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专利名称：识别天然苹果香精的方法
技术领域：
本发明涉及一种识别天然苹果香精的方法。
背景技术：
天然苹果香精是苹果深加工过程中得到的，由于来源于自然、含有几百种香气成 分，其浓郁和特有的苹果清香是任何合成香精都代替不了的。苹果香精是食品、化妆 等行业十分难得的添加剂，尤其是其中特有的有机物质是化工行业十分紧缺的材料， 所以苹果香精越来越受到国际市场的青睐。近几年来，天然苹果香精出口逐年增加， 客户的要求也越来越严格，在对香精内容了解不足的条件下，销售时需先把样品寄给 客户，由客户进行检测和确认，是很被动的。在香精生产量和出口量日益扩大的今天， 如何完善苹果香精的检测项目以及掌握不同时期及不同品种苹果香精的变化情况，显 得日益重要。
目前香精香料的质量主要通过折光指数、相对密度、酸度值、挥发份总量等一些 物性指标及人工嗅香这两个环节来控制。前者只能从总体上反映香精香料的某些特 性；而后者是以鼻感作为识别工具的，受主观意识、环境和个体差异等因素的影响， 不能准确反映香精的内在质量及其波动。并且上述传统方法操作复杂，分析过程所需 时间长。
电子鼻(Electronic Nose)，又称人工嗅觉分析系统(Artificial Olfactory)， 是20世纪90年代发展起来的一种新颖的分析、识别和检测技术，是由传感系统和自 动化模式识别系统组成的针对各种气味进行识别的人工智能系统，它的工作原理类似 人的鼻子，故称之为"电子鼻"。电子鼻融合了当今最为活跃的材料学、电子信号学、 应用数学、传感和计算机科学等领域的新成果， 一经产生就受到了国外科学界的极大 的重视和普遍的关注。
目前又出现了一种新型的电子鼻，HERACLES Electronic Nose，它是根据气相色 谱的原理制成的一种人工智能气味识别系统。它与传统的传感器型电子鼻相比，具有 检测更快速、分析检测范围更大的特点，并且避免了传感器型电子鼻的传感器中毒现 象。

发明内容
本发明提供了识别一种天然苹果香精的方法。
本发明提供的识别天然苹果香精的方法，是用HERACLES Electronic Nose对待
3测天然苹果香精进行识别。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的进样口温度可为150-200°C ，如150-180 。C或180-200°C。
所述方法中，服RACLES Electronic Nose的检测器温度可为150-200°C ，如150-180 。C或180-200°C。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的检测柱升温程序可为35。C保留1-5s， 以8-l(TC/s的速度升温到25(TC保留1-10 s。检测柱升温程序具体可为35'C保留 l-3s，以8-9°C/s的速度升温到25(TC保留l-5s。检测柱升温程序具体还可为35。C保 留3-5s，以9-l(TC/s的速度升温到25(TC保留5-10 s。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的进样时间可为10-50s，如10-30s或 30-50s。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的进样方式具体可为顶空气进样。 当HERACLES Electronic Nose采用顶空气进样时，涉及的参数如下 顶空气发生温度可为25-100°C，如25-5(TC或50-100°C。 顶空气发生时间可为5-40min，如5-20min或20-40min。 顶空气进样量可为10 u l-5ml ，如10 y 1-500 u 1或500 u 1-5ml 。 本发明首次将HERACLES Electronic Nose应用于天然苹果香精的识别，并且通 过大量试验，得到了最佳的参数设定范围，采用该范围内的参数时，识别指数非常高。 采取本发明方法，样品前处理简单；整个实验过程没有利用有机溶剂，无污染；检测 速度快，顶空气发生步骤所需时间与气相色谱的相应步骤接近，但每个样本的分析识 别时间仅需3分钟左右，远小于气相色谱的0.5-l小时；识别准确率高；本发明方法 步骤简单，操作方便，便于大规模推广应用。本发明有助于完善苹果香精的检测项目， 有助于掌握不同品质苹果香精的变化情况，对于天然苹果香精的生产和销售领域具有 重大的经济价值。
具体实施例方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验 方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中的试剂，如无特殊说明，均为从 常规生化试剂可以购买得到的。
以下实施例中所用的电子鼻为法国Alpha M0S仪器公司的HERACLES Electronic Nos"
以下实施例中所用的天然苹果香精样本如下
天然苹果香精样本均购于北方安德利果汁股份有限责任公司，共有三个香气质量等级的36个不同生产批次的样品。其中每个等级的天然苹果香精包括12个不同生产 批次的样品。
以下区分指数(Discrimination Index,简称DI)代表电子鼻对样本的识别能力，
由下列公式计算而来
DI = [1-(每个组群空间面积的总和/包容所有组群的总空间面积)]XIOO。 在样本的主成分分析(PCA)图谱中，如果组群之间没有叠加时，DI为正值，当
组群之间有叠加时，DI为负值，表明样品之间不能完全区分。DI的最大值为100,
DI在80-100之间就表明有效的区分，DI值越大，区分越好。
实施例l、天然苹果香精的识别 每个样本分别进行检测，具体如下
将lml天然苹果香精放入样品瓶中(样品瓶规格为10ml)，放置于顶空气发生装 置，顶空气发生温度为25"C，顶空气发生时间为40min。然后用电子鼻进样针抽取顶 空气，注射到电子鼻进样口中，顶空气进样量为10ul。
电子鼻的设置如下进样口温度15(TC;检测器温度15(TC;进样时间10s;柱升
温程序为35-C保留ls,以8。C/s的速度升温到25(TC保留1 s。 每个样本进行6次重复试验。
