一種基于嗅覺指紋圖譜快速檢測柑橘品質的方法技術

本發明專利技術公開了一種基于嗅覺指紋圖譜快速檢測柑橘品質的方法，具體為：將剛采收的柑橘洗凈、擦干，進行去皮、榨汁，取純果汁；進行電子鼻實驗：將過濾后的柑橘汁放于密封容器中，靜置，使頂空氣體達到飽和后，電子鼻對頂空氣體進行檢測，從嗅覺指紋圖譜中提取特征數據作為電子鼻部分的原始數據；然后對柑橘汁進行維生素C、pH、總酸、總糖、糖酸比理化指標檢測；采用隨機森林建立電子鼻信號與理化指標之間的回歸模型。本發明專利技術方法只需利用電子鼻和隨機森林算法就能快速檢測柑橘的內部品質狀況，無需復雜前處理，分析結果客觀可靠，操作簡單，成本低廉，具有較高的推廣及應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于食品領域，涉及一種利基于嗅覺指紋圖譜快速檢測柑橘品質的方法。
技術介紹
中國是柑橘的重要原產地之一，柑橘資源豐富，品種繁多，有悠久的栽培歷史。柑 橘果實具有很高的營養價值以及藥用價值，深受人們喜愛。近些年來，對成熟果實的品質嘗 試用客觀的儀器檢測例如氣相色譜_質譜聯用技術（GC-MS)、核磁共振成像、高效液相色譜 (HPLC)等。但是這些方法存在費用昂貴、檢測周期長、對檢測環境和實驗人員的素質要求高 等問題。 電子鼻又稱氣味掃描儀，以特定的傳感器和模式識別系統快速提供被測樣品的整 體信息，具有高靈敏度、可靠性、重復性，可以對樣品進行量化分析，對一些成分含量進行快 速定性定量。電子鼻采用了人工智能技術，實現了由儀器"嗅覺"對產品進行客觀分析。電 子鼻作為一種便捷、客觀的品質檢測方法，在食品領域有著廣闊的應用前景。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于嗅覺指紋圖譜快速檢測柑 橘品質的方法。 本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于嗅覺指紋圖譜快速檢測柑 橘品質的方法，包括以下步驟： (1)將柑橘表面處理干凈，去皮、榨汁、過濾，取純柑橘汁；將柑橘汁放于密封容器 中，在室溫下靜置，使密封容器中的頂空氣體達到飽和； (2)電子鼻檢測：電子鼻內置泵將密封容器中的頂空氣體吸入傳感器陣列通道 內，傳感器與頂空氣體發生反應產生相應傳感器信號；電子鼻檢測過程中，檢測時間、清洗 時間、氣體流速分別為80 S、80S、200ml/min;所述傳感器信號是傳感器接觸頂空氣體的電 導率G與傳感器在經過校準氣體時的電導率G0的比值，即G/G0 ; (3)理化指標檢測：對柑橘汁進行維生素C、pH、總酸、總糖的檢測；所述維生素C 采用2,6-二氯靛酚法進行測定，方法步驟參考國家標準GB/T 6195-1986 ;pH直接用pH測 試儀在樣品溶液中進行測定；總酸采用酸堿中和法進行測定，方法步驟參考國家標準GB/T 12456-2008;總糖在室溫下用折射儀測定柑橘汁溶液中的折射率，從儀器的刻度尺上直接 讀出可溶性固形物的含量；所有理化指標檢測與電子鼻檢測需在同一天完成； (4)在Matlab中，將步驟2中電子鼻傳感器穩定的信號值作為特征值，通過自助法 (boot-strap)重采樣技術，不斷生成訓練樣本和測試樣本，由訓練樣本生成若干決策樹，從 而建立隨機森林模型；通過隨機森林建立電子鼻傳感器的嗅覺指紋信息與柑橘汁中的維生 素C、pH、總酸、總糖的定量預測模型； (5)將待測柑橘汁通過步驟2得到其電子鼻傳感器信號，再將傳感器信號輸入步 驟4得到的預測模型中，預測待測柑橘汁的維生素C、pH、總酸、總糖，從而達到僅利用電子 鼻就能有效預測柑橘汁品質的目的。 進一步地，所述步驟1具體為：將l〇ml柑橘汁放于500ml的燒杯中，用保鮮膜進行 密封，在室溫下靜置30min，使燒杯的頂空氣體達到飽和。 進一步地，所述步驟4中，所述特征值為電子鼻的10個傳感器第60s的信號值，該 10個響應信號值無需任何數據前處理，無需考慮傳感器之間的相互交互作用，直接進行隨 機森林建立預測模型。 進一步地，所述步驟4中，通過相關系數r、均方根誤差RMSE值對基于隨機森林算 法的定量預測模型進行評價，具體為：【主權項】1. 