專利名稱：利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及魚類新鮮度檢測領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種基于氣體傳感器陣列的利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法。
背景技術(shù)：
草魚(Grass carp)是中國淡水養(yǎng)殖的四大家魚之一。草魚肉性味甘、溫、無毒,有暖胃和中之功效，肉質(zhì)肥嫩，味道鮮美，具有較高的營養(yǎng)價值。新鮮度是魚類或魚類制品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，對產(chǎn)品最終質(zhì)量十分重要?，F(xiàn)已發(fā)展了一系列的指標(biāo)和方法來評價魚肉鮮度，如感官評價方法、微生物學(xué)方法、物理及化學(xué)方法等，但以上檢測方法較難滿足準(zhǔn)確、快速檢測的要求。普遍存在著檢測過程繁瑣、成本聞、耗時長等缺點。目前，用于電子鼻的氣敏傳感器普遍存在基線漂移、重復(fù)性差等問題，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，成為電子鼻技術(shù)發(fā)展的壁壘。此外，傳統(tǒng)模式的識別方法主要包括主成分分析法、因子分析、聚類分析、偏最小二乘法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，但這些方法存在一定局限性。主成分分析法將原始多維數(shù)據(jù)降維至少數(shù)幾個變量，通過計算主成分函數(shù)得分來評價原始數(shù)據(jù)的信息貢獻影響力。但當(dāng)主成分的因子負荷的符號有正有負時，評價函數(shù)意義就不明確。 因子分析重組原始變量信息以尋求影響變量的共同因子，但該方法在計算因子得分時采用最小二乘法可能導(dǎo)致結(jié)果失效。聚類分析在樣本量較大時獲得聚類結(jié)果較為困難。偏最小二乘法可有效地克服樣本容量低于變量個數(shù)時回歸建模的問題，但存在影響點就會使回歸結(jié)果失效。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在輸入樣本較多的情況下會出現(xiàn)訓(xùn)練效率降低、預(yù)報精度下降的問題，需反復(fù)學(xué)習(xí)。同時，以上模式識別方法可以定性的區(qū)分樣品，但基本無法量化樣品區(qū)分信息。中國專利授權(quán)公告號CN101382531A，授權(quán)公告日2009年3月11日，公開了一種利用電子鼻檢測蝦新鮮度的方法，包括下述步驟將待檢測蝦樣品放入密封容器中，恒溫水浴加熱；在測試室中通入流速穩(wěn)定的氣體，將加熱后的蝦樣品放入測試室中，使氣流攜帶樣品散發(fā)出的氣味經(jīng)過由5個不同類型的氣體傳感器組成的陣列進行檢測；收集氣體傳感器陣列采集的數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評定蝦新鮮度。該發(fā)明的不足之處是過程繁瑣、成本高、耗時長、傳感器基線易漂移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的過程繁瑣、成本高、耗時長、傳感器基線漂移等的不足，提供了一種簡便、快速、有效的利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法。本發(fā)明為達到上述目的所采用的具體技術(shù)方案為
一種利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法，包括下述步驟
(I)將待檢測草魚樣品放入樣品容器中，靜置30min ；
(2)常溫下將電子鼻的進樣針頭插入樣品容器，同時將裝有活性炭的空氣濾清器插入樣品容器以平衡氣壓，開啟電子鼻將靜置的樣品所散發(fā)出的氣體吸入電子鼻氣室；(3)電子鼻氣室內(nèi)的氣體傳感器陣列對樣品所散發(fā)出的氣體進行檢測，檢測時間為
50s ；
(4)收集氣體傳感器陣列采集的數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評定草魚新鮮度。電子鼻是模仿人和動物的鼻子，用于分析、識別、檢測復(fù)雜氣味和揮發(fā)性成分的新型儀器，與常用的分析儀器(如色譜儀、光譜儀等)相比，電子鼻具有客觀、準(zhǔn)確、快捷地評價氣味，并且重復(fù)性好的特點，其應(yīng)用越來越廣泛。它利用氣體傳感器陣列的響應(yīng)曲線來識別樣品的揮發(fā)性氣味。近年來，電子鼻檢測技術(shù)已被國內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于牛奶、谷物、肉類等食品的新鮮度研究中。本發(fā)明的檢測原理為被測草魚樣品揮發(fā)出的氣體作用于電子鼻傳感器陣列，引起各傳感器的電導(dǎo)率發(fā)生變化，該變化與各傳感器特異性敏感氣體的種類、濃度有關(guān)，該相互關(guān)系可以作為標(biāo)定被測樣品信息的依據(jù)。具體來說一種氣體呈現(xiàn)在一個傳感器面前，傳感器把氣體輸入轉(zhuǎn)換成電信號，多個傳感器對一種氣體的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對該氣味的響應(yīng)譜，每種氣體都會有它的特征響應(yīng)，根據(jù)多傳感器的特征響應(yīng)便可區(qū)分氣體的種類、濃度。不同新鮮度的草魚樣品其揮發(fā)性氣體成分也不同，用電子鼻跟蹤草魚樣品揮發(fā)性氣體的變化，以非線性隨機共振處理電子鼻檢測信號并提取新鮮度特征值，實現(xiàn)草魚新鮮度檢測的目標(biāo)。作為優(yōu)選，所述步驟(3)中氣體傳感器陣列包括及揮發(fā)性硫化物氣體傳感器、 可燃氣體傳感器、揮發(fā)性的氨類或胺類氣體傳感器、乙醇類傳感器、芳香性氣體傳感器、烷烴類氣體傳感器和揮發(fā)性氮氧化物傳感器。傳感器類型在選擇上必須確保具有交叉特異性敏感，并可適當(dāng)增加傳感器數(shù)量以適應(yīng)傳感器陣列優(yōu)化的需要。作為優(yōu)選，通過電子鼻氣室的氣體流量為80(Tl200ml/min。作為優(yōu)選，步驟(4)中對采集的數(shù)據(jù)進行處理的過程包括下述步驟
