基于快速气相色谱电子鼻研究超高压射流处理脱脂乳的感官品质

以新鲜脱脂乳为原料,探究超高压射流(ultra-high pressure jet,UHPJ)处理对脱脂乳感官品质的影响。脱脂乳经100~300 MPa UHPJ处理后,采用电子眼、电子鼻、感官评价分别检测脱脂乳颜色、气味及综合风味变化。结果表明:脱脂乳的主要色号以4095白色为主,占比46.80%~53.83%;电子鼻共检测到酯类、酮类、醛类等42种挥发性风味成分,大部分风味成分呈乳香、果香、烘烤香、青草等气味,主成分分析结果显示,300 MPa处理脱脂乳样品和其他样品风味相差较大;感官评价结果显示,UHPJ处理脱脂乳的乳香和甜味较为突出,不同样品之间在甜味、蛋白胨味、铁锈味、烧焦味和寡淡味方面差异明显,250、300 MPa处理样品生成的二甲基硫等硫化物能够显著增强脱脂乳的烧焦味、蛋白胨味。综上,200 MPa UHPJ处理能较完整地保留脱脂乳中的风味成分,进而实现原料乳风味的保持。

基于电子鼻技术的臭灵丹草指纹图谱建立及谱效关系研究

目的:基于超快速气相电子鼻技术,建立15批臭灵丹草饮片的气味指纹图谱,结合谱效相关性分析,筛选与抗氧化活性相关的成分。方法:使用超快速气相电子鼻建立15批臭灵丹草饮片的气味指纹图谱,进行相似度评价。结合AroChemBase数据库进行定性分析。以DPPH自由基、ABTS自由基清除能力为指标评价臭灵丹草饮片挥发性成分的抗氧化活性,结合多元统计分析评价谱效关系,筛选与抗氧化活性关联度较大的成分。结果:建立了15批臭灵丹草饮片的气味指纹图谱,结合AroChemBase数据库标定了14个共有峰,分别为异戊烷、乙叉降冰生烯、α-蒎烯、α-水芹烯、1,8-桉叶素、5-甲基-4-壬烯、柠檬烯、二溴氯丙烷、芳樟醇、甲基丁香酚、十一酸甲酯、β-石竹烯、醋酸十一酯、覆盆子酮。臭灵丹草饮片挥发油清除DPPH、ABTS自由基的IC50分别为6.56~21.26 mg/mL、3.89~18.34 mg/mL,灰色关联度分析及偏最小二乘回归分析结果表明柠檬烯、甲基丁香酚、覆盆子酮等与其抗氧化相关性较大。结论:臭灵丹草饮片超快速气相电子鼻气味指纹图谱结合谱效关系研究初步筛选了与抗氧化能力相关性较大的3个成分,可为臭灵丹草饮片质量控制提供依据。

基于超快速电子鼻对生乳快速鉴别及应用

利用超快速电子鼻检测法快速鉴别不同地区生乳气味信息及异常乳检测应用。收集巴彦淖尔、达拉特旗、林格尔、凉城和宁夏5个地区生乳样品,利用电子鼻对其进行检测,建立指纹图谱,结合保留指数和AroChemBase数据库对生乳样品气味成分进行定性分析,利用主成分分析(PCA)、软独立建模分析(SIMCA)和判别因子分析(DFA)对生乳的香气特征进行分类预测、快速识别。结果表明,不同样品间可以快速区分,5个地区生乳样品在异丙醇和2-丁酮的特征峰面积含量上有主要差异。与生乳相比,异常乳可能的主要差异化合物为乙醇、异戊醛、2-甲基丁醛、2-乙基呋喃和3-甲基-2-丁烯-1-醇,并在异常乳中产生了麦芽味、发酵味、酸味以及油腻味等不良气味。DFA判别因子累计区分指数100%,可以有效区分生乳和异常乳。综上所述,超快速电子鼻能够较好分析生乳气味信息,并快速、有效地鉴别生乳质量。

分子蒸馏精制胡椒精油工艺优化及其成分分析

以胡椒精油为原料,通过正交试验对分子蒸馏精制胡椒精油工艺进行优化,使用超快速气相电子鼻对精制前后胡椒精油进行定性和定量成分分析,并进行感官评价。根据试验结果确定最佳分子蒸馏工艺为主罐温度60℃、真空度7Pa,进液速度30ml/min。精制后的胡椒精油含有16种主要成分,感官评价精制后的胡椒精油无腥臭味、蒸煮味,胡椒特征风味、果香味明显,头香清新,尾香持久度高。

