农产品的品质不仅与形状、大小等外观指标有关,还与硬度、粘度等物理指标以及成熟度、新鲜度、营养成分等内部指标有关。水果的品质还与其香气、口感指标密切相关。
基于电子鼻、电子舌检测快速、操作简单、重现性好、边际成本低等优点,已在食品工业、环境检测、医药卫生等行业得到应用。因此,本文综述了国内外电子鼻、电子舌在水果检测中应用的最新研究成果,旨在为产后品质变化及病原微生物感染的早期、快速检测和监测提供理论参考。水果的采收贮藏和流通。
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01
电子鼻在水果检测中的应用
1、电子鼻在水果贮藏时间识别中的应用
水果的香气随着储存时间的延长而变化。电子鼻作为近年来新兴的食品检测技术,可以根据水果气味的变化识别水果不同储存时间,从而满足现场客观、快速、无损、准确检测的需求。为了满足检测需要,目前电子鼻已成功用于识别橙子、柑橘、苹果、桃子、葡萄等水果的储藏时间。
一些研究利用电子鼻系统来获取不同时间储存的柑橘的气味特征值。通过对样品水果的验证,发现线性判别分析能够更好地区分和区分柑橘的不同贮藏时间,可应用于快速判断柑橘的贮藏时间。法官。还有研究利用电子鼻和化学计量学来鉴定苹果的储存期。结果表明,电子鼻对于区分不同贮藏期的苹果具有良好的效果。采用偏最小二乘法建立了苹果贮藏过程中有机酸和固形物含量的数学模型。 ,总酸和固形物含量验证集的测定系数分别为0.906 3和0.917 0,均取得了良好的预测结果,表明电子鼻和感官指数组合模型可用于预测贮藏期及固形物和总酸含量苹果。方法可行。
2、电子鼻在果实成熟度检测中的应用
果实成熟度是影响果实品质的主要因素。不同成熟度的水果有不同的香气和气味。因此,可以利用电子鼻无损检测技术来区分水果的成熟度,以满足消费者的不同需求。
使用电子鼻无损检测柑橘的成熟度。研究表明,线性判别法比主成分法能更准确地识别不同采摘时期的柑橘,正确判断率为88%。采用电子鼻系统对不同成熟度的“锦绣黄桃”进行评价。研究发现,主成分分析和判别因子分析均可用于判断黄肉桃果实的成熟度。但结合硬度和乙烯释放率指标,主成分分析无法比判别因子分析更准确地区分桃子的不同成熟度水平。使用电子鼻来评估瓜类的成熟度和风味。研究表明,主成分分析和线性判别分析都能很好地区分半熟瓜和全熟瓜。当使用主成分分析时,电子鼻可以100%区分瓜类。分离并确定不同成熟度的瓜。
3、电子鼻在水果品质监测中的应用
水果在贮藏和运输过程中极易受到机械损伤、外界微生物感染等因素的影响。因此,水果在储存和运输过程中很容易发生腐烂、霉变等品质腐烂,并产生不良气味。可见,气味可以作为不同水果品质的判别因素,从而为电子鼻监测水果品质提供理论基础。有专家提出了一种基于电子鼻技术的方法来监测荔枝皮在不同储存环境(常温、冷冻和气调)下的腐烂情况。感官鉴定将荔枝皮的腐烂程度分为五个等级:G1、G2、G3、G4、G5。结果表明,电子鼻可识别常温和冰箱贮藏的G1、G2~G3、G4荔枝,以及气调贮藏的G1、G2~G3、G4、G5荔枝。合并不同贮藏环境的采样数据后,可以使用相同的模型来识别各个贮藏环境中的G1、G2~G3、G4和G5荔枝。
02
电子舌在水果检测中的应用
电子舌是一种利用多传感器阵列结合多元统计分析方法对复杂溶液进行定性和定量分析的新型现代分析检测仪器。具有操作简便、检测快速、准确度高、重复性好、客观性强等优点。广泛应用于肉类新鲜度检测、酒类陈酿、茶叶口味、水污染等领域。近年来,国内外许多学者对果汁风味及品质检测进行了大量的相关研究。
1、电子舌在果汁品质评价中的应用