(4-1)提取氣體傳感器陣列的響應(yīng)特征值，響應(yīng)特征值包括初始值(Vs)、穩(wěn)定值(Ve)、
上升時間(Ti)、上升速率(
權(quán)利要求
1.一種利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法，其特征在于，包括下述步驟(I)將待檢測草魚樣品放入樣品容器中，靜置30min ；(2)常溫下將電子鼻的進樣針頭插入樣品容器，同時將裝有活性炭的空氣濾清器插入樣品容器以平衡氣壓，開啟電子鼻將靜置的樣品所散發(fā)出的氣體吸入電子鼻氣室；(3)電子鼻氣室內(nèi)的氣體傳感器陣列對樣品所散發(fā)出的氣體進行檢測，檢測時間為50s ；(4)收集氣體傳感器陣列采集的數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評定草魚新鮮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法，其特征在于，所述步驟(3)中氣體傳感器陣列包括及揮發(fā)性硫化物氣體傳感器、可燃氣體傳感器、揮發(fā)性的氨類或胺類氣體傳感器、乙醇類傳感器、芳香性氣體傳感器、烷烴類氣體傳感器和揮發(fā)性氮氧化物傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法，其特征在于，通過電子鼻氣室的氣體流量為80(Tl200ml/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法，其特征在于，步驟(4)中對采集的數(shù)據(jù)進行處理的過程包括下述步驟(4-1)提取氣體傳感器陣列的響應(yīng)特征值，響應(yīng)特征值包括初始值(Vs)、穩(wěn)定值(Ve)、 上升時間(Ti)、上升速率
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法，其特征在于，使用電子鼻實驗檢測多組不同新鮮度的草魚樣品的信噪比特征值SNRmax ；根據(jù)草魚樣品的信噪比特征值擬合得到草魚新鮮度預(yù)測模型
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法，其特征在于，步驟(4-3) 中根據(jù)信噪比譜特征值計算草魚新鮮度值包括以下步驟將信噪比特征值SNRmax代入草魚新鮮度預(yù)測模型的公式中計算草魚新鮮度參數(shù) Tstorage0
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法，其特征在于，評定草魚新鮮度的過程，包括如下步驟(7-1)根據(jù)國家生鮮水產(chǎn)品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)SC-T 3108-1986中細菌指標(biāo)，確定不同存放時間草魚樣品的鮮度等級；其中鮮度等級可分為一級鮮度(菌落總數(shù)〈1.0X104 CFU/g)，二級鮮度(1.0X104 CFU/g〈菌落總數(shù)〈I. OX IO6 CFU/g)，貨架期終點(菌落總數(shù)>1. OX 106CFU/g)；(7-2)根據(jù)GB-4789. 2-2010操作測量不同存放時間草魚樣品的菌落總數(shù)，并根據(jù)步驟 (7-1)確定不同等級草魚樣品的時間臨界值，一級鮮度時間臨界值SI，二級鮮度時間臨界值 S2，貨架期終點時間臨界值S3 ；(7-3)將電子鼻測得的草魚新鮮度參數(shù)Tstorage與草魚樣品的時間臨界值進行關(guān)聯(lián)， 以確定一級鮮度臨界值Tl (對應(yīng)SI)，二級鮮度臨界值T2 (對應(yīng)S2)，貨架期終點臨界值T3 (對應(yīng)S3)；(7-4)若草魚樣品電子鼻測量值TstorageCTl，則為一級新鮮度；若草魚樣品電子鼻測量值Tl ( Tst0rage〈T2，則二級鮮度；若草魚樣品電子鼻測量值Tstorage ^ T2，則草魚樣品已達到貨架期終點。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用電子鼻檢測草魚新鮮度的方法，包括下述步驟將待檢測草魚樣品放入樣品容器中，靜置30min；常溫下將電子鼻的進樣針頭插入樣品容器，同時將裝有活性炭的空氣濾清器插入樣品容器以平衡氣壓，開啟電子鼻將靜置的樣品所散發(fā)出的氣體吸入電子鼻氣室；電子鼻氣室內(nèi)的氣體傳感器陣列對樣品所散發(fā)出的氣體進行檢測，檢測時間為50s；收集氣體傳感器陣列采集的數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評定草魚新鮮度。本發(fā)明具有分析過程簡單、樣品用量小、準(zhǔn)確；成本低、易于普及推廣的優(yōu)點。
文檔編號G01N27/04GK102590283SQ20121001354
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者張凌霞, 惠國華, 王綠野, 磨艷紅 申請人:浙江工商大學(xué)