电子鼻技术应用于木香和川木香的快速鉴别研究

目的:基于超快速气相电子鼻技术建立一种快速鉴别木香与川木香的方法。方法:收集市场上不同来源的木香与川木香样品,基于HeraclesⅡ超快速气相电子鼻探索建立合适的气味分析方法,结合Kovats保留指数及Arochembase数据库对木香和川木香的气味化合物进行分析研究;针对采集的气味指纹信息,建立主成分分析(PCA)、判别因子分析(DFA)、软独立建模分析(SIMCA)和统计质量控制分析(SQCA)模型,对其气味信息进行数据处理和分析。结果:通过对比气味指纹信息发现木香与川木香存在较大差异,建立的PCA、DFA、SIMCA、SQCA模型均能实现对木香与川木香的快速识别。结论:该方法简单、快速、准确,为快速无损鉴别木香和川木香提供了新技术和新依据。

基于超快速气相电子鼻对不同产地枸杞子快速识别及气味差异物质研究

目的通过气味测定研究,快速识别不同产地枸杞子及气味差异物质。方法收集甘肃、内蒙古、宁夏、新疆及青海等5个产地枸杞子,利用超快速气相电子鼻对样品进行检测,建立气味指纹图谱,并利用AroChemBase数据库对13个共有气味峰进行指认。运用判别因子分析(Discriminant factor analysis,DFA)、卷积神经网络(Convolutional neural networks,CNN)判别模型、主成分分析(Principal component analysis,PCA)及偏最小二乘判别分析(Partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)对所得数据进行处理,并通过变量权重重要性排序(Variable importance in projection,VIP)值作图筛选差异成分。结果不同产地枸杞子能区分开,气味色谱峰峰8(己醛)、峰9(糠醛)为5个产地枸杞子样品间的主要差异成分,己醛含量排序为:内蒙古>甘肃>宁夏>新疆>青海;糠醛含量排序为:甘肃>新疆>宁夏>青海>内蒙古。结论超快速气相电子鼻可较好分析枸杞子气味特征,并快速、准确识别差异物质,为不同产地枸杞子的用药选择和综合利用提供参考。

基于超快速气相电子鼻及Feller加成模型的胡椒精油特征香气成分分析

本文以胡椒精油为研究对象,基于超快速气相电子鼻及Feller加成模型对其特征香气进行分析,结果表明:胡椒精油主要由α-蒎烯、桧烯、β-蒎烯、3-蒈烯、D-柠檬烯、月桂烯、反式石竹烯等萜类及倍半萜类化合物构成,明确胡椒精油香气贡献度:3-蒈烯>月桂烯>D-柠檬烯>α-蒎烯>桧烯>β-蒎烯>反式石竹烯。利用Feller加成模型对关键呈香成分柠檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、3-蒈烯、反式石竹烯进行相互作用分析,除柠檬烯+α-蒎烯为加成作用,其余均为掩盖。利用超快速气相电子鼻及Feller加成模型对胡椒精油特征香气成分进行分析,明确呈香物质间的相互作用,为胡椒精油风味特征研究提供理论指导。

基于超快速气相电子鼻研究不同类型UHT牛奶的挥发性风味特征

采用超快速气相电子鼻对超高温灭菌(ultra high temperature,UHT)全脂、低脂和脱脂牛奶共36种样品的挥发性风味成分进行定性、定量分析,并结合主成分分析和多层感知器神经网络,对UHT牛奶的香气特征进行分类预测。结果表明,UHT牛奶中含有29种共同的挥发性风味成分,主要为丙酮、正丁醇和δ-癸内酯等,其中丙酮含量最高,癸醛含量最低。异丁醇、乙偶姻、1-戊醇、E-3-己烯醛和癸醛只在UHT全脂牛奶中存在;3-甲基庚烷、2,6-二甲基吡嗪、E-2-壬烯-1-醇是UHT低脂牛奶的特有成分;α-蒎烯、5-甲基糠醛、癸酸仅在UHT脱脂牛奶中被检出。UHT牛奶主要香气特征体现为蔬菜味、奶油味、草香味、水果味及麦芽味。其中蔬菜味、奶油味、麦芽味在UHT全脂牛奶中分布最广泛;水果味在UHT低脂牛奶中分布最广泛;青草味在UHT脱脂牛奶中分布最广泛。主成分分析显示不同品牌UHT牛奶之间存在显著差异;多层感知器神经网络对UHT牛奶种类的预测准确率高达98.6%。

