11现代仪器分析在食品感官评定的应用(完好.pptx

第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社第一节第一节 食品感官分析食品感官分析与现代仪器分析关系概述与现代仪器分析关系概述食品感官科学是系统研究人类感官与食物相互作用形式及规律的一门学科，其核心的表现形式是食品感官品质，基本的科学方法是感官分析。利用近红外光谱分析作为无损伤检测技术，分析时间短，可同时进行多种感官指标的检测，在食品的感官评定领域内的应用已经越来越受到重视。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社第二节第二节 电电 子子 鼻鼻电子鼻又称气味扫描仪气味扫描仪，是20世纪90年代发展起来的一种用来对食品中的复杂嗅味和很多挥发性成分进行分析、识别和检测的仪器，它由传感器系统和自动化模式识别系统（包括信号处理和模式识别）所组成。它通过模拟人的嗅觉，以与人和动物的鼻子一样的原理“闻到”的是目标物的总体气息。它不仅可以检测到各种不同的气味的不同信号，而且可以对这些信号与经过“学习”和“训练”后建立的数据库中的信号进行比较、识别和判断。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社一、电子鼻的基本组成一、电子鼻的基本组成 1.气敏传感器阵列气敏传感器阵列气敏传感器阵列是整个系统的基础，它可以是多个分立元件构成的，也可以是单片集成的，功能是把不同的气味分子在其表面的作用转化为可测的物理信号。用作传感器的材料必须具备两个基本条件：用作传感器的材料必须具备两个基本条件：(1)对不同的气味应均有响应，即通用性要强，要求其可对成千上万种不同的嗅味在分子水平上作出鉴别。(2)与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速、可逆的，不产生任何“记忆效应”。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社2.信号处理单元信号处理单元由传感器产生的电信号经电子线路放大及A/D转换成为数字信号后输入计算机中，被测的嗅觉强度既可用每个传感器的输出的绝对电压、电阻或电导来表示，也可用相对信号值如归一化的电阻值或电导值来比较嗅味特征，以完成特征提取。如在气味/气体的定性辨识中，采用归一化算法可在一定程度上消除浓度对传感器输出响应的影响。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社3.模式识别单元模式识别单元传感器阵列输出的信号经专用软件采集、加工、处理后与电子鼻经过人为“学习、训练”后在数据库储存的已知信息进行比较、识别，最后得出定量的质量因子决定被测样品质量的真伪、优劣、合格与否等不同结果。通过采用传感器阵列和模式识别技术，电子鼻可以得到不同气体/气味的数字化“指纹”,并将待测样本的“指纹”和标准样本的“指纹”进行比较，最后给出分析结果。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社二、工作原理二、工作原理（一）电子鼻在食品感官分析中的应用（一）电子鼻在食品感官分析中的应用1.电子鼻在茶叶感官分析中的应用电子鼻在茶叶感官分析中的应用通过电子鼻的检测，得到茶叶香气成分的响应图，由模式识别方法分析、鉴别和判断后，实现对不同种类、不同加工工艺茶叶的判别和分类。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社2.电子鼻在葡萄酒感官分析中的应用电子鼻在葡萄酒感官分析中的应用电子鼻技术已在葡萄酒的生产在线监测、品种识别、产地识别和年份识别等领域都得到了应用，并显示出其优越性。3.电子鼻在肉类感官分析中的应用电子鼻在肉类感官分析中的应用电子鼻已用于肉的检测的很多方面，如分析意大利干制腊肠；评判伊比利亚火腿的原料肉种类和成熟时间，以排除不合格和假的产品；对小牛肉进行分级评价；分析低温、长时间下腐败的鸡肉等。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社第三节第三节 电电 子子 舌舌电子舌（Electronic tongue）技术是20世纪80年代中期发展起来的一种分析、识别液体成分的新型检测手段。它主要由传感器阵列和模式识别系统组成，传感器阵列对液体试样作出响应并输出信号，信号经计算机系统进行数据处理和模式识别后，得到反映样品味觉特征的结果。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社一、电子舌原理一、电子舌原理 生物体感受味觉的机制在于依赖舌面不同位置的味蕾,感受不同的溶液化味觉物质的刺激信号,通过神经传输至大脑,最后大脑针对味细胞采集信号的整体特征进行处理分析,给出不同物质的区分辨识以及感官性质方面的信息。电子舌最初的设计思想就来自于生物感受味觉的机制。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社从不同的机理看，味觉传感器大致有以下几种：从不同的机理看，味觉传感器大致有以下几种：膜电位分析传感器、伏安分析传感器、光电方法传感器、多通道电极传感器、生物传感器、基于表面等离子共振原理制成的传感器、凝胶高聚物与单壁纳米碳管复合体薄膜的化学传感器、硅芯片传感器等。