Portable Electronic Nose for Detection of Spoiling Alaska Pink Salmon (Oncorhynchus gorbuscha)

ABSTRACT:  The ability of a portable hand-held electronic nose (EN) in detecting spoilage of whole Alaska pink salmon ( Oncorhynchus gorbuscha ) stored at 14 °C and in slush ice (1 °C) was investigated. Fish were sampled daily at 14 °C for up to 3 d, while fish stored in slush ice were sampled at various intervals up to 16 d. Sensory evaluations indicated that fish were rejected at day 3 when stored at 14 °C and at day 12 when stored in slush ice. Aerobic bacteria counts for fish skin at 14 °C ranged from 3.4 log₁₀ colony-forming units (CFU)/cm² (day 0) to 4.8 log₁₀ CFU/cm² (day 3) and for fish stored in slush ice ranged from 3.4 log₁₀ CFU/cm² (day 0) to 5.5 log₁₀ CFU/cm² (day 16). The correct classification rate using forward stepwise general discriminate analysis was 85% and 92% for EN analysis of belly cavity volatiles for fish held at 14 °C and in slush ice, respectively. A predictive model may be developed for spoilage of whole Alaska pink salmon by analyzing belly cavity odors using the EN.     

顶空固相微萃取-气质联用技术结合电子鼻分析4℃冷藏过程中三文鱼片挥发性成分的变化

采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术,结合电子鼻,对4℃冷藏过程中三文鱼片的挥发性成分进行测定,并探究三文鱼片在4℃冷藏过程中挥发性成分的变化。结果表明,HS-SPME-GC-MS方法共检测出288种挥发性成分,主要为醛类、醇类和烃类(烷烃、烯烃、芳香烃)物质,且在冷藏期间挥发性成分中醛类物质不断减少,而酸类物质有积累的趋势,醇类和芳香族类物质则先呈现增加后降低的趋势。烃类物质在第12 d时有最大峰面积值;酯类物质则在第6 d以后出现且为增高的趋势;而胺类等其他物质的含量在冷藏期间波动较大。用电子鼻对三文鱼在冷藏期间挥发性物质进行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、负荷加载分析(Loadings Analysis,LA)以及线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA),所得结果与HS-SPME-GC-MS方法相一致,均表明冷藏三文鱼片在第6 d、12 d及15 d的挥发性成分变化较大,是其新鲜度变化的拐点。     

Headspace Gas Chromatography-Mass Spectrometry and Electronic Nose Analysis of Volatile Compounds in Canned Alaska Pink Salmon Having Various Grades of Watermarking

Volatiles in canned pink salmon, produced from different degrees of skin watermarked raw material and stored for 2 and 9 mo, were characterized and compared using static headspace gas chromatography analysis coupled to a mass spectrometer (SHGCMS). Sulfur‐containing compounds comprised 30% to 50% of the total volatiles and tended to decrease with increasing degrees of skin watermarking, and dimethyl sulfide was the most abundant compound of this class of molecules. A few alcohols, aldehydes, ketones, and furans were also identified. Forward stepwise general discriminant analysis (FSGDA) was used to investigate prediction models based on degree of skin watermarking. The 2‐ and 9‐mo models using SHGCMS showed 92.5% and 93.75% correct classifications, respectively. The ability of the Cyranose 320, a hand‐held electronic nose (EN), to differentiate these grades of watermarking in the canned samples was also tested. EN analysis using FSGDA resulted in models with 90% and 92.5% correct classifications for the 2‐ and 9‐mo samples, respectively. Overall, results indicate that the watermarking grades studied are not readily distinguishable from each other by either method of analysis.     

