电子鼻技术对蜜桔及其鲜榨桔汁品质评价的研究
摘要：利用PEN3电子鼻，通过主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)对在20℃、相对湿度85%条件下贮藏不同天数的蜜桔及其鲜榨桔汁的品质进行检测区分。通过相关性分析，表明电子鼻传感器响应信号与理化指标之间具有相关性，可以基于电子鼻预测蜜桔及桔汁的品质。此外，LDA方法能更好区分不同贮藏期蜜桔及其鲜榨桔汁的品质。同时采用负荷加载分析方法(Loadings)可以得知，传感器W1S(烃类物质)、W2S(醇类、部分芳香型化合物)、W2W(有机硫化物)对蜜桔贮藏期的评价起主要作用。这为进一步建立一个全面的蜜桔品质评价体系提供了实验基础和理论依据。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 3
1．1 实验材料 3
1．1．1 实验原料 3
1．1．2 实验器材 3
1．1．3 实验试剂 3
1．2 实验方法 4
1．2．1 实验处理 4
1．2．2 失重率的测定 4
1．2．3 可食率的测定 4
1．2．4 可溶性固形物含量的测定 4
1．2．5 总酸含量的测定 4
1．2．6 维生素C含量的测定 4
1．2．7 色度的测定 5
1．2．8 电子鼻传感器响应值的测定 5
1．2．9 数据处理 6
2 结果与分析 6
2．1 蜜桔理化指标 6
2．1．1 常温下蜜桔失重率的变化 6
2．1．2 常温下蜜桔可食率的变化 7
2．1．3 常温下蜜桔可溶性固形物含量的变化 7
2．1．4 常温下蜜桔总酸含量的变化 8
2．1．5 常温下蜜桔固酸比的变化 8
2．1．6 常温下蜜桔维生素C含量的变化 9
2．1．7 鲜榨桔汁色度的变化 9
2．2 传感器对蜜桔及鲜榨桔汁气味物质的响应 10
2．2．1 蜜桔电子鼻响应值的变化 11
/> 2．2．2 鲜榨桔汁电子鼻响应值的变化 12
2．3 电子鼻响应值与理化指标间的关系 13
2．3．1 蜜桔电子鼻响应值与理化指标间的关系 13
2．3．2 鲜榨桔汁电子鼻响应值与理化指标间的关系 14
2．4 基于电子鼻区分蜜桔贮藏期的分析 14
2．4．1 基于蜜桔气味区分蜜桔贮藏期 14
2．4．2 基于鲜榨桔汁气味区分蜜桔贮藏期 17
3 总结 20
3．1 理化指标和气味响应值的相关性分析 20
3．2 基于电子鼻区分不同贮藏期蜜桔和鲜榨桔汁的品质 20
4 展望 20
致谢 21
参考文献 21
基于电子鼻技术对蜜桔及其鲜榨桔汁品质评价的研究
引言
柑橘属于芸香科，柑橘属，是全球最大宗的水果。柑橘果实色香味兼优，除含丰富糖分、有机酸、矿物质等，还富含维生素C、多种甙类物质，营养价值高[1]。温州蜜桔果实皮薄肉多，含水量高，汁水酸甜可口，除了鲜食之外，还是制作鲜榨果汁的理想原料[2]。柑橘为非呼吸跃变型果实，其在成熟、衰老的过程中，常常伴随着有机酸的降解、糖类物质的积累及其它营养物质的分解的变化，它们含量的增加或减少直接影响着果实和鲜榨果汁的口感及风味[3]。
香气是柑橘果实的重要品质之一，也是影响柑橘鲜食和加工质量的重要因素。国外对柑橘香气的研究开展较早，对甜橙和葡萄柚品种及其果汁的香气成分研究较多，而对温州蜜桔香气成分的研究主要集中在精油和蜜桔汁[4]，有关温州蜜桔果实香气的研究报道较少。有关中国温州蜜桔香气成分的研究至今尚未见报道。此外，对温州蜜桔进行制汁加工，促进中国温州蜜桔的加工利用，增强其市场竞争力已引起了国内学者的重视[5]。
