CN103399046A - 一种辅助鉴别梨产地的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种辅助鉴别梨产地的方法。本发明包括如下步骤：（1）从河北、安徽和北京中任一地域采集梨样品；（2）将梨样品去皮后进行冷冻干燥；（3）向经冷冻干燥后的梨样品中加入水，并在密封和20℃～25℃的条件下放置；然后使用电子鼻采集梨样品产生的香气，并测定香气中氮氧化合物、氨水、芳香成分、氢气、甲烷、硫化物、有机硫化物和烷烃的电子鼻传感器响应值，按判别模型（1）～（3）即可得到Y河北、Y安徽和Y北京，则梨样品来源于Y河北、Y安徽和Y北京中数值最大的地域。本发明利用电子鼻，快速测定梨样品的香气成分，可获得不同产地来源梨样品的香气成分指纹特征，并建立基于电子鼻的不同产地梨的判别模型。可重复性高、可操作性强，具有经济、简便、实用的优点。

Description

一种辅助鉴别梨产地的方法
技术领域
本发明涉及一种辅助鉴别梨产地的方法。
背景技术
我国是世界上最大的梨生产国，梨的收获面积、产量、出口量及品种数量均居世界前列，梨产业在我国农业经济中占有重要地位。目前我国已有多个梨地理标志保护产品，如砀山酥梨、泊头鸭梨、莱阳梨、库尔勒香梨等，对有效保护优质特色梨产品起到了积极作用。然而，一些不法商贩受经济利益驱使，假冒名优特产品，以次充好，极大地损害了消费者的利益，破坏了市场秩序。因此，亟需建立一些可以准确、快速、简便地鉴别梨产地的方法，以提高政府监管能力，保护消费者合法权益，维护梨产业健康发展。
梨的香味是评价梨质量的重要指标之一，也是影响消费者购买欲望的重要因素之一。不同产地来源的梨由于生长环境、气候条件的不同而具有不同的品质，其香气成分也呈现地区差异性。电子鼻是模仿生物鼻的一种电子系统，主要由气敏传感器阵列、信号处理系统和模式识别系统三个部分组成。其工作原理也可分为三部分，首先由气敏传感器阵列对气体进行吸附和解吸，在这个过程中，气体中的各种化学成分与气敏传感器发生相应的作用，并将化学信号转化为电信号；再由信号处理系统对气敏传感器阵列产生的电信号进行整合、增强然后滤波、交换、特征提取；最后由计算机模式识别气体的指纹数据，进而进行区分和鉴别。所得到的响应谱为该气体的广谱响应谱。
电子鼻具有操作安全、快速和检测成本低等优点，因而得到了多种行业的普遍关注。目前，电子鼻在农业领域主要应用于风味物质分析、食品新鲜度分析、产品风味质量控制、年份酒鉴定等。
发明内容
本发明的目的是提供一种辅助鉴别梨产地的方法，本发明的方法利用电子鼻测定梨样品中的香气成分，利用统计学分析来分析不同产地来源的梨样品的香气成分的差异，归纳出产地的梨样品香气成分“指纹”特征，并利用这些特征来进行原产地判别。该方法准确、方便、可操作性强，具有快速、经济、简便的优势。
本发明所提供的辅助鉴别梨产地的方法，包括如下步骤：
（1）从河北、安徽和北京中任一地域采集梨样品；
（2）将所述梨样品去皮后进行冷冻干燥；
（3）向经冷冻干燥后的所述梨样品中加入水，并在密封和20℃～25℃的条件下放置；然后使用电子鼻采集所述梨样品产生的香气，并测定所述香气中氮氧化合物、氨水、芳香成分、氢气、甲烷、硫化物、有机硫化物和烷烃的电子鼻传感器响应值，分别标记为：X（氮氧化合物）、X（氨水和芳香成分）、X（氢气）、X（甲烷）、X（硫化物）、X（芳香成分和有机硫化物）和X（烷烃）；按判别模型（1）～（3）即可得到Y河北、Y安徽和Y北京，则梨样品来源于Y河北、Y安徽和Y北京中数值最大的地域；
Y河北=-3984.159+18.270X（氮氧化合物）+3583.813X（氨水和芳香成分）+2289.420X（氢气）+275.432X（甲烷）-170.741X（硫化物）+560.965X6（芳香成分和有机硫化物）+1165.649X7（烷烃）          （1）
Y安徽=-3790.813+17.460X（氮氧化合物）+3493.090X（氨水和芳香成分）+2403.897X（氢气）+270.396X（甲烷）-152.429X（硫化物）+518.120X（芳香成分和有机硫化物）+996.397X（烷烃）                  （2）