一项研究以3类20个品牌的橙汁为研究对象,利用电子舌对橙汁的感官品质进行定量评价。结果表明,因子分析方法能够有效分析不同品种橙汁的感官指标。另一项研究使用电子舌系统来研究六种不同储存时间下橙汁的品质。结果表明,线性判别分析中第一、第二判别式的综合贡献率为95.7%,对6个储存时间下的鲜榨橙汁样品均进行了有效的定性区分。粒子群优化最小二乘支持向量机预测模型对鲜榨橙汁不同储存时间的定量预测精度较高,其相关系数、均方根误差和平均绝对误差分别为0.991、0.287 7和0.232 8。
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2、电子舌在果汁鉴别识别中的应用
电子舌系统用于检测橙汁和酒的品牌和纯度。利用离散小波变换提取反馈信息中的特征值信息。采用主成分分析和偏最小二乘回归分析,实现对各种橙汁、酒类的定性分析。定量分析。结果表明,电子舌对橙汁和白酒的品牌识别率均达到100%,纯度预测模型预测集判定系数R2分别为0.985和0.998,模型相对分析误差RPD分别为2.894和3.272。研究电子舌在鲜榨橙汁掺假鉴别中的应用,分析发现判别因子分析法在区分样品方面优于主成分分析法。偏最小二乘回归分析表明,橙汁饮料不同掺假比例与电子舌响应信号有关。相关性较好,相关系数为0.963 8; PLS模型预测误差值在1.85%~2.20%之间。研究电子鼻和电子舌在监测不同果汁保质期(4℃下2个月、38℃下1个月和38℃下2个月)的应用,电子舌的主成分分析表明:不同保质期的三种果汁可以有效地落在各自的范围内,互不干扰,并且各个区域的点分散性很小,不同产品之间不存在重叠。可见,电子舌可以很好地区分没有保质期的果汁。
03
电子鼻与电子舌联合在水果检测中的应用
目前,关于电子鼻和电子舌的研究大多集中于单独使用电子鼻或电子舌对样本进行单次检测。虽然通过这种方式获得的信息可以实现样本的简单区分、识别和分类;大多数情况下,单一的测试数据很难全面反映样本的信息,需要数据联动。这是因为各种食品都具有味道和气味特征,需要综合测量气味、味道、颜色、组织状态等信息来进行综合测量。仅用电子鼻从气味或电子舌从味觉的单一角度进行评价往往很难得到满意的结果。鉴于这种情况,电子鼻和电子舌数据的结合使用,即气味和味觉反应信息的融合就显得尤为重要。
利用电子鼻和电子舌来检测不同成熟度的鲜榨草莓汁。结果表明,融合电子鼻和电子舌传感器的响应信号,可以很好地预测不同成熟度鲜榨草莓汁的可溶性固形物、VC、总酸含量和pH值,且预测能力优于传统方法。单个电子鼻或电子舌。 ,其中电子舌不能很好地预测总酸含量,其校正决定系数和预测决定系数分别上升至0.965和0.908。利用电子鼻、电子舌和GC-MS技术对不同采摘期的柑橘进行检测。分析发现,电子鼻、电子舌的传感器信号与被检测物体的理化参数、挥发性成分之间存在交叉敏感性,且预测模型多样化。
04
结论
作为新兴的“绿色”检测技术,电子鼻、电子舌目前国内外正在进行前期研究。其应用领域也非常广泛,包括食品工业、环境检测、医疗卫生、制药卫生、公安和军事等。然而,电子鼻、电子舌的应用技术尚不完善。存在传感器的选择性和局限性、传感器的漂移问题、传感器易受温度、湿度等环境因素影响、缺乏模式识别算法、便携性差等缺点。随着现代科学技术的不断进步,电子鼻、电子舌的功能将不断完善,并逐步从实验室研究走向大众实用,这将推动电子鼻、电子舌在快速检测和诊断方面的商业化应用。水果等行业的分析。具有重要的科学意义和应用价值。
(后续小编将陆续整理分享智能传感仪器在具体产品中的应用实际案例,敬请期待!)
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