電子鼻實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、利用電子鼻分析不同品質(zhì)醬油風(fēng)味實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解電子鼻的工作原理；2、學(xué)習(xí)并掌握電子鼻（ PEN3）的使用及數(shù)據(jù)分析。二、實(shí)驗(yàn)原理電子鼻是模擬動(dòng)物嗅覺器官開發(fā)出一種高科技產(chǎn)品， 利用氣體傳感器陣列的響應(yīng)圖案來識(shí)別氣味的電子系統(tǒng)。 PEN3 型電子鼻內(nèi)置 10 個(gè)金屬氧化氣體傳感器，每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)的敏感物質(zhì)如表 1 所示。電子鼻的工作可簡單歸納為： 傳感器陣列信號(hào)預(yù)處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法計(jì)算機(jī)識(shí)別 (氣體定性定量分析 )。 PEN3 型電子鼻自帶的 WinMuster 軟件可以進(jìn)行 PCA（主成分分析）、 LDA （線性判別法）、 Loadings（負(fù)荷加載分析）等分析。醬油是一種具有濃郁

2、醬香的傳統(tǒng)調(diào)味品，不同品質(zhì)的醬油具有不同的風(fēng)味，本實(shí)驗(yàn)利用電子鼻中傳感器對(duì)不同醬油的風(fēng)味物質(zhì)的響應(yīng)值變化對(duì)醬油進(jìn)行品質(zhì)比較。三、實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)條件1、實(shí)驗(yàn)器材電子鼻： PEN3 型，德國 Airsense 公司；頂空瓶： 50 ml；2、實(shí)驗(yàn)條件采樣時(shí)間間隔為 1s/組，傳感器自動(dòng)清洗時(shí)間為 120s，傳感器歸零時(shí)間為 5s，進(jìn)樣流量為 600ml/min ，試驗(yàn)測試分析時(shí)間為 60s。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、樣品處理：分別取10ml1 號(hào)醬油、 2 號(hào)醬油于 50ml 的頂空瓶，再塞好塞子、蓋好瓶蓋，常溫下放置2h。2、開機(jī)：屏幕出現(xiàn) Start Sensor，1min 后變成 Standby。3、

3、連接：打開 WinMuster 軟件， Options（設(shè)置選項(xiàng)）， Search Devices（選擇電子鼻型號(hào)）， PEN3。4、設(shè)置參數(shù)： Options，PEN3，Settings，Measurement（設(shè)置測試參數(shù)），Gap Flows（設(shè)置氣流量）。5、開始測試：Measurement，Start。觀察狀態(tài)欄里的測試進(jìn)程倒計(jì)時(shí)，connectvial 倒計(jì)時(shí)提示為 1 時(shí)，同時(shí)將進(jìn)樣針和補(bǔ)氣針插入頂空瓶。6、停止測試： 60s 后， Remove vial 倒計(jì)時(shí)提示為 1 時(shí)，同時(shí)拔出進(jìn)樣針和補(bǔ)氣針。7、保存文件，并在WinMuster 軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1

4、、1 號(hào)醬油和 2 號(hào)醬油響應(yīng)曲線如圖 1、圖 2 所示。在 55-60s 時(shí)曲線基本保持不變，因此選取 56s 時(shí)的傳感器響應(yīng)值進(jìn)行分析。 從圖 1、圖 2 中可以看出，十個(gè)傳感器均有響應(yīng)，但響應(yīng)值的大小不一，其中3、4、5、10 號(hào)傳感器的響應(yīng)值極低，基本可以忽略。圖 1 1 號(hào)醬油相應(yīng)曲線圖 2 2 號(hào)醬油相應(yīng)曲線2、在測試過程中， 3、4、5、10 號(hào)傳感器不靈敏，除去不靈敏的傳感器，結(jié)果如圖 3、圖 4。醬油的主體揮發(fā)性風(fēng)味成分為醇酚類、酸類、醛酮、雜環(huán)化合物等，其中醇酚酯類物質(zhì)是醬油的主體香味物質(zhì)成分， 其含量越大醬油的風(fēng)味越濃郁、芳香。但同時(shí)，醬油的風(fēng)味物質(zhì)中也含有一些不利物質(zhì)，

5、如含硫類物質(zhì)等，這些物質(zhì)會(huì)給醬油帶來不良?xì)馕?，造成醬油風(fēng)味變差。從下圖可以看出，相比于 1 號(hào)醬油，2 號(hào)醬油的芳烴化合物 （1 號(hào)傳感器）、烷類物質(zhì)（ 6 號(hào)傳感器）、醇類物質(zhì)（ 8 號(hào)傳感器）明顯增多，這三類物質(zhì)都是醬油風(fēng)味的有利物質(zhì)，尤其是醇類物質(zhì)，其含量的增加能夠使 2 號(hào)醬油具有更好的風(fēng)味。 而 2 號(hào)醬油的硫化物（ 7、9 號(hào)傳感器）相比于 1 號(hào)醬油有明顯的降低，這也是 2 號(hào)醬油風(fēng)味明顯好于 1 號(hào)醬油的原因。綜合分析， 2 號(hào)醬油中有利風(fēng)味物質(zhì)高于 1 號(hào)醬油，不利風(fēng)味物質(zhì)低于 1 號(hào)物質(zhì)，所以 2 號(hào)醬油風(fēng)味優(yōu)于 1 號(hào)醬油。圖 3 1 號(hào)醬油雷達(dá)圖圖 4 2 號(hào)醬油雷達(dá)圖六、問題討論1、實(shí)驗(yàn)的不足：電子鼻的傳感器只能識(shí)別一大類物質(zhì)（或官能團(tuán)）而不能精確到某種物質(zhì)， 因此電子鼻只能做初步的鑒定、 分類，要想得到醬油中具體的風(fēng)味物質(zhì)成分以及比例還需要進(jìn)行 GC-MS 等試驗(yàn)。2、電