经过电子鼻自带的主成分分析(PCA)软件对所获取的数据进行分析。分析结果 显示第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的累积方差贡献率为91. 432%、 3. 182%， 由PC1 (X轴)-PC2 (Y轴)所构成的二维图谱区分指数(DI)为93。其中PC1和PC2 的累积方差贡献率之和为94.614%，大于85%，这说明PC1和PC2己经包含了样品很 大的信息量，能够反映样品的整体信息。区分指数(DI)为93，这说明不同等级的样 本能被很好的区分，识别结果与实际相符，识别结果正确。6次重复实验中，区分指 数一致，重复性极好。采用本发明的方法识别不同香气质量的样本，分析识别时间短， 且样品前处理简单，实验过程中也没有利用有机溶剂。
实施例2、天然苹果香精的识别 每个样本分别进行检测，具体如下
将lml天然苹果香精放入样品瓶中(样品瓶规格为10ml)，放置于顶空气发生装 置，顶空气发生温度为5(TC，顶空气发生时间为20min。然后用电子鼻进样针抽取顶 空气，注射到电子鼻进样口中，顶空气进样量为500ti1。
电子鼻的设置如下进样口温度18(TC;检测器温度18(TC;进样时间30S;柱升温程序为35'C保留3s，以9TVs的速度升温到25(TC保留5 s。 每个样本进行6次重复试验。
经过电子鼻自带的主成分分析(PCA)软件对所获取的数据进行分析。分析结果 显示第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的累积方差贡献率为96. 415%、 2. 138%， 由PC1 (X轴)-PC2 (Y轴)所构成的二维图谱区分指数(DI)为99。其中PC1和PC2 的累积方差贡献率之和为98. 553%，大于85%，这说明PC1和PC2己经包含了样品很 大的信息量，能够反映样品的整体信息。区分指数(DI)为99，这说明不同等级的样 本能被很好的区分，识别结果与实际相符，识别结果正确。6次重复实验中，区分指 数一致，重复性极好。采用本发明的方法识别不同香气质量的样本，分析识别时间短， 且样品前处理简单，实验过程中也没有利用有机溶剂。
实施例3、天然苹果香精的识别 每个样本分别进行检测，具体如下
将lral天然苹果香精放入样品瓶中(样品瓶规格为10ml)，放置于顶空气发生装 置，顶空气发生温度为IO(TC，顶空气发生时间为5min。然后用电子鼻进样针抽取顶 空气，注射到电子鼻进样口中，顶空气进样量为5ml。
电子鼻的设置如下进样口温度20(TC;检测器温度20(TC;进样时间50S;柱升
温程序为35。C保留5s，以10°C/s的速度升温到25(TC保留10 s。 每个样本进行6次重复试验。
经过电子鼻自带的主成分分析(PCA)软件对所获取的数据进行分析。分析结果 显示第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的累积方差贡献率为92. 638%、 2. 862%， 由PC1 (X轴)-PC2 (Y轴)所构成的二维图谱区分指数(DI)为96。其中PC1和PC2 的累积方差贡献率之和为95. 5%，大于85%，这说明PC1和PC2已经包含了样品很大 的信息量，能够反映样品的整体信息。区分指数(DI)为96，这说明不同等级的样本 能被很好的区分，识别结果与实际相符，识别结果正确。6次重复实验中，区分指数 一致，重复性极好。采用本发明的方法识别不同香气质量的样本，分析识别时间短， 且样品前处理简单，实验过程中也没有利用有机溶剂。
权利要求
1、一种识别天然苹果香精的方法，是用HERACLES Electronic Nose对待测天然苹果香精进行识别。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLES ElectronicNose的进样口温度为150-200°C。
3、 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLES ElectronicNose的检测器温度为150-200°C。
4、 如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLESElectronic Nose检测柱升温程序为35。C保留1-5s，以8-10°C/s的速度升温到250°C保留1-10 s。
5、 如权利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLESElectronic Nose的进样时间为10-50s。
6、 如权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，HERACLESElectronic Nose的进样方式为顶空气进样。
7、 如权利要求6所述的方法，其特征在于所述方法中，顶空气发生温度为25-100°C。
8、 如权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述方法中，顶空气发生时间为5-40min。
9、 如权利要求6至9中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，顶空气进样量为10 ii 1-5ml 。
全文摘要
本发明公开了一种识别天然苹果香精的方法。本发明提供的识别天然苹果香精的方法，是用HERACLES Electronic Nose识别不同的天然苹果香精。采取本发明方法，样品前处理简单；整个实验过程没有利用有机溶剂，无污染；检测速度快，识别准确率高；本发明方法步骤简单，操作方便，便于大规模推广应用。本发明有助于完善苹果香精的检测项目，有助于掌握不同品质苹果香精的变化情况，对于天然苹果香精的生产和销售领域具有重大的经济价值。
文档编号G01N30/02GK101498693SQ20091007883
公开日2009年8月5日 申请日期2009年3月3日 优先权日2009年3月3日
发明者倪元颖, 张晓华, 戴蕴青, 李景明, 李淑燕, 陈晓明, 马丽艳, 高永梅 申请人:中国农业大学