[發(fā)明專利]電子鼻結(jié)合主成分分析預(yù)測(cè)烤鴨貨架終點(diǎn)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010828632.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN112070278B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史波林;張璐璐;汪厚銀;鐘葵;趙鐳;劉龍?jiān)?/a>;崔瑩;謝苒;何天鵬;王思思
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/04;G01N33/00;G01N33/12
• 代理公司: 北京集知天成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11681
• 代理人: 袁瑞紅

本發(fā)明公開了一種電子鼻結(jié)合主成分分析預(yù)測(cè)烤鴨貨架終點(diǎn)的方法，該方法通過(guò)電子鼻采集不同貨架時(shí)間烤鴨的香氣響應(yīng)信號(hào)，然后采用主成分分析方法，比較相同儲(chǔ)存溫度下不同儲(chǔ)存時(shí)間的香氣響應(yīng)信號(hào)差異，尋找信號(hào)差異的突變點(diǎn)，該突變點(diǎn)為該溫度下樣品的貨架終點(diǎn)。通過(guò)用不同儲(chǔ)存時(shí)間下樣品與初始樣品在各儲(chǔ)存溫度對(duì)應(yīng)的主成分第一、第二得分空間下的歐式距離來(lái)表示烤鴨香氣的電子鼻響應(yīng)信號(hào)的差異，這種方法直觀，簡(jiǎn)單，能夠根據(jù)樣本自身性質(zhì)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)烤鴨的貨架終點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及貨架終點(diǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電子鼻結(jié)合主成分分析預(yù)測(cè)烤鴨貨架終點(diǎn)的方法。

背景技術(shù)

烤鴨在儲(chǔ)存的過(guò)程中受到微生物和酶的影響發(fā)生一系列性質(zhì)改變而產(chǎn)生異味或削弱正常香氣，且異味的強(qiáng)度或正常香氣的強(qiáng)度與烤鴨的儲(chǔ)存時(shí)間存在一定的關(guān)系。因此消費(fèi)者通常根據(jù)烤鴨的揮發(fā)性氣味來(lái)辨別烤鴨的儲(chǔ)存時(shí)間和接受程度。然而人工判別往往受到主觀因素的影響，如自身身體狀況、情緒和外界環(huán)境的影響，即使是經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的專家評(píng)價(jià)員也難以完全準(zhǔn)確判斷，并且對(duì)烤鴨貨架時(shí)間預(yù)測(cè)的消費(fèi)者測(cè)試需要組織一定數(shù)量的人群，工作量大、費(fèi)用昂貴。

與傳統(tǒng)的化學(xué)檢測(cè)方法如氣相色譜(GC)和氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)不同，電子鼻通過(guò)傳感器模擬人體鼻腔的感知細(xì)胞，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換和模式識(shí)別等一系列數(shù)據(jù)分析技術(shù)完成對(duì)樣品的檢測(cè)。電子鼻檢測(cè)速度快、精度高、重復(fù)性好，檢測(cè)所需費(fèi)用低廉且對(duì)樣品的預(yù)處理要求較低。更重要的是，與GC和GC-MS不同，電子鼻是通過(guò)模擬人體的嗅覺系統(tǒng)完成樣品的分析，更能夠體現(xiàn)出樣品的整體氣味特征。

在電子鼻分析中，引起電子鼻傳感器響應(yīng)變化的因素很多，如樣品的狀態(tài)、樣品的組分、組分之間的相互作用、儀器的影響(檢測(cè)器噪音)和檢測(cè)環(huán)境的影響等。因此，所采集的電子鼻檢測(cè)結(jié)果矩陣為一個(gè)多維的空間數(shù)據(jù)，包括了由組分產(chǎn)生的相關(guān)變量和由噪音等隨機(jī)因素產(chǎn)生的獨(dú)立變量。

主成分分析(Principal?Component?Analysis,PCA)的目的是將檢測(cè)結(jié)果矩陣降維，以排除眾多化學(xué)信息中的重疊信息。主成分是原來(lái)變量的線性組合，用它來(lái)表征原來(lái)變量時(shí)所產(chǎn)生的平方和誤差最小。第一個(gè)主成分所能解釋原變量的方差量最大，第二個(gè)次之，其余類推，各組主成分相互正交。主成分分析方法能夠有效地解決多元線性回歸中遇到的線性相關(guān)、變量因子的自由度減少等問(wèn)題并能在一定程度上解決噪音干擾問(wèn)題。

電子鼻采集的信號(hào)較多，如何將采集的香氣響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析，得到有利于預(yù)測(cè)烤鴨貨架期有關(guān)的信息，目前還沒有報(bào)道，也就是說(shuō)針對(duì)電子鼻和主成分分析能不能有效的預(yù)測(cè)烤鴨的貨架終點(diǎn)，目前還屬于研究空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電子鼻結(jié)合主成分分析預(yù)測(cè)烤鴨貨架終點(diǎn)的方法，該方法采用電子鼻采集不同貨架時(shí)間烤鴨的香氣響應(yīng)信號(hào)，采用主成分分析方法，比較相同儲(chǔ)存溫度下不同儲(chǔ)存時(shí)間的香氣響應(yīng)信號(hào)差異，尋找信號(hào)差異的突變點(diǎn)，該突變點(diǎn)為該溫度下樣品的貨架終點(diǎn)。通過(guò)用不同儲(chǔ)存時(shí)間下樣品與初始樣品在各儲(chǔ)存溫度對(duì)應(yīng)的主成分第一、第二得分空間下的歐式距離來(lái)表示香氣響應(yīng)信號(hào)的差異，這種方法直觀，簡(jiǎn)單，能夠根據(jù)樣本自身性質(zhì)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)烤鴨的貨架終點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種電子鼻結(jié)合主成分分析預(yù)測(cè)烤鴨貨架終點(diǎn)的方法，包括如下步驟：

(1)首先確定烤鴨樣品生產(chǎn)及貨架起始時(shí)間；為了保證實(shí)驗(yàn)用烤鴨樣品是在同一時(shí)間同一批次同一工藝條件下生產(chǎn)出來(lái)的，特在某國(guó)家級(jí)肉制品加工中心訂制本項(xiàng)目所需要的烤鴨樣品。采用傳統(tǒng)掛爐烤制方法、殺菌模式與包裝方式制作，每只烤制后鴨子重量400±10g，每半只1袋真空包裝。

生產(chǎn)后當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)入預(yù)定儲(chǔ)存環(huán)境放置并進(jìn)行相應(yīng)的貨架時(shí)間記錄。同時(shí)將生產(chǎn)后當(dāng)天作為產(chǎn)品的貨架起始點(diǎn)。

(2)將烤鴨樣品分別儲(chǔ)存在不同的溫度下，然后確定不同儲(chǔ)存溫度下的品質(zhì)檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)；檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)具體設(shè)計(jì)如表1所示：