酸奶中不同货架期检测方案(感官智能分析)

2008年10月第29卷第10期食品研究与开发检测分析一·109一 应用电子鼻区分不同货架期的酸奶 郭奇慧，白雪，胡新宇，刘卫星 (内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司研发中心，内蒙古呼和浩特011500) 摘 要：将电子鼻用于测定酸奶的货架期，旨在寻求一种快速有效的方法以实现对酸奶的质量控制。将酸奶在4℃条.件下储存，分不同的储存时间对其进行测定，结果表明，电子鼻可以准确地区分不同货架期的酸奶。 关键词：电子鼻；酸奶；质量控制 YOGURT SHELF LIFE DETERMINATION BY ELECTRONICNOSE GUO Qi- hui， BAI Xue， HU Xin- yu， LIU Wei- xing (Inner Mongolia MENGNIU Dairy (Group) CO.LTD R&D， Huhhot 011500， Inner Mongolia，China)Abstract： In order to obtain a fast and available process to control the quality of yogurt， electronic nose was usedto determine the shelflife of yogurt. To do this， yogurt was stored at 4 ℃. Samples of each of the stored yogurthave been analyzed by electronic nose at different times. The results showed that electronic nose could determi-nate shelflife of yogurt. 电子鼻是根据仿生学原理，由传感器阵列和自动化模式识别系统所组成，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，电子鼻检测速度快，并且样品不需前处理，也不需任何有机溶剂进行萃取，因此是一项有利于环境保护，不影响操作人员健康的“绿色”分析技术3。 电子鼻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，因此称之为电子鼻。目前，大型企业靠专业的品评员对产品气味进行判定，但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，将电子鼻用于乳制品气味判定，可以客观准确的控制产品质量，从而使产品质量得到保证45。 目前国外对电子鼻的研究比较活跃，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 ( 作者简介：郭奇慧(1980-)，女(汉)，研发员，硕士，研究方向：乳品工艺学。 ) 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。国内有部分企业将电子鼻应用于水果成熟期的判定，烟草等级的判定，有极少的科研院所用其对牛奶掺假进行测定，尚无人用电子鼻判定酸奶的货架期。 本试验将电子鼻用于对不同储存时间的酸奶进行检验和区分，用主成分分析方法和判别函数分析方法对实验数据进行了分析。 材料与方法 1.1 材料 建模所用样品：蒙牛普通杯酸：6杯，分别是在4℃下储存时间为 0 d~15d的酸奶 验证所用样品：蒙牛普通杯酸：2杯，分别是在4℃下储存时间为9d和10d的酸奶。 1.22仪器 电子鼻 (pen3 AIRSENSE)。 1.3 方法 样品储存：将样品在4℃下储存。 样品测定：取样本50mL，置于 250 mL 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，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(Discriminate function analysis，DFA)对试验数据进行分析。 2 结果与分析 2.1 建立不同储存期的酸奶模型 将同一个批次的的酸奶在4℃下放置，定期进行气味的录入，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。 1main axis(Variance：85.25%) 图1 不同储存期酸奶的气味分布图 Fig.1 Flavor of yogurt stored at different times 从图1可以看出，在所建模型中，6个酸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。这说明随着储存时间的增加，样品挥发的气味会发生变化，电子鼻能够准确的识别出这6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 取1杯存放了9d的酸奶样品和1杯存放了10d的酸奶样品，用 DFA 法证证模型的准确性，结果见图2、图3。 1main axis(Variance：85.25%) 图2 储存9d的酸奶样品验证结果 Fig.2 Flavor of yogurt stored at 9d 从图2可以看出，待测样品(储存了9d的酸牛奶))的气味曲线穿过模型中储存9d的酸牛奶的气味数据点，说明它们的气味是极其相近的，电子鼻将待测 样品判定为储存了9d的酸牛奶，判定是正确的。 第一主成分贡献率(85.25%) 1main axis(Variance：85.25 %) 图3 储存10d酸奶样品验证结果 Fig.3 Flavor of yogurt stored at 10d 图3是待测样品(储存了10d的酸奶)的气味情况在所建模型中的反映。从图3中可以看出，反映待测产品气味特点的曲线没有穿过任何一个已建成的模型区域，表明待测样品的气味与模型中其他酸奶产品都不同，不属于它们中的任何一类。 结论 1)电子鼻能够准确区分出不同储存时间的酸奶。 2)电子鼻所建“不同储存时间的酸奶气味”模型能够准确识别待测样本的储存时间。 ( 参考文献： ) ( [1] Z henfeng Li， Ning Wang， Clement Vigneault. Electronic Nose & Elec tronic Tongue i n food production and processing[]. Ste w art Posthar- vest Review， 2006：7 ) ( [2] 吴守一，邹小波.电子鼻在食品行业中的应用研究进展[.江苏理工大学学报：自然科学版，2000，21(6)：13-17 ) ( [3] 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，2006，34(4)：35-38 ) ( [5] 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] Schweizer Berberich M ， Vahinger S， Gopel W. Characterisation of fishness with sensor array ].Sensors and Actuators，1994，18(1/3)：282-290 ) ( [ 7] Bourrounet B， Talou H ， Gaset A. A p plication of a multigas s e nsor de-vice in the meat i ndustry for boartaint detection [ J].Sensors and A c -tuators B，1995，27(1 - 3)：250- 2 54 ) ( [8] G ardner J W ， Bartlett P N. A br i ef history of electronic noses[J].Sen-sors 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)：161-163 ) ( [10]曾寿瀛.现代乳与乳制品加工技术[M].北京：中国农业出版社， 2003：21-25 ) ( 收稿日期：2008-06-18 ) ◎ China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved http：//www.cnki.net 样品：建模所用样品-蒙牛普通杯酸：6 杯，分别是在4 ℃下储存时间为0 d~15 d 的酸奶。          验证所用样品-蒙牛普通杯酸：2 杯，分别是在4 ℃下储存时间为9 d 和10 d 的酸奶。仪器：电子鼻（pen3 德国AIRSENSE）实验结果：将酸奶在4°C条件下储存，分不同的储存时间对其进行测定,结果表明，电子鼻可以 准确地区分不同货架期的酸奶。研究意义：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。国内有部分 企业将电子鼻应用于水果成熟期的判定，烟草等级的判定,有极少的科研院所用其对牛奶掺假进行测定，尚无人用电子鼻判定酸奶的货架期。将电子鼻用于测定酸奶的货架期,旨在寻求-一种快速有效的方法以实现对酸奶的质量控制。