模式识别主要有模式识别主要有人工神经网络分析、主成分分析、偏最小二乘法、聚类分析、判别因子分析、软独立簇类模式分类法、支持向量机法、简单优劣判别法、混沌识别等方法。目前较典型的电子舌较典型的电子舌系统有法国的 alpha mos系统和日本的kiyoshitoko系统电子舌。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社二、常见的味觉传感器的机理二、常见的味觉传感器的机理（一）电位分析的传感器（一）电位分析的传感器在原电池内,化学反应的进行使自由电子发生转移,只要反应未达到平衡,就会有电势的产生。基于这个原理,在无电流通过的情况下测量膜两端电极的电势,通过分析此电势差来研究样品的特性。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社（二）伏安分析的传感器（二）伏安分析的传感器在外加电压下测定通过溶液的电流是一种非常有效而常用的分析方法。取决于所施加的电压和传感器工作电极的种类,两极上发生电极反应,从而产生电流。（三）光学方法的味感传感器（三）光学方法的味感传感器光学的方法也被应用于味觉传感器上。例如光寻址电位传感器(LAPS),其基本的原理是半导体的内光电效应。其他基于光化学原理的味觉传感器也有报道。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社三、电子舌在饮料的感官分析中的应用三、电子舌在饮料的感官分析中的应用王新宇等以4个等级的炒青为研究对象，应用电子舌辅以模式识别对茶叶的质量进行评估，利用反向神经网络(BP-ANN)建立的判别模型对不同等级的茶叶识别率均达到100%。电子舌技术能对茶叶加工、生产过程进行监控并实现快速分级，在茶叶质量的评价上具有很大潜力。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社四、电子舌在乳及乳制品感官分析中的应用四、电子舌在乳及乳制品感官分析中的应用范佳利等利用多频脉冲电子舌对种品牌的超高温灭菌纯牛乳和种品牌的巴氏杀菌纯鲜牛乳进行了评价试验。试验结果表明：电子舌可以很好地区分不同企业采用不同热处理工艺生产的牛乳产品，在室温（20）和冷藏（4）条件下，鲜牛乳品质随贮藏时间变化的特性也可以通过电子舌表征。电子舌作为一种新型的现代化智能感官仪器，在乳制品的品质及新鲜度评价中具有较大的潜力。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社五、电子舌在油脂感官检验中的应用五、电子舌在油脂感官检验中的应用在大多数电子舌应用系统中，检测的样品溶液均为水介质，对于高黏度、低导电性以及无能力溶解足够数量的标准电解质的那些检测样品，电子舌检测技术的应用难度大大增加，例如对油脂品质进行伏安法原理检测必须寻找到合适的疏水性支持电解质。Cosio等采用电子鼻和电子舌对贮藏过程中橄榄油的氧化程度进行了分析，对常规化学检测数据、电子鼻和电子舌数据进行多元统计分析。结果表明：电子鼻能够区分橄榄油的不同氧化程度，从而可以识别其不同的储藏期；然而电子舌与氧化程度之间的相关性较差。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社第四节第四节 其他仪器分析技术其他仪器分析技术与食品感官分析与食品感官分析1.多点传感片多点传感片多点传感器片是一种新型片式多点传感器，可用来进行感官评价的试验研究。Kohyama和Nishi（1997）设计了一种食品上下牙齿咬合分析试验。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社2.肌电图肌电图肌肉收缩时会产生微弱电流，在皮肤的适当位置附着电极可以测定身体表面肌肉的电流。电流强度随时间变化的曲线叫做肌电图。此法简单易行，电极与皮肤的接触不影响正常的肌肉活动。肌电图越来越成为研究咀嚼及食品质地的有力工具。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社3.腭电图腭电图Jack和Gibbon（1995）应用腭电图，记录摄食和吞咽时舌头的运动及其在质地研究的应用。4.多通道机能性近红外光谱多通道机能性近红外光谱Okamoto等（2006）利用多通道机能性近红外光谱，研究了12个受试者在品茶过程中脑侧前额皮层的响应。试验结果与对照相比较以识别出大脑认识过程的活动。对照为受试者品尝风味相似的茶样品而不能有意识地试图评价其风味。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社5.气相色谱气相色谱-嗅味技嗅味技气相色谱-嗅味技（GCO）有时候被称为气谱嗅探气谱嗅探。GCO对于调味专家、香水调制者和研究复杂气味中挥发性组分作用的食品科学家是一种重要的分析工具。GCO在20世纪60年代首次研制成功。一个GCO由色谱部分和人体部分组成。除了色谱技术外，GCO技术还可以根据它们的使用步骤和所得数据分类，这些技术包括稀释分析、强度评估、时间-强度评估和频率检测方法。第十一章第十一章 现代仪器分析在食品感官评定的应用现代仪器分析在食品感官评定的应用 武汉理工大学出版社