电子鼻结合GC-MS检测沙拉酱对挪威三文鱼风味的影响

为探究沙拉酱对三文鱼风味的影响,利用电子鼻技术结合顶空固相微萃取技术(HS-SPME)与气相色谱-质谱技术(GC-MS),对添加沙拉酱前后的三文鱼样品挥发性风味物质进行鉴定与比较。结果表明:通过感官实验分析,香甜味沙拉酱、原味沙拉酱与三文鱼食用比例分别确定为1:6、1:7时食品口感最佳,符合大多数人的感官需求。通过对电子鼻传感器响应值的分析比较及主成分分析得出,添加两种不同沙拉酱后三文鱼样品的醇醛类、碳氧化合物、有机化合物等物质均显著增加(P<0.05),添加沙拉酱前后的三文鱼样品具有较好的区分度,并且经GC-MS鉴定添加了沙拉酱以后三文鱼样品的醛酮类、醇类、酯类、酸类、烃类物质等含量显著增加(P<0.05),尤其是酯类和酸类物质的含量较多,检测结果与电子鼻分析结果较为一致。同时添加沙拉酱后检测三文鱼中的庚醛、己醛等腥味物质都有所降低,1-辛烯-3-醇未检测出,说明沙拉酱可以掩盖三文鱼某些腥味物质。综合来看,添加沙拉酱后不仅可以促进三文鱼食品整体风味物质的形成,还可以掩盖三文鱼中的腥味物质,从而进一步提高三文鱼食品的感官评分及营养价值。     

Objective Quality Assessment of Raw Tilapia (Oreochromis niloticus) Fillets Using Electronic Nose and Machine Vision

ABSTRACT: The ability of an electronic nose and machine vision system to classify tilapia fillets based on their odors and colors was studied. Fresh tilapia ( Oreochromis niloticus ) fillets were treated with 0%, 4%, and 8% sodium lactate and stored at 1.7 and 7.2 °C for 12 d. Trained panelists and an electronic nose with twelve polymer sensors evaluated odors. A machine vision system measured fillet colors. Aerobic plate counts were performed. Correct classification based on experimental variables (percent lactate, microbialload, sensory scores, storage time, and temperature) by discriminant function analysis was poor for color data alone, acceptable for electronic nose data alone, and excellent with these data combined.     

Prediction of Microbial and Sensory Quality of Cold Smoked Atlantic Salmon (Salmo salar) by Electronic Nose

ABSTRACT: Quality changes of cold smoked salmon from 4 different smokehouses in Europe were monitored by a prototype gas-sensor array system, the FishNose. Samples were stored in different packaging (vacuum and Modified Atmosphere Packaging [MAP]) for up to 4 wk under controlled storage conditions at 5 °C and 10 °C. Quality criteria based on sensory attributes (sweet/sour, off, and rancid odor), and total viable counts and lactic acid bacteria counts were established and used for classification of samples based on the responses of the FishNose. The responses of the gas-sensors correlated well with sensory analysis of spoilage odor and microbial counts suggesting that they can detect volatile microbially produced compounds causing spoilage odors in cold-smoked salmon during storage. The system is therefore ideal for fast quality control related to freshness evaluation of smoked salmon products. Partial least squares (PLS) regression models based on samples from single producer showed better performance than a global model based on products from different producers to classify samples of different quality.     

电子鼻分析技术在白酒品质检定中的应用研究

通过应用德国AIRSENSE公司生产的电子鼻系统PEN3对4个不同质量等级的清香型大曲酒进行挥发物特征响应分析、PCA分析、LDA分析、LOADING分析,其中PCA主成分析区分贡献率可达99.986%,LDA分析第一、第二主成分总的区分贡献率达96.872%,可以较显著的区分酒样,其中10个传感器中贡献最大的两个是W5S与W1W。     

基于电子鼻技术判定冷鲜罗非鱼片品质劣变进程

应用电子鼻采集贮藏过程冷鲜罗非鱼片顶空挥发性气味,同步进行感官评价、微生物和理化分析。结果表明：传感器响应信号随着鱼片气味浓度增大而增大,且对不同新鲜度气味有良好响应。线性判别(LDA)比主成分分析(PCA)更能有效区分鱼片的不同新鲜度、微生物及挥发性盐基氮含量,表明电子鼻可快速检测鱼片的品质劣变进程。通过负荷加载分析和相关分析表明,W2W、W1W、W1S、W2S对区分冷鲜罗非鱼片不同新鲜度的贡献较大,并与感官可接受性、菌落总数和挥发性盐基氮的相关性良好,可作为今后研制鱼用电子鼻系统精选传感器的理论参考。     

