基于電子鼻技術(shù)的蘋果霉變快速檢測(cè)方法研究.pdf

1、目前對(duì)蘋果的檢測(cè)方法主要分兩類：一類是感官分析，即通過專業(yè)人員根據(jù)掌握的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)對(duì)蘋果的品質(zhì)好壞進(jìn)行評(píng)價(jià)，該方法主觀性強(qiáng)且耗時(shí)；另一類是使用大型色譜儀器分析，如氣相色譜分析法，高效液相色譜分析法等。這類儀器檢測(cè)方法會(huì)對(duì)蘋果樣品產(chǎn)生損壞，只能對(duì)單個(gè)樣本進(jìn)行分析、效率低，且無法進(jìn)行整體評(píng)價(jià)。因此，使用電子鼻技術(shù)對(duì)貯藏期蘋果實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及初期霉變的識(shí)別具有重要意義，已成為科研人員的研究熱點(diǎn)。
　　本課題以昌平地區(qū)種植的元帥系蘋果為研究對(duì)象

2、，依據(jù)電子鼻陣列中不同傳感器對(duì)不同種類氣體敏感度不同的原理，采用PEN3電子鼻和HeraclesⅡ型電子鼻分別對(duì)單個(gè)新鮮和霉變蘋果進(jìn)行氣味分析，再使用 PEN3電子鼻對(duì)整體樣本進(jìn)行檢測(cè)。因HeraclesⅡ型電子鼻的數(shù)據(jù)被加密，故開發(fā)了針對(duì)PEN3電子鼻技術(shù)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。
　　具體研究內(nèi)容包括：
　　第一部分霉菌的分離、提純和接種。取霉?fàn)€蘋果壞掉的部分制成溶液，采用倒混菌平板法和平板劃線法對(duì)其中的霉菌進(jìn)行分離和提純，挑取發(fā)

3、病率高的霉菌進(jìn)行培養(yǎng)。在本課題中，挑取的是黑霉菌、皮落青霉和擴(kuò)展青霉三種霉菌，待其長成菌落后挑取活性高的部分接種于新鮮蘋果上。
　　第二部分PEN3電子鼻和HeraclesⅡ型電子鼻結(jié)合使用。首先采用PEN3電子鼻對(duì)接種霉菌的蘋果進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而將接種過霉菌的蘋果混入新鮮蘋果中，對(duì)蘋果整體氣味進(jìn)行檢測(cè)。其次，采用科研人員最新研發(fā)的基于氣象色譜原理的 HeraclesⅡ型電子鼻對(duì)接種霉菌的蘋果的進(jìn)行檢測(cè)。然后對(duì)兩種電子鼻測(cè)定結(jié)果進(jìn)行數(shù)

4、據(jù)分析、比較其性能差異。結(jié)果表明HeraclesⅡ型電子鼻比PEN3電子鼻更加靈敏，對(duì)于被皮落青霉和擴(kuò)展青霉感染的蘋果，PEN3電子鼻無法進(jìn)行有效區(qū)分，而HeraclesⅡ型電子鼻則以98％的識(shí)別率將其識(shí)別。除此之外，采用HeraclesⅡ型電子鼻對(duì)霉變蘋果和新鮮蘋果的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)其主要成分差異為乙醇和乙酸乙酯。因此，對(duì)基于氣象色譜原理的便攜式電子鼻開發(fā)已成為了研究熱點(diǎn)。
　　第三部分模式識(shí)別軟件開發(fā)。針對(duì) PEN3電子

5、鼻的數(shù)據(jù)，采用 Matlab編寫算法程序，使用 GUI圖形可視化界面方便人機(jī)交互。該軟件能讀取 PEN3電子鼻的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選用PCA和LDA兩種線性算法以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的BPNN和RBF算法分別對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
　　本研究主要對(duì)PEN3電子鼻的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用LDA、BPNN、RBF算法分別建立模型以后帶入測(cè)試集對(duì)接種不同霉菌的蘋果進(jìn)行分析，其檢測(cè)準(zhǔn)確率分別為80.00%、100.00%、85.00%；對(duì)混入不同霉菌的批量蘋果