不同年龄段乳粉的挥发性风味成分分析及其分类预测

采用超快速气相电子鼻对婴幼儿、学生、成人和中老年人全脂乳粉共24种样品的挥发性风味成分进行分析,并结合线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)及线性支持向量机(linear support vector machine,LSVM),对乳粉的香气特征进行分类预测。结果表明,4个不同年龄段乳粉中共检测出54种挥发性风味成分,其中37种共同成分,主要为丙醛、丙酮、己醛和己酸等。丙酸甲酯、1-辛烯-3-酮只在婴幼儿乳粉中存在;(E,E)-2,4-癸二烯醛和γ-十一内酯是学生乳粉的特有成分;庚醛仅在成人乳粉中被检出;2-丁酮和苯甲醛仅在中老年人乳粉中含有。采用相对气味活性值评价及绘制的香气雷达图结果表明,共有23种挥发性成分对乳粉贡献了香气,其中10种为4个年龄段乳粉共有的关键香气贡献化合物,且乳粉中共同香气为奶香味、蔬菜味、水果味、花香味、青草味、焦糖味、焦油味;另外,杏仁味为婴幼儿乳粉中特征香气。感官评价结果显示,学生、成人乳粉风味总体优于婴幼儿、中老年人乳粉,且与香气雷达图结果差异明显。LDA和LSVM对不同年龄段乳粉的分类、预测准确率分别为93.3%和94.2%。

不同类型食醋的香气特征及挥发性成分分析

使用超快速气相色谱电子鼻检测市售的香醋、米醋、陈醋3类共25个品牌发酵食醋,通过保留指数和外标法对3类食醋的挥发性化合物进行定性和定量分析,结合气味活性值构建食醋风味轮,比较不同种类食醋挥发性香气差异与化合物含量间关系,并以线性判别分析和随机森林法研究食醋的挥发性化合物差异,进而实现对食醋的区分。从3类食醋中共检测出44种挥发性化合物,主要包括醇类、酯类、醛类、酮类、酸类、烷烃类和杂环类。酸类在食醋中含量最高,其次为醇类和醛类,而烷烃类含量最低。食醋样品的气味活性值和气味雷达图说明乙酸、3-甲基丁醛、苯乙醛、5-甲基糠醛、愈创木酚等对香气贡献较大。香醋的酸味、水果香和坚果可可香高于米醋和陈醋。但陈醋的花香高于其他两类。线性判别分析表明,不同品牌和不同种类的食醋均存在明显差异;随机森林通过机器学习对食醋样品的训练和测试,准确度最终达到100%,对不同种类的食醋区分显著,并筛选出3-甲基丁醇、愈创木酚、苯甲醛、丙酮可作为食醋种类鉴别的重要化合物。

超快速气相电子鼻分析山茱萸炮制过程气味成分动态变化

目的建立山茱萸炮制过程中气味成分动态变化的监测方法。方法采用酒蒸法制备不同炮制时间的山茱萸饮片(即酒萸肉)。采用超快速气相电子鼻采集气味图谱,与AroChemBase数据库对比得到气味成分信息,结合峰面积分析气味成分动态变化并进行化学模式识别分析。结果净山萸肉共识别出12个共有气味色谱峰,酒萸肉共识别出21个共有气味色谱峰。在炮制过程中,乙醇、异丙醇、2-甲基丙醛、乙酸乙酯、2-甲基丁醛、异戊醇、2-己醇、糠醛8个气味成分的峰面积占比较高,其中乙醇、异戊醇、2-己醇、异丙醇的峰面积随炮制时间增加呈先增加后降低趋势,炮制24 h时仍高于净山萸肉;乙酸乙酯、2-甲基丁醛、糠醛的峰面积随炮制时间增加而增加,且上述8个气味成分的变量重要性投影值均大于1。结论建立了山茱萸炮制过程中气味成分的动态变化监测方法,乙醇等8个气味成分可作为山茱萸炮制过程的监测指标。