电子鼻(electronic nose)是一种模仿人和动物的鼻子，由一定选择性的电化学传感器阵列和适当的识别装置组成的新型仪器，可用于分析、识别、检测复杂气味和挥发性成分。与传统化学分析技术如气相色谱法、质谱法等不同，电子鼻得到的不是待检测样品中某几种成分的定性及定量结果，而是样品中挥发性组分的整体信息(指纹数据)，它可以根据各种不同的气味测定不同的信号，并与已建立数据库中的信号进行比较、识别和判断，具有相似于鼻子的功能。和传统的气体分析技术相比，具有客观、准确、快捷地评价气味，且重复性好的特点[6]。样品无须前处理，不用有机溶剂，是一种“绿色”的仿生检测仪器，且便于携带，可进行实时检测。更为突出的是它灵敏度高、测量数据与人类的感官评价相关性好。因此在食品、环境监控、医学、农业、生物及安全等各领域得到了广泛的应用。在果蔬领域，电子鼻作为无损检测的一种重要手段目前已被广泛地应用于：判断甜瓜、水蜜桃、香蕉、梨、苹果的成熟度[711]；评估柑橘、香蕉的储藏期[1213]等，在食品辨别分析方面受到了越来越多的重视，有着良好的应用前景[14]。
目前，国内将电子鼻应用到鲜榨果汁检测方面还处于初步阶段，对蜜桔鲜榨果汁的检测研究尚未见报道。本文采用电子鼻技术，通过相关性分析，建立电子鼻传感器响应信号与理化指标之间的关系。并通过主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)和负荷加载分析(Loadings)对不同贮藏期的蜜桔及其鲜榨桔汁的品质进行检测区分，根据电子鼻响应值预测蜜桔及桔汁的品质。
1 材料与方法
1．1 实验材料
1．1．1 实验原料
实验所用的蜜桔品种为宫川牌无核蜜桔，于2015年3月1日采自临海市涌泉镇。
1．1．2 实验器材
PEN3型便携式电子鼻 德国AIRSENSE公司； PAL1型电子糖度计 ATAGO公司；CR10型便携式色差计 MINTOA公司；BEL型电子精密天平 意大利贝尔BEL公司；JY5002型电子天平 上海良平仪器仪表有限公司；pHS3C型精密pH计 上海精密科学仪器有限公司；HJ3型恒温磁力搅拌器 国华电器有限公司；UV1102紫外分光光度计 上海天美公司；Sigma3K15高速离心机 德国Sigma公司。
1．1．3 实验试剂
(1) 50g/L 三氯乙酸溶液(TCA)
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 3
1．1 实验材料 3
1．1．1 实验原料 3
1．1．2 实验器材 3
1．1．3 实验试剂 3
1．2 实验方法 4
1．2．1 实验处理 4
1．2．2 失重率的测定 4
1．2．3 可食率的测定 4
1．2．4 可溶性固形物含量的测定 4
1．2．5 总酸含量的测定 4
1．2．6 维生素C含量的测定 4
1．2．7 色度的测定 5
1．2．8 电子鼻传感器响应值的测定 5
1．2．9 数据处理 6
2 结果与分析 6
2．1 蜜桔理化指标 6
2．1．1 常温下蜜桔失重率的变化 6
2．1．2 常温下蜜桔可食率的变化 7
2．1．3 常温下蜜桔可溶性固形物含量的变化 7
2．1．4 常温下蜜桔总酸含量的变化 8
2．1．5 常温下蜜桔固酸比的变化 8
2．1．6 常温下蜜桔维生素C含量的变化 9
2．1．7 鲜榨桔汁色度的变化 9
2．2 传感器对蜜桔及鲜榨桔汁气味物质的响应 10
2．2．1 蜜桔电子鼻响应值的变化 11
/> 2．2．2 鲜榨桔汁电子鼻响应值的变化 12
2．3 电子鼻响应值与理化指标间的关系 13
2．3．1 蜜桔电子鼻响应值与理化指标间的关系 13
2．3．2 鲜榨桔汁电子鼻响应值与理化指标间的关系 14
2．4 基于电子鼻区分蜜桔贮藏期的分析 14
2．4．1 基于蜜桔气味区分蜜桔贮藏期 14
2．4．2 基于鲜榨桔汁气味区分蜜桔贮藏期 17
