1、利用電子鼻分析不同品質醬油風味實驗一、實驗目的1、了解電子鼻的工作原理；2、學習并掌握電子鼻（ PEN3）的使用及數據分析。二、實驗原理電子鼻是模擬動物嗅覺器官開發出一種高科技產品， 利用氣體傳感器陣列的響應圖案來識別氣味的電子系統。 PEN3 型電子鼻內置 10 個金屬氧化氣體傳感器，每個傳感器對應的敏感物質如表 1 所示。電子鼻的工作可簡單歸納為： 傳感器陣列信號預處理神經網絡和各種算法計算機識別 (氣體定性定量分析 )。 PEN3 型電子鼻自帶的 WinMuster 軟件可以進行 PCA（主成分分析）、 LDA （線性判別法）、 Loadings（負荷加載分析）等分析。醬油是一種具有濃郁

2、醬香的傳統調味品，不同品質的醬油具有不同的風味，本實驗利用電子鼻中傳感器對不同醬油的風味物質的響應值變化對醬油進行品質比較。三、實驗器材及實驗條件1、實驗器材電子鼻： PEN3 型，德國 Airsense 公司；頂空瓶： 50 ml；2、實驗條件采樣時間間隔為 1s/組，傳感器自動清洗時間為 120s，傳感器歸零時間為 5s，進樣流量為 600ml/min ，試驗測試分析時間為 60s。四、實驗步驟1、樣品處理：分別取10ml1 號醬油、 2 號醬油于 50ml 的頂空瓶，再塞好塞子、蓋好瓶蓋，常溫下放置2h。2、開機：屏幕出現 Start Sensor，1min 后變成 Standby。3、

3、連接：打開 WinMuster 軟件， Options（設置選項）， Search Devices（選擇電子鼻型號）， PEN3。4、設置參數： Options，PEN3，Settings，Measurement（設置測試參數），Gap Flows（設置氣流量）。5、開始測試：Measurement，Start。觀察狀態欄里的測試進程倒計時，connectvial 倒計時提示為 1 時，同時將進樣針和補氣針插入頂空瓶。6、停止測試： 60s 后， Remove vial 倒計時提示為 1 時，同時拔出進樣針和補氣針。7、保存文件，并在WinMuster 軟件中進行數據分析。五、實驗結果及分析1

4、、1 號醬油和 2 號醬油響應曲線如圖 1、圖 2 所示。在 55-60s 時曲線基本保持不變，因此選取 56s 時的傳感器響應值進行分析。 從圖 1、圖 2 中可以看出，十個傳感器均有響應，但響應值的大小不一，其中3、4、5、10 號傳感器的響應值極低，基本可以忽略。圖 1 1 號醬油相應曲線圖 2 2 號醬油相應曲線2、在測試過程中， 3、4、5、10 號傳感器不靈敏，除去不靈敏的傳感器，結果如圖 3、圖 4。醬油的主體揮發性風味成分為醇酚類、酸類、醛酮、雜環化合物等，其中醇酚酯類物質是醬油的主體香味物質成分， 其含量越大醬油的風味越濃郁、芳香。但同時，醬油的風味物質中也含有一些不利物質，

5、如含硫類物質等，這些物質會給醬油帶來不良氣味，造成醬油風味變差。從下圖可以看出，相比于 1 號醬油，2 號醬油的芳烴化合物 （1 號傳感器）、烷類物質（ 6 號傳感器）、醇類物質（ 8 號傳感器）明顯增多，這三類物質都是醬油風味的有利物質，尤其是醇類物質，其含量的增加能夠使 2 號醬油具有更好的風味。 而 2 號醬油的硫化物（ 7、9 號傳感器）相比于 1 號醬油有明顯的降低，這也是 2 號醬油風味明顯好于 1 號醬油的原因。綜合分析， 2 號醬油中有利風味物質高于 1 號醬油，不利風味物質低于 1 號物質，所以 2 號醬油風味優于 1 號醬油。圖 3 1 號醬油雷達圖圖 4 2 號醬油雷達圖六、問題討論1、實驗的不足：電子鼻的傳感器只能識別一大類物質（或官能團）而不能精確到某種物質， 因此電子鼻只能做初步的鑒定、 分類，要想得到醬油中具體的風味物質成分以及比例還需要進行 GC-MS 等試驗。2、電