)果與分析
       不同烤雞樣品的氣味雷達(dá)指紋圖譜分析
       利用電子鼻傳感器對11組樣品進(jìn)行分析 ,每組樣品分別做 3 次平行重復(fù) , 圖1為18根傳感器對每種樣品的響應(yīng)值的雷達(dá)圖。        從雷達(dá)圖可以看出 ,對不同樣品的響應(yīng)值 ,每根傳感器之間存在明顯差異，18 根傳感器中TA/2、 T40/1、T40/2、P30/2、P40/2、P30/1、PA/2、P40/1、 P10/2、LY2/A、LY2/G這11根傳感器都隨著樣品的不同有明顯的變化趨勢。辣椒粉和黑胡椒粉對于 TA/2、T40/1、T40/2、P30/2、P40/2、P10/2這 6 根傳感器響應(yīng)值要大于洋蔥粉和蒜粉 ,其中 P30/2、P40/2、 P10/2這 3 根傳感器的響應(yīng)值隨著辣椒粉添加量的變化而變化的趨勢最為明顯 ,其次是黑胡椒粉 ,最后是洋蔥粉和蒜粉。蒜粉和洋蔥粉對 PA/2、P40/1、LY2/A、LY2/G這4根傳感器的響應(yīng)值要大于黑胡椒粉和辣椒粉。從傳感器信號強(qiáng)度的不同可以初步、直觀的判斷11組樣品之間的特征氣味物質(zhì)存在差異。同時，為了減少誤差，提高區(qū)分度 ,選取TA/2、 T40/1、T40/2、P30/2、P40/2、P30/1、PA/2、P40/1、 P10/2、LY2/A、LY2/G這11根變化趨勢明顯的傳感器構(gòu)建新的傳感器陣列 ,進(jìn)行PCA和DFA分析。
       PCA分析
       主成分分析主要是對傳感器響應(yīng)值的特征向量矩陣進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維 , 通過對降維后的特征向量進(jìn)行線性分類，并將分類結(jié)果以散點(diǎn)圖的形式直觀的展現(xiàn)出來。一般情況下 , 當(dāng)?shù)谝恢鞒煞?PC1)和第二主成分(PC2)的總貢獻(xiàn)率超過70%-85%時 ,分析結(jié)果就基本上綜合了全部傳感器的響應(yīng)結(jié)果。PCA分析效果的優(yōu)劣，可用識別指數(shù)(Diferentiation Index,DI)衡量。DI最大值為 100，當(dāng) DI在80 -100之間 ,表明可以有效區(qū)分，DI值越大，區(qū)分越好。          圖 2 是本實(shí)驗(yàn)不同香辛料添加量下的烤雞樣品氣味信息PCA分析圖。由圖2可知 ,PCA分析圖中的第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2) 的總貢獻(xiàn)率超過了98% ,說明分析結(jié)果基本上綜合了傳感器陣列的響應(yīng)結(jié)果。同時在圖 2 中 ,11組烤雞樣品可分為兩個區(qū)域 ,x組和Y組位于右半?yún)^(qū) ,L組和Z組位于左半?yún)^(qū) ,其識別指數(shù)達(dá)到 91，區(qū)分結(jié)果良好 ,說明經(jīng)過選擇的傳感器陣列可以有效的識別不同的樣品。右半?yún)^(qū)中 , 編號為 x1 、x2 、x3 、Y1 、Y2 、Y3 的樣品在x軸上距離很小 ,說明他們之間差異性很小，同樣，左半?yún)^(qū)中，編號為 Z1 、Z2 、L1 、 L2 、L3 的樣品差異性主要集中在豎軸上 ,說明他們之間的差異性不明顯。同一區(qū)域物質(zhì)對烤雞香氣輪廓的貢獻(xiàn)類似 ，提示，在生產(chǎn)實(shí)踐中蒜粉和洋蔥粉 ,辣椒粉和黑胡椒粉添加時對烤雞產(chǎn)品香氣有疊加效應(yīng)，不能同時添加過多的量。
由圖 2 還可見 , 單一香辛料添加量不同時，在PCA分析圖中可表現(xiàn)出有區(qū)分度的差異，x組、Y 組、Z組和L組中的樣品都隨著香辛料添加量的變化呈現(xiàn)出線性變化的趨勢。這表明，PCA分析也可運(yùn)用于識別單一香辛料的添加量。
       DFA分析
       判別因子分析( DFA分析)以充分保存現(xiàn)有信息為前提 ,使同類數(shù)據(jù)間的差異盡量縮小 ,不同類數(shù)據(jù)間的差異盡量擴(kuò)大 ,從而達(dá)到進(jìn)一步區(qū)分不同樣品的目的。圖3 是不同香辛料添加量對烤雞樣品氣的DFA圖。         圖3中 ,實(shí)驗(yàn)設(shè)計的11組樣品響應(yīng)值被顯著地分為兩個部分 ,其判別因子1(DF1)的貢獻(xiàn)率( 權(quán)重)達(dá)到98.128% ,說明樣品之間的差異主要體現(xiàn)在橫軸上的距離 ,左半?yún)^(qū)是洋蔥粉和蒜粉對烤雞香氣的影響 ,右半?yún)^(qū)為辣椒粉和黑胡椒粉對烤雞香氣的影響，這一結(jié)果和PCA分析結(jié)果一致。其豎軸上x組和Y組之間、Z組和L組之間的差異判別因子2(DF2)的貢獻(xiàn)率( 權(quán)重)只有0.026%。
       結(jié)論
       基于氣味指紋的電子鼻技術(shù)能夠區(qū)分不同香辛料對烤雞香氣的影響，洋蔥粉和蒜粉，黑胡椒粉和辣椒粉對烤雞香氣影響的區(qū)分效果良好。PCA分析和 DFA分析同時顯示蒜粉、洋蔥粉對烤雞香氣的指紋圖譜影響較為相似 ,黑胡椒粉、辣椒粉對烤雞香氣的指紋圖譜影響較為相似。同時DFA分析中在判別因子1(DF1)上可以區(qū)分蒜粉和洋蔥粉 ,黑胡椒粉和辣椒粉對烤雞香氣的指紋圖譜影響，提示在進(jìn)一步實(shí)中，可以嘗試建立烤雞樣品揮發(fā)性物質(zhì)中含硫化合物和帖烯類物質(zhì)變化的識別庫模型 , 定性的判別未知烤雞樣品的歸屬。
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       參考文獻(xiàn)：王宇璇,徐寶才,韓衍青,王志耕,孫璉.電子鼻在烤雞香氣區(qū)分中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技,2014,35(15):312-314+319.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2014.15.060.
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