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          電子鼻用于不同河豚魚(yú)肉的辨別區分

          點(diǎn)擊次數:114 更新時(shí)間:2024-06-05

          電子鼻用于不同河豚魚(yú)肉的辨別區分

          一、研究背景

          電子鼻是20世紀90年代中期發(fā)展起來(lái)的一種用于分析、辨識氣味物質(zhì)總體特征的新型檢測儀器。其利用多個(gè)具有不同性質(zhì)的金屬氧化物半導體傳感器組合成傳感器陣列,結合特定的智能自學(xué)習、自辨識模式 識別算法構建的一類(lèi)嗅覺(jué)仿生系統。 當一種或多種風(fēng)味物質(zhì)經(jīng)過(guò)全自動(dòng)電子鼻時(shí),該風(fēng)味物質(zhì)的氣味指紋"可以被傳感器感知并經(jīng)過(guò)特 殊的智能模式識別算法提取。利用不同風(fēng)味物質(zhì)的不同氣味指紋"信息,就可以來(lái)區分、辨識不同的氣 體樣本。某些特定的風(fēng)味物質(zhì)恰好可以表征樣品在不同的原料產(chǎn)地、不同的收貨時(shí)間、不同的加工條件、 不同存放環(huán)境等多變量影響下的綜合質(zhì)量信息。因此可以利用電子鼻對不同樣品進(jìn)行辨別區分。

          二、算法介紹

          1.主成分分析(PCA: PCA是在對樣品特性一無(wú)所知的前提下,通過(guò)對原始數據向量進(jìn)行線(xiàn)性變換,從而在一定的視角來(lái)尋找樣品間的差異的一種算法。用于挖掘有用的信息,給出具有不同氣味區域和簇的描述性圖表。該算法不丟失任何樣品信息,僅僅通過(guò)改變坐標軸來(lái)達到區分樣品的目的。

          2.線(xiàn)性判別分析(linear discriminant analysis,LDA)是對費舍爾的線(xiàn)性鑒別方法的歸納,這種方法使 用統計學(xué),模式識別和機器學(xué)習方法,試圖找到兩類(lèi)物體或事件的特征的一個(gè)線(xiàn)性組合,以能夠特征化或 區分它們。所得的組合可用來(lái)作為一個(gè)線(xiàn)性分類(lèi)器,或者,更常見(jiàn)的是,為后續的分類(lèi)做降維處理。

          3.支持向量機(SVM ,Support Vector Machine)是一類(lèi)按監督學(xué)習方式對數據進(jìn)行二元分類(lèi)的廣義線(xiàn)性分類(lèi)器,其決策邊界是對學(xué)習樣本求解的最大邊距超平面(maximum-margin hyperplane)。在解決小樣本、非線(xiàn)性及高維模式識別中表現出許多優(yōu)勢,并能夠推廣應用到函數擬合等其他機器學(xué)習問(wèn)題中。

          三、實(shí)驗

          1.樣品信息

          樣品為3種河豚魚(yú)肉糜,每個(gè)樣品6個(gè)平行,其中3個(gè)加熱至熟。

          2.樣品處理及實(shí)驗參數

          檢測時(shí),將樣品裝于進(jìn)樣瓶,附上封口膜,靜置30分鐘以上,根據固氣平衡及固液平衡原理,一定時(shí)間 后樣品揮發(fā)出來(lái)的氣體會(huì )充滿(mǎn)上部的頂空空間,該過(guò)程需保持測試環(huán)境的溫度及濕度一致。每次進(jìn)樣設定 10ml,預檢,確定適宜實(shí)驗參數,進(jìn)行正式實(shí)驗。樣品檢測參數見(jiàn)表1。

          電子鼻用于不同河豚魚(yú)肉的辨別區分

          3. 實(shí)驗結果分析

          電子鼻用于不同河豚魚(yú)肉的辨別區分電子鼻用于不同河豚魚(yú)肉的辨別區分

          圖中,橫坐標表示第一主成分所占整體信息量的百分比 81.62%,縱坐標表示第二主成分所占整體信息量的百分比 12.65%。在圖中主成分 1 和主成分 2 的總貢獻率為 94.27%,基本可以代表樣品全部信息。 圖中,樣品無(wú)交叉、邊界明顯,說(shuō)明樣品差異顯著(zhù),電子鼻可對不同的河豚魚(yú)肉進(jìn)行區分鑒別。


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