基于电子鼻对酥油贮藏期间质量变化规律的研究

利用电子鼻技术,以产自内蒙古的酥油为原料,对4、25、32℃贮藏期间的酥油质量变化进行研究,并配合感官评价、酸值、过氧化物值指标进行检测,探讨电子鼻用于酥油贮藏期间质量变化的可行性。结果表明：32℃酥油在4个月左右的贮藏期内,酸值上升最明显,过氧化物值先上升后下降,在贮藏后期发生酸败,产生哈败味道无法食用。而在4℃贮藏时,酥油各项化学指标变化不明显。同时,使用电子鼻对不同温度相同贮藏期的样品的顶空气味进行指纹分析。采用电子鼻分析系统中的线性判别法聚类模型分析相关数据,结果与理化指标的检测存在很高的相似性,证明电子鼻可用于酥油的质量监控。     

电子鼻对低温贮藏猕猴桃品质的预测

为了探索电子鼻技术快速检测猕猴桃品质的方法,以“秦美”猕猴桃为试材,利用电子鼻技术对低温贮藏猕猴桃的芳香成分进行检测,采用多元线性回归（multiple linear regression,MLR）、偏最小二乘法（partial leastsquaresregressions,PLS）、BP（back-propagation）网络3 种分析方法建立评价低温贮藏期猕猴桃的可溶性固形物含量、pH值和硬度的数学模型。结果表明：在贮藏0～45 d,S1、S2、S3、S4、S7、S8、S9和S10传感器响应值变化显著（P＜0.05）,即芳香苯类、氮氧化物、氨类、氢气、硫化氢、乙醇、有机硫化物、芳香烷烃这几类化合物在猕猴桃低温贮藏期变化显著。同时线性判别分析比主成分分析能更好地区分不同贮藏期的猕猴桃。MLR、PLS和BP网络3 种分析方法都能很好地预测低温贮藏猕猴桃的品质,但相比之下,BP网络的分析精度更高。应用电子鼻技术预测猕猴桃的品质是可行的。     

电子鼻技术研究臭氧水处理对罗非鱼鱼片的新鲜度的影响

采用电子鼻PEN3系统对经不同臭氧水处理的罗非鱼肉进行检测。对传感器进行相关性分析与Loadings分析,由W1C、W5S、W1S、W1W、W2S、W2W和W3S组成新的传感器阵列。对优化后的传感器阵列进行主成分分析,结合挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen,TVB-N）值、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactivesubstances,TBARS）值综合评价臭氧水处理对罗非鱼鱼片的新鲜度的影响。结果表明,利用电子鼻技术得到罗非鱼鱼片的贮藏品质区分结果与TVB-N值、TBARS值0级动力学分析结果基本一致;1 mg/L臭氧水处理5 min不能明显地减缓罗非鱼鱼片在贮藏期新鲜度下降,5 mg/L臭氧水处理10 min能明显地减缓罗非鱼鱼片在贮藏期新鲜度下降。     

基于电子鼻辅助的酸辣花蛤酱研制开发

以花蛤、糟辣椒为主要原料,选择感官评价为指标,通过正交试验研制开发一款酸辣花蛤酱,并采用电子鼻技术进行风味差异分析。结果表明:在基础配方上添加花蛤21%、杏鲍菇25%、糟辣椒4%和菜籽油18%为酸辣花蛤酱的最佳工艺配方。成品具有花蛤的鲜香味,颜色红润,酸辣可口,组织状态良好。采用电子鼻分析发现其挥发性成分包含氮氧类、甲基类、芳香类等化合物,各组的风味有差别,证明电子鼻技术能有效应用于酸辣花蛤酱特征风味的分析,辅助产品开发。     

