CN101487824A - 一种识别啤酒风味的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种识别啤酒风味的方法。本发明提供的识别啤酒风味的方法，是用HERACLES Electronic Nose识别不同风味的啤酒。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。本发明的方法可应用于酿造新型啤酒和改进现有啤酒的风味，具有重大的经济价值。

Description

一种识别啤酒风味的方法
技术领域
本发明涉及一种识别啤酒风味的方法。
背景技术
在啤酒发酵的过程中，不同的风味化合物在啤酒酿造的不同阶段生成。糖化过程中产生的主要有麦芽香味、酒花香味、苦味、酸味；发酵过程中产生的味有高级醇味、酯味、双乙酰味等；发酵结束后产生的风味通常是不好的异味，包括纸板味、金属味、氧化味、日光臭味等。对于酿造者来说，应该了解各种风味物质生成的阶段及生成的机制，以便更好的控制发酵条件，酿造出高质量的啤酒。
现阶段啤酒企业主要是通过感官评价和理化指标相结合来把握产品的风味口感，这样弥补了两方面各自的弱点，发挥了长处，但是理化指标的检测步骤比较烦琐，检测时间较长，不能快速地识别和评价啤酒的风味和等级，从而影响了企业的发展速度。
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
本发明提供了一种识别啤酒风味的方法。
本发明提供的识别啤酒风味的方法，是用HERACLES Electronic Nose对待测啤酒的风味进行识别。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的进样口温度可为200-300℃，如200-250℃或250-300℃。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的检测器温度可为150-300℃，如150-200℃或200-300℃。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的检测柱升温程序可为：40℃保留10-50s，以1-5℃/s的速度升温到150℃保留5-15s。检测柱升温程序具体可为40℃保留10-30s，以1-1.5℃/s的速度升温至150℃保留5-10s。检测柱升温程序具体还可为40℃保留30-50s，以1.5-5℃/s的速度升温至150℃保留10-15s。
所述方法中，HERACLES Electronic Nose的进样时间可为20-80s，如20-40s或40-80s。
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30-100℃，如30-50℃或50-100℃。
顶空气发生时间可为10-50min，如10-30min或30-50min。
顶空气进样量可为1ml-5ml，如1ml-3ml或3ml-5ml。
本发明首次将HERACLES Electronic Nose应用于啤酒风味的识别，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0.5-1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。本发明的方法可应用于酿造新型啤酒和改进现有啤酒的风味，具有重大的经济价值。
具体实施方式
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 MOS仪器公司的HERACLES ElectronicNose。
以下实施例中所用的啤酒样本如下：
燕京听装黑啤酒、10°P清爽型燕京啤酒、11°P精品燕京啤酒、燕京冰啤、8°P燕京优级啤酒、特制啤酒、11°P燕京纯生啤酒、燕京本色啤酒、11°P无醇啤酒。
每个等级包括3瓶酒，作为3个样本，共有9种风味的27个样本。
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)]×100。
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1、啤酒风味的识别
每个啤酒样本分别进行检测，具体如下：
将3ml啤酒放入样品瓶中(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30℃，顶空气发生时间为50min。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1ml。
电子鼻的设置如下：进样口温度200℃；检测器温度150℃；进样时间20s；柱升温程序为：40℃保留10s，以1℃/s的速度升温到150℃保留5s。
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93.367％、2.512％，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95.879％，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93，这说明不同风味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风味的啤酒，分析识别时间短，且直接采取样本的顶空气，无需对样品进行前处理，实验过程中也没有利用有机溶剂。
实施例2、啤酒风味的识别
每个啤酒样本分别进行检测，具体如下：
将3ml啤酒放入样品瓶中(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50℃，顶空气发生时间为30min。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3ml。
电子鼻的设置如下：进样口温度250℃；检测器温度200℃；进样时间40s；柱升温程序为：40℃保留30s，以1.5℃/s的速度升温到150℃保留10s。
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97.417％、1.252％，由PC1(X轴)-PC2(Y轴)所构成的二维图谱区分指数(DI)为98。其中PC1和PC2的累积方差贡献率之和为98.669％，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98，这说明不同风味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风味的啤酒，分析识别时间短，且直接采取样本的顶空气，无需对样品进行前处理，实验过程中也没有利用有机溶剂。
实施例3、啤酒风味的识别
每个啤酒样本分别进行检测，具体如下：
将3ml啤酒放入样品瓶中(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100℃，顶空气发生时间为10min，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300℃；检测器温度300℃；进样时间80s；柱升温程序为：40℃保留50s，以5℃/s的速度升温到150℃保留15s。
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94.211％、2.648％，由PC1(X轴)-PC2(Y轴)所构成的二维图谱区分指数(DI)为95。其中PC1和PC2的累积方差贡献率之和为96.859％，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95，这说明不同风味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风味的啤酒，分析识别时间短，且直接采取样本的顶空气，无需对样品进行前处理，实验过程中也没有利用有机溶剂。

Claims (9)

1、一种识别啤酒风味的方法，是用HERACLES Electronic Nose对待测啤酒的风味进行识别。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法中，HERACLES ElectronicNose的进样口温度为200-300℃。
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150-300℃。
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的检测柱升温程序为：40℃保留10-50s，以1-5℃/s的速度升温到150℃保留5-15s。
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20-80s。
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30-100℃。
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10-50min。
9、如权利要求6至8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1ml-5ml。
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