基于气味信息的荆芥穗产地鉴别

目的:建立基于气味信息的不同产地荆芥穗的鉴别方法。方法:采用HeraclesⅡ型超快速气相电子鼻技术对不同产地荆芥穗进行气味鉴别,根据获取的图谱信息结合AroChemBase数据库、Kovates保留指数定性库进行定性分析;采用Alpha Soft V14.2软件进行主成分分析(PCA)、判别因子分析(DFA);采用SPSS 22.2软件进行聚类分析(CA)。结果:15批不同产地荆芥穗中共有16个共有峰,经与AroChemBase数据库、Kovates保留指数定性库对比,共得到13个可能存在的成分。不同产地荆芥穗可能存在的成分及感官描述信息基本相同,仅含量存在差别。2号共有峰的色谱峰强度为安徽>甘肃>河南>河北>江苏;6号共有峰的色谱峰强度为安徽>河北>甘肃≈河南>江苏;9号共有峰的色谱峰强度为安徽>甘肃>河南>江苏>河北;13号共有峰的色谱峰强度为安徽≈甘肃>河北>江苏>河南,即代表甲酸甲酯(2号)、α-蒎烯(6号)、3-壬酮(9号)及α-松油醇(13号)这4种成分的色谱峰强度可因产地变化而存在较为显著的差异。PCA结果显示,前2个主成分的累计贡献率为96.807%。DFA结果显示,判别因子1和判别因子2的贡献率分别为92.089%和3.982%。CA结果显示,当距离为10时,15批样品可聚为3类,B1~B5、J1~J3聚为一类,A1~A3聚为一类,G1、G2、N1、N2聚为一类,与PCA、DFA结果基本一致。结论:超快速气相电子鼻技术可用于鉴别不同产地的荆芥穗;甲酸甲酯、α-蒎烯、3-壬酮及α-松油醇可能为区分不同产地荆芥穗的关键因素。

基于Heracles Ⅱ超快速气相电子鼻技术对炮天雄气味定性分析

目的:通过HeraclesⅡ超快速气相电子鼻对炮天雄的气味进行定性分析,确定其气味可能成分。方法:采用HeraclesⅡ超快速气相电子鼻技术,获取炮天雄气味色谱信息,进行PCA分析和雷达特征图谱分析,结合Kovats保留指数及Arochembase数据库内容,对炮天雄气味成分进行定性分析。结果:PCA模型可以明显区分不同厂家炮天雄;由雷达特征图谱可知不同厂家炮天雄其气味成分差别大;根据Arochembase数据库对比分析,炮天雄气味成分最可能为二溴乙烷。结论:HeraclesⅡ超快速气相电子鼻技术可对不同厂家炮天雄进行快速鉴别,且炮天雄"气微"的说法有待改善,为炮天雄具有"特殊气味"提供依据。

调味香料荜茇精油中清除游离基活性成分的快速筛选

利用超快速气相色谱电子鼻(gas chromatography-based electronic nose,GC-E-nose)技术快速鉴定调味香料荜茇精油(essential oil from Piper longum L.,EOPL)的化学成分,并通过GC-E-nose结合化学法,在未经单体分离的条件下,对EOPL中的化学成分清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-dipheny1-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基、2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate),ABTS)阳离子自由基和羟自由基活性进行评价。结果表明,EOPL的主要成分为大根香叶烯(26.04%)、石竹烯(13.57%)、顺式-茴香脑(8.87%)和β-甜没药烯(7.32%)。EOPL各组分清除自由基的活性有很大差异,在所有精油成分中顺式-茴香脑、氧化石竹烯和右旋萜二烯对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基具有最强的清除活性,清除率分别达到78.1%、87.0%和71.6%。为了验证GC-E-nose对精油成分鉴定的可行性,同时采用气相色谱-质谱联用技术对EOPL的化学成分进行分析,符合度高达89.7%。

基于超快速气相电子鼻构建不同品种花椒和花椒提取物指纹图谱库及应用研究

使用超快速气相电子鼻技术,解析不同品种花椒及花椒提取物挥发性化合物,通过主成分分析建立产品有效判别模型,为市售花椒及花椒提取物品质评价及产地区分提供理论参考依据,同时解析花椒物质构成特征,进一步明确花椒及花椒提取物气味特征描述和香气贡献值,为花椒提取物香气成分调配及差异化产品开发提供理论支撑。

基于超快速气相电子鼻构建不同产地胡椒及胡椒提取物指纹图谱库及应用研究

利用超快速气相电子鼻技术,解析不同产地胡椒及胡椒提取物挥发性电子鼻响应特征并构建指纹图库,通过主成分分析建立胡椒及胡椒提取物分类的有效判别模型,为市售胡椒及胡椒提取物品质评价及产地区分提供理论参考依据,同时解析胡椒物质构成特征,进一步明确胡椒及胡椒提取物气味特征描述和香气贡献值,为胡椒提取物香气成分调配及差异化产品开发提供理论支撑。