3 总结 20
3．1 理化指标和气味响应值的相关性分析 20
3．2 基于电子鼻区分不同贮藏期蜜桔和鲜榨桔汁的品质 20
4 展望 20
致谢 21
参考文献 21
基于电子鼻技术对蜜桔及其鲜榨桔汁品质评价的研究
引言
柑橘属于芸香科，柑橘属，是全球最大宗的水果。柑橘果实色香味兼优，除含丰富糖分、有机酸、矿物质等，还富含维生素C、多种甙类物质，营养价值高[1]。温州蜜桔果实皮薄肉多，含水量高，汁水酸甜可口，除了鲜食之外，还是制作鲜榨果汁的理想原料[2]。柑橘为非呼吸跃变型果实，其在成熟、衰老的过程中，常常伴随着有机酸的降解、糖类物质的积累及其它营养物质的分解的变化，它们含量的增加或减少直接影响着果实和鲜榨果汁的口感及风味[3]。
香气是柑橘果实的重要品质之一，也是影响柑橘鲜食和加工质量的重要因素。国外对柑橘香气的研究开展较早，对甜橙和葡萄柚品种及其果汁的香气成分研究较多，而对温州蜜桔香气成分的研究主要集中在精油和蜜桔汁[4]，有关温州蜜桔果实香气的研究报道较少。有关中国温州蜜桔香气成分的研究至今尚未见报道。此外，对温州蜜桔进行制汁加工，促进中国温州蜜桔的加工利用，增强其市场竞争力已引起了国内学者的重视[5]。
电子鼻(electronic nose)是一种模仿人和动物的鼻子，由一定选择性的电化学传感器阵列和适当的识别装置组成的新型仪器，可用于分析、识别、检测复杂气味和挥发性成分。与传统化学分析技术如气相色谱法、质谱法等不同，电子鼻得到的不是待检测样品中某几种成分的定性及定量结果，而是样品中挥发性组分的整体信息(指纹数据)，它可以根据各种不同的气味测定不同的信号，并与已建立数据库中的信号进行比较、识别和判断，具有相似于鼻子的功能。和传统的气体分析技术相比，具有客观、准确、快捷地评价气味，且重复性好的特点[6]。样品无须前处理，不用有机溶剂，是一种“绿色”的仿生检测仪器，且便于携带，可进行实时检测。更为突出的是它灵敏度高、测量数据与人类的感官评价相关性好。因此在食品、环境监控、医学、农业、生物及安全等各领域得到了广泛的应用。在果蔬领域，电子鼻作为无损检测的一种重要手段目前已被广泛地应用于：判断甜瓜、水蜜桃、香蕉、梨、苹果的成熟度[711]；评估柑橘、香蕉的储藏期[1213]等，在食品辨别分析方面受到了越来越多的重视，有着良好的应用前景[14]。
目前，国内将电子鼻应用到鲜榨果汁检测方面还处于初步阶段，对蜜桔鲜榨果汁的检测研究尚未见报道。本文采用电子鼻技术，通过相关性分析，建立电子鼻传感器响应信号与理化指标之间的关系。并通过主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)和负荷加载分析(Loadings)对不同贮藏期的蜜桔及其鲜榨桔汁的品质进行检测区分，根据电子鼻响应值预测蜜桔及桔汁的品质。
1 材料与方法
1．1 实验材料
1．1．1 实验原料
实验所用的蜜桔品种为宫川牌无核蜜桔，于2015年3月1日采自临海市涌泉镇。
1．1．2 实验器材
PEN3型便携式电子鼻 德国AIRSENSE公司； PAL1型电子糖度计 ATAGO公司；CR10型便携式色差计 MINTOA公司；BEL型电子精密天平 意大利贝尔BEL公司；JY5002型电子天平 上海良平仪器仪表有限公司；pHS3C型精密pH计 上海精密科学仪器有限公司；HJ3型恒温磁力搅拌器 国华电器有限公司；UV1102紫外分光光度计 上海天美公司；Sigma3K15高速离心机 德国Sigma公司。
1．1．3 实验试剂
(1) 50g/L 三氯乙酸溶液(TCA)
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