电子鼻和电子舌在饮料酒分析中的应用近况

电子鼻和电子舌是近十年发展起来的嗅觉、味觉传感器技术产品,具有客观、可靠和重现性好等优点。文中介绍了电子鼻和电子舌的基本组成和工作原理,综述了电子鼻和电子舌技术在饮料酒感官评价中的应用现状和发展前景。     

电子鼻对蜂胶质量的判别

用电子鼻对来自17个省份的71个蜂胶样品及其杨树胶进行测定。通过主成分分析,可以较好地区分蜂胶和杨树胶。用判别因子分析,发现甘肃的蜂胶与其他来源的蜂胶质量差别较大。     

电子鼻和电子舌在鱼肉鲜度评价中的应用研究

鲜度是鱼肉及鱼类制品质量的一个重要指标。电子舌和电子鼻技术都能快速地评价鱼肉的品质和新鲜度。本文主要介绍了电子鼻和电子舌的在评价鱼肉鲜度时的工作原理以及研究现状和应用前景。     

电子鼻在秋刀鱼鲜度评定中的应用

为建立秋刀鱼鲜度快速评定方法,研究了秋刀鱼于4℃条件下感官评分、TVB-N、TBARS、细菌总数以及电子鼻检测信号的变化情况。结果表明,秋刀鱼在冷藏过程中感官评分呈下降趋势,贮藏前期气味劣化是总评分降低的主导因素;TVB-N值在贮藏前期变化较小,第5 d开始呈显著增加(p0.05),11 d时接近0.30 mg/g的界限值;TBARS含量在贮藏过程中迅速增加;细菌总数的变化与TVB-N值的变化趋势较为一致,第11 d时接近7.0 Log10 CFU/g的界限值。综合感官、生化和微生物指标,秋刀鱼在4±1℃条件下一级鲜度可保持3 d,二级鲜度可保持至第7 d,货架期为9~11 d。冷藏过程中秋刀鱼样品在PCA的二维图形上倾向于聚类分布,且特征区域没有重叠,电子鼻可以很好的表征秋刀鱼的鲜度变化,同时与感官评分、生化指标以及微生物指标指示的鲜度等级基本一致。研究结果将为秋刀鱼鲜度的快速评定提供技术参考。     

电子鼻和电子舌在食品分析中的应用

电子鼻和电子舌作为嗅觉传感器技术,以其客观性、可靠性和重现性等优点在食品分析中得到了广泛的应用。本文在介绍电子鼻和电子舌的工作原理及基本组成基础之上,就其在国内外食品品质监控、食品评价、食品安全检测方面的一些应用进行了综述,以期对提高我国食品分析提供一定的参考。     

电子鼻在动物性烹饪原料品质检测中的应用

电子鼻是一种模拟人的嗅觉来分析、识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器,在食品行业有较好的发展。本文介绍了电子鼻工作原理及基本组成,综述了电子鼻在动物性烹饪原料品质及安全检测方面的研究进展,并对其应用趋势进行了展望。     

电子鼻对苹果货架期质量的评价

利用电子鼻分析了商业化采摘期采收的红星苹果采后的货架期质量变化情况。苹果采后在常温下放置40 d,期间利用电子鼻检测其质量的变化情况,通过主成分分析及货架期分析等方法,预测苹果的采后货架期。为了评价电子鼻的分析能力,将其预测结果与传统的理化检测方法(硬度、pH、可溶性固形物、淀粉指标)得到的结果进行了比较,结果证明了电子鼻预测苹果货架期的准确性。     

电子鼻及其在肉品感官评定中的应用

电子鼻是一种新颖的模拟人的嗅觉来分析、识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器,它可以在几小时、几天甚至数月的时间内连续地、实时地监测特定位置的气味状况。因而,在食品检测行业的应用越来越广泛。本文主要介绍电子鼻在国内外肉品感官检测领域的应用与发展前景。