Y北京=-4152.071+15.688X（氮氧化合物）+3646.112X（氨水和芳香成分）+2526.825X（氢气）+304.092X（甲烷）-170.759X（硫化物）+575.941X（芳香成分和有机硫化物）+996.147X（烷烃）                 （3）；
所述电子鼻传感器响应值为所述电子鼻检测香气之后与检测香气之前的电子鼻传感器的电阻的比值。
上述的方法中，步骤（1）中，在河北、安徽和北京的东、西、南、北、中区域布点进行采集。
上述的方法中，步骤（2）中，所述冷冻干燥的温度可为-45～-55℃，时间可为65～75h，如在-55℃下干燥72小时。
上述的方法中，步骤（2）中，所述方法还包括将冷冻干燥的所述梨样品磨成粉末的步骤。
上述的方法中，步骤（3）中，所述梨样品与加入的水的质量比可为1：6～8，如1：7。
上述的方法中，步骤（3）中，所述放置的时间可为3～4小时，如3小时。
本发明提供的方法，利用电子鼻，快速测定梨样品的香气成分，可获得不同产地来源梨样品的香气成分指纹特征，并建立基于电子鼻的不同产地梨的判别模型。该方法的分析结果不受主观意识的影响，从而提供了一种客观的评定标准。本方法适用于分析一种或多种的复杂气味物质，可重复性高、可操作性强，具有经济、简便、实用的优点。
附图说明
图1为实施例1中梨香气成分特征响应图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、鉴别梨产地
河北省选择1个主产县（泊头市），安徽省选择1个主产县（砀山县），北京市选1个主产县（顺义区），每个县按东、西、南、北、中5个区域布点，每个区域选择主产乡镇布6个采样点，采集当地的主栽梨品种。每份样品采集1kg。3个省份共采集90份梨样品（表1）。
表1梨样品地域来源及环境特征
Figure BDA00003643321300031
全部梨样品在采集后储存于0～4℃冷库中，并及时进行处理。将梨样品用蒸馏水冲洗干净后，使用不锈钢刀具快速去皮、切块，并放置于-20℃冰柜中冷冻24h以上。使用CHRIST冷冻干燥机（SIGMA公司）将上述梨样品于-55℃左右冷冻干燥72h，将冷冻干燥后的样品分别研磨成粉末，混匀，于0～4℃密封储存，待测。
测定前，迅速并准确称取0.5g梨冻干粉，放入20ml密封玻璃小瓶，加入3.5g蒸馏水，混匀并拧紧旋塞，于20±1℃静置，平衡3h后，使用PEN3型电子鼻（德国AIRSENSE公司）进行分析测定。电子鼻各传感器阵列特性描述及其主要应用如表2。仪器设定条件：传感器清洗时间180s；进样准备时间5s；样品采集时间60s；进样流量300mL/min；操作环境温度20℃。
表2PEN3型电子鼻传感器阵列特性描述及主要应用
Figure BDA00003643321300032
Figure BDA00003643321300041
梨香气成分指纹特征响应情况如图1。由图1可看出，大部分传感器阵列在0～40s内达到峰值，50～60s保持稳定。使用SPSS18.0软件对上述梨样品49～52s的数据进行逐步判别分析，筛选出W5S、W3C、W6S、W1S、W1W、W2W和W3S8个对梨地域判别有效的传感器阵列，分别建立各地区的Fisher’s判别分类函数（判别模型），具体如下：
Y河北=-3984.159+18.270X（氮氧化合物）+3583.813X（氨水和芳香成分）+2289.420X（氢气）+275.432X（甲烷）-170.741X（硫化物）+560.965X（芳香成分和有机硫化物）+1165.649X（烷烃）   （1）
Y安徽=-3790.813+17.460X（氮氧化合物）+3493.090X（氨水和芳香成分）+2403.897X3（氢气）+270.396X（甲烷）-152.429X（硫化物）+518.120X（芳香成分和有机硫化物）+996.397X（烷烃）   （2）
Y北京=-4152.071+15.688X（氮氧化合物）+3646.112X（氨水和芳香成分）+2526.825X（氢气）+304.092X（甲烷）-170.759X（硫化物）+575.941X（芳香成分和有机硫化物）+996.147X（烷烃）   （3），