一種基于嗅覺指紋圖譜快速檢測巧橘品質的方法，其特征在于，該方法包括如下步 驟： (1) 將巧橘表面處理干凈，去皮、棒汁、過濾，取純巧橘汁；將巧橘汁放于密封容器中， 在室溫下靜置，使密封容器中的頂空氣體達到飽和； (2) 電子鼻檢測：電子鼻內置累將密封容器中的頂空氣體吸入傳感器陣列通道內，傳 感器與頂空氣體發生反應產生相應傳感器信號；電子鼻檢測過程中，檢測時間、清洗時間、 氣體流速分別為80s、80s、200ml/min;所述傳感器信號是傳感器接觸頂空氣體的電導率G 與傳感器在經過校準氣體時的電導率GO的比值，即G/GO; (3) 理化指標檢測；對巧橘汁進行維生素C、pH、總酸、總糖的檢測；所述維生素C采用 2,6-二氯說酪法進行測定；抑直接用抑測試儀在樣品溶液中進行測定；總酸采用酸堿中 和法進行測定；總糖在室溫下用折射儀測定巧橘汁溶液中的折射率，從儀器的刻度尺上直 接讀出可溶性固形物的含量；所有理化指標檢測與電子鼻檢測需在同一天完成； (4) 在Matl油中，將步驟2中電子鼻傳感器穩定的信號值作為特征值，通過自助法 (boot-strap)重采樣技術，不斷生成訓練樣本和測試樣本，由訓練樣本生成若干決策樹，從 而建立隨機森林模型；通過隨機森林建立電子鼻傳感器的嗅覺指紋信息與巧橘汁中的維生 素C、抑、總酸、總糖的定量預測模型； (5) 將待測巧橘汁通過步驟2得到其電子鼻傳感器信號，再將傳感器信號輸入步驟4得 到的預測模型中，預測待測巧橘汁的維生素C、pH、總酸、總糖，從而達到僅利用電子鼻就能 有效預測巧橘汁品質的目的。2. 根據權利要求1所述的一種基于嗅覺指紋圖譜快速檢測巧橘品質的方法，其特征在 于，所述步驟1具體為：將10ml巧橘汁放于500ml的燒杯中，用保鮮膜進行密封，在室溫下 靜置30min，使燒杯的頂空氣體達到飽和。3. 根據權利要求1所述的一種基于嗅覺指紋圖譜快速檢測巧橘品質的方法，其特征在 于，所述步驟4中，所述特征值為電子鼻的10個傳感器第60s的信號值，該10個響應信號 值無需任何數據前處理，無需考慮傳感器之間的相互交互作用，直接進行隨機森林建立預 測模型。4. 根據權利要求1所述的一種基于嗅覺指紋圖譜快速檢測巧橘品質的方法，其特征在 于，所述步驟4中，通過相關系數r、均方根誤差RISE值對基于隨機森林算法的定量預測模 型進行評價，具體為：其中，N表示采樣點數； Xi為第i個樣品的測試值； 玄為所有樣品測試值的平均值； Yi為第i個樣品的預測值； 7為所有樣品預測值的平均值。【專利摘要】本專利技術公開了，具體為：將剛采收的柑橘洗凈、擦干，進行去皮、榨汁，取純果汁；進行電子鼻實驗：將過濾后的柑橘汁放于密封容器中，靜置，使頂空氣體達到飽和后，電子鼻對頂空氣體進行檢測，從嗅覺指紋圖譜中提取特征數據作為電子鼻部分的原始數據；然后對柑橘汁進行維生素C、pH、總酸、總糖、糖酸比理化指標檢測；采用隨機森林建立電子鼻信號與理化指標之間的回歸模型。本專利技術方法只需利用電子鼻和隨機森林算法就能快速檢測柑橘的內部品質狀況，無需復雜前處理，分析結果客觀可靠，操作簡單，成本低廉，具有較高的推廣及應用價值。【IPC分類】G01N27-02【公開號】CN104849321【申請號】CN201510226657【專利技術人】王俊, 裘姍姍 【申請人】浙江大學【公開日】2015年8月19日【申請日】2015年5月6日本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于嗅覺指紋圖譜快速檢測柑橘品質的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：(1)將柑橘表面處理干凈，去皮、榨汁、過濾，取純柑橘汁；將柑橘汁放于密封容器中，在室溫下靜置，使密封容器中的頂空氣體達到飽和；(2)電子鼻檢測：電子鼻內置泵將密封容器中的頂空氣體吸入傳感器陣列通道內，傳感器與頂空氣體發生反應產生相應傳感器信號；電子鼻檢測過程中，檢測時間、清洗時間、氣體流速分別為80s、80s、200ml/min；所述傳感器信號是傳感器接觸頂空氣體的電導率G與傳感器在經過校準氣體時的電導率G0的比值，即G/G0；(3)理化指標檢測：對柑橘汁進行維生素C、pH、總酸、總糖的檢測；所述維生素C采用2，6?二氯靛酚法進行測定；pH直接用pH測試儀在樣品溶液中進行測定；總酸采用酸堿中和法進行測定；總糖在室溫下用折射儀測定柑橘汁溶液中的折射率，從儀器的刻度尺上直接讀出可溶性固形物的含量；所有理化指標檢測與電子鼻檢測需在同一天完成；(4)在Matlab中，將步驟2中電子鼻傳感器穩定的信號值作為特征值，通過自助法(boot?strap)重采樣技術，不斷生成訓練樣本和測試樣本，由訓練樣本生成若干決策樹，從而建立隨機森林模型；通過隨機森林建立電子鼻傳感器的嗅覺指紋信息與柑橘汁中的維生素C、pH、總酸、總糖的定量預測模型；(5)將待測柑橘汁通過步驟2得到其電子鼻傳感器信號，再將傳感器信號輸入步驟4得到的預測模型中，預測待測柑橘汁的維生素C、pH、總酸、總糖，從而達到僅利用電子鼻就能有效預測柑橘汁品質的目的。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王俊，裘姍姍，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33