紫苏智能排湿干燥过程的干燥动力学及品质变化规律研究

为了明确紫苏采后干燥处理时的特性,本文利用可智能排湿的烘干装置研究了紫苏茎叶在不同温度条件下的干燥特性及品质变化;给出了紫苏茎叶在50~80℃的温度区间内干燥时的干基含水率变化及干燥速率曲线,并用数学模型对干燥数据进行拟合;对比了不同温度烘干紫苏及冻干、自然阴干紫苏间的品质差异,包括挥发油含量、迷迭香酸含量、总黄酮及总酚含量及抗氧化能力等指标;利用超快速气相电子鼻分析系统分析了挥发性风味物质的变化,基于以上指标综合评判不同干燥方式紫苏的品质差异。结果表明,紫苏叶的干燥过程始终处于降速干燥阶段,而紫苏茎经历提速、恒速及降速三个干燥阶段,紫苏茎、叶分别适用于Page模型及Two-term模型。智能排湿的低温烘干(50℃)与传统的阴干处理相比,在活性成分含量、抗氧化性能及气味物质含量及丰度上均无较大差异,挥发油等物质含量表现更优。干燥温度是影响紫苏品质的一个重要因素,紫苏的活性成分含量、抗氧化能力及风味物质含量均会随温度的提高而出现不同程度的降低。

采用Heracles NEO超快速气相色谱探究冷冻干燥速溶咖啡加工过程中香气变化

为探究冷冻干燥速溶咖啡加工过程中的香气变化,采用不同萃取方式制备样品进行分析对比。本文利用Heracles NEO超快速气相色谱检测手段对咖啡萃取液、冷冻咖啡液及冷冻干燥速溶咖啡的香气成分进行了分析,结果表明:在冷冻干燥的第一阶段(冷冻),冷萃、热萃两组样品的香气总量变化较小,分别降低了3.37%和4.24%,冷冻过程对香气影响不显著;在冷冻干燥的第二阶段(升华),冷萃、热萃两组样品香气总量显著降低,分别降低了30.53%、21.59%;同时,冷冻干燥对咖啡香气总量影响显著,对香气类型无显著影响。因此,冷冻干燥加工方式对咖啡挥发性香气具有一定影响,该结果为冷冻干燥速溶咖啡的风味品质提供理论依据。

不同加工工艺速溶咖啡香气差异研究

本文利用超快速气相电子鼻对速溶咖啡浓缩、干燥过程中的挥发性成分及香气类型变化进行探究,同时对比传统工艺与香气回填优化工艺制备的速溶咖啡香气差异。结果表明:优化工艺制备的浓缩咖啡液与速溶咖啡样品总香气量显著高于传统工艺(约2倍);速溶咖啡2的醛类与杂环类挥发物峰面积提高了2.65与2.10倍;速溶咖啡2的谷物味占比提高了52%,酸质/发酵风味占比降低了约9%。因此,加香回填优化工艺可显著提高速溶咖啡的香气质量,该结果为速溶咖啡的保香提供理论依据和技术支撑。

基于Heracles Neo超快速气相电子鼻对不同基原郁金饮片的快速识别及差异标志物研究

基于郁金饮片存在的基原繁多、依靠传统性状难以鉴别区分、基原混用影响临床疗效等问题,该研究采用Heracles Neo超快速气相电子鼻技术,对来自四川、浙江和广西3个省份的40批郁金样品进行气味成分分析与快速识别研究。该研究在建立多基原郁金饮片气味指纹图谱的基础上对其气味成分信息进行识别分析,并对多基原郁金饮片的气相电子鼻色谱峰进行数据处理和分析以建立快速识别方法,并构建主成分分析(PCA)、判别因子分析(DFA)和软独立建模聚类分析(SIMCA)3个模型进行验证。同时对多基原郁金饮片的气味成分进行单因素方差分析(One-way ANOVA)结合变量投影重要性指标分析(VIP)得出P<0.05且VIP>1的气味成分,推测β-石竹烯、柠檬烯等13个气味成分为不同基原郁金饮片的气味差异标志物。研究结果表明Heracles Neo超快速气相电子鼻可较好地分析不同基原郁金饮片的气味特征并进行快速而准确的鉴别区分,可应用于饮片生产的在线检测等质量监控环节,为多基原郁金饮片的快速识别与质量控制提供了新的方法与思路。