在上述判别模式中，X（氮氧化合物）表示香气中氮氧化合物的电子鼻传感器响应值，X（氨水和芳香成分）表示香气中氨水和芳香成分的电子鼻传感器响应值，X（氢气）表示香气中氢气的电子鼻传感器响应值，X（甲烷）表示香气中甲烷的电子鼻传感器响应值，X（硫化物）表示香气中硫化物的电子鼻传感器响应值，X（芳香成分和有机硫化物）表示香气中芳香成分和有机硫化物的电子鼻传感器响应值，X（烷烃）表示香气中烷烃的电子鼻传感器响应值。
利用判别函数对梨样品产地进行判别归类。结果显示，回代检验中，90个样品有8个被错判，整体正确判别率为91.1%；交叉检验中，90个样品有10个被错判，整体正确判别率为88.9%（表3）。说明不同产地来源的梨样品其香气成分指纹特征具有差异性，根据不同产地梨样品的香气成分指纹特征可快速鉴别梨的产地。
表3不同产地梨香气成分判别结果
Figure BDA00003643321300051
上述实例证明，不同产地来源的梨样品其香气成分呈现地区差异性，利用电子鼻技术采集梨样品的香气成分，利用统计学分析来分析不同产地来源的梨样品的香气成分的差异，归纳出产地的梨样品香气成分“指纹”特征，并利用这些特征来进行原产地判别，可以快速鉴别梨样品的产地信息。
本发明列举的实施例旨在更进一步地阐明这种利用电子鼻技术快速鉴别梨样品产地来源方法的具体操作和应用方向，而不对本发明的范围构成任何限制。

Claims (6)

1.一种辅助鉴别梨产地的方法，包括如下步骤：
（1）从河北、安徽和北京中任一地域采集梨样品；
（2）将所述梨样品去皮后进行冷冻干燥；
（3）向经冷冻干燥后的所述梨样品中加入水，并在密封和20℃～25℃的条件下放置；然后使用电子鼻采集所述梨样品产生的香气，并测定所述香气中氮氧化合物、氨水、芳香成分、氢气、甲烷、硫化物、有机硫化物和烷烃的电子鼻传感器响应值，分别标记为：X（氮氧化合物）、X（氨水和芳香成分）、X（氢气）、X（甲烷）、X（硫化物）、X（芳香成分和有机硫化物）和X（烷烃）；按判别模型（1）～（3）即可得到Y河北、Y安徽和Y北京，则梨样品来源于Y河北、Y安徽和Y北京中数值最大的地域；
Y河北=-3984.159+18.270X（氮氧化合物）+3583.813X（氨水和芳香成分）+2289.420X（氢气）+275.432X（甲烷）-170.741X（硫化物）+560.965X6（芳香成分和有机硫化物）+1165.649X7（烷烃）   （1）
Y安徽=-3790.813+17.460X（氮氧化合物）+3493.090X（氨水和芳香成分）+2403.897X（氢气）+270.396X（甲烷）-152.429X（硫化物）+518.120X（芳香成分和有机硫化物）+996.397X（烷烃）   （2）
Y北京=-4152.071+15.688X（氮氧化合物）+3646.112X（氨水和芳香成分）+2526.825X（氢气）+304.092X（甲烷）-170.759X（硫化物）+575.941X（芳香成分和有机硫化物）+996.147X（烷烃）   （3）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，在河北、安徽和北京的东、西、南、北、中区域布点进行采集。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述冷冻干燥的温度为-45～-55℃，时间为65～75h。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述方法还包括将冷冻干燥的所述梨样品磨成粉末的步骤。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述梨样品与加入的水的质量比为1：6～8。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述放置的时间为3～4小时。
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