[發明專利]一種對蜂蜜香氣智能嗅覺動態響應特征及差異化信息動態表征研究的方法

有效

• 申請號: 201310323345.6
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103499609A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 史波林;趙鐳;汪厚銀;裴高璞;支瑞聰;劉寧晶;張璐璐;解楠;李烜
• 申請（專利權）人: 中國標準化研究院
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本申請涉及電子鼻傳感器技術，具體涉及蜂蜜品質智能嗅覺表征的差異化信息挖掘研究。

背景技術

香氣是產品品質體現的重要屬性之一，產品香氣表征需要突出其客觀性、真實性與全面性。目前氣相色譜(GC)、氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)和氣相色譜-?嗅辨(GC-O)等方法，只能檢測產品中有限的單體香氣物質，并且這些香氣之間存在協同、變調等現象，很難從整體上反映樣品的香氣品質。而智能嗅覺系統（電子鼻）能夠模擬人類嗅聞特征，綜合表征香氣的整體信息，體現香氣的嗅覺特征和整體品質，同時比人的嗅覺更加客觀、可靠。目前已在食品新鮮度、食用油變質判別、果蔬成熟度檢測、茶葉產地品種識別、酒類品牌界定等方面開展了相關研究。

采用電子鼻進行產品品質判別或摻假鑒別分析，其本質是利用智能嗅覺圖譜的整體香氣信息，尋找樣品間的差異性，其核心是尋找代表樣品間差異性的圖譜信息，即“差異化信息”，也叫“智能嗅覺的差異化圖譜信息”。但是電子鼻的傳感器陣列具有交叉敏感性，即每根傳感器對每個香氣都有不同程度的響應，因此通過電子鼻采集的呈香物質圖譜具有廣譜、重疊等特點，很難單獨用肉眼從圖譜上區分不同樣品，需要進行“信號挖掘”，特別是“代表樣品間差異化信息的挖掘”，挖掘的差異性化信息越多，就越有助于快捷的區分產品特征與品質。但目前在差異化信息挖掘方面還很薄弱，也是制約電子鼻發展的瓶頸。

我國蜂蜜產量居世界首位，近年來產量一直保持快速增長的趨勢，由2001?年的25.2?萬噸增加到2009?年的40.2?萬噸，占世界總產量也由近20%提高到30%多。但由于經濟利益的驅動，目前蜂蜜市場摻假嚴重，導致摻假蜂蜜占據了蜂蜜市場的20%～30%，有些地區摻假造假的蜂產品占50%左右，嚴重損壞了消費者利益、影響蜂蜜產業健康發展、打擊出口貿易創匯。

由于缺乏檢測手段的影響，導致摻假打擊面臨困難，其根本原因如下：（1）由于蜂蜜本身的主要物質結構比較簡單，包含水和糖類成分，給摻假提供了便利條件，同時，單靠檢測這幾種物質含量的多少根本沒辦法判別是否摻假；（2）由于蜂蜜受蜜源植物種類、蜜蜂群勢強弱、蜜期時間長短、空氣的溫度和濕度，以及蜂蜜的加工、貯存、結晶等多種因素影響，造成蜂蜜主要物質的含量范圍變化較大，使得蜂蜜摻假簡單、方便；（3）C4等摻假檢測費用高、無法大規模用于實際檢測和執法。

蜂蜜中含有300多種芳香物質，因此它是研究智能嗅覺表征的重要樣例；同時不同蜜源、不同產地其風味物質各異，并且蜂蜜摻假與否或品質優劣能在整體香氣上有所體現，使得香氣成為蜂蜜品質檢測與摻假鑒別的重要指標之一；充分說明采用智能嗅覺表征蜂蜜品質具有可行性，也為蜂蜜品質檢測及摻假鑒別提供了一種快速、經濟、準確且利于實時應用的檢測方法。因此選擇蜂蜜作為研究對象具有實用意義，對其行業健康發展更具深遠價值。

發明內容

國內外研究現狀分析表明，目前對于“智能嗅覺圖譜中表征樣品間差異的信息挖掘”研究還不夠深入。因此，本申請從蜂蜜香氣差異體現的四個釋放階段出發（頭香、前端香氣、體香、尾香），研究代表這四個不同階段中“樣品間差異化信息”的智能嗅覺特征響應點選擇方法；并且“以提取更多蜂蜜間差異化特征信息為目標”，探索數據壓縮降維過程中蜂蜜差異化電子鼻信息的提取規律，揭開有效信號與無用信號分離的“真相”，消除干擾的背景信息，提高差異化信息與背景信息的比例；從而確保建立可靠的蜂蜜品質智能嗅覺判別模型。

以蜂蜜為研究對象，開展智能嗅覺表征的差異化信息挖掘研究；揭示智能嗅覺圖譜中體現蜂蜜香氣從頭香、前端香氣、體香到尾香動態揮發過程的響應規律，確定包含蜂蜜差異化信息的特征響應點；探索圖譜特征提取時特征向量的差異性判別能力，闡明有效提取蜂蜜差異化信息的機理；最終達到準確尋找代表樣品間差異性的圖譜信息，建立高精度的蜂蜜品質智能嗅覺表征模型。

根據香氣經歷頭香、前端香氣、體香到尾香的動態釋放特點，通過氣相質譜（GC-MS）結合氣相嗅辨（GC-O）定性、定量分析蜂蜜揮發成分中的特征香氣。界定分別在頭香、前端香氣、體香到尾香四個階段中，各自的代表性蜂蜜香氣成分，探討香氣本身的動態揮發規律，由此構建模擬的蜂蜜香氣體系。

蜂蜜香氣智能嗅覺動態響應特征及差異化信息動態表征研究：