基于電子舌快速檢測(cè)果汁中苯甲酸的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于電子舌快速檢測(cè)果汁中苯甲酸的方法，該方法將新鮮柑橘，去皮，榨汁，過濾，取純果汁；稱取一定量的苯甲酸，將苯甲酸溶解到水中，制備的苯甲酸溶液備用；再將果汁與苯甲酸按混合一定比例混合，電子舌傳感器陣列與混合溶液接觸，產(chǎn)生味覺指紋信息，從味覺指紋信息中提取特征數(shù)據(jù)，利用主成分分析、隨機(jī)森林建模對(duì)柑橘樣品進(jìn)行定性定量分析；結(jié)合建立的預(yù)測(cè)模型，對(duì)未知苯甲酸濃度的果汁溶液進(jìn)行判定。本發(fā)明專利技術(shù)便捷、客觀、快速定量預(yù)測(cè)在果汁中苯甲酸的含量。該發(fā)明專利技術(shù)大大改善了果汁品質(zhì)檢測(cè)控制的條件，具有便捷、客觀、快速等特點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于食品果汁添加劑檢測(cè)
，涉及一種基于電子舌快速檢測(cè)果汁中 苯甲酸的方法。
技術(shù)介紹
隨著果汁飲料業(yè)的不斷發(fā)展，各類食品添加劑被廣泛地使用在果汁飲料中。食品 添加劑對(duì)果汁的保鮮、穩(wěn)定等起著決定性作用，但是，添加劑的安全問題已引起人們的廣泛 關(guān)注。各國(guó)都制訂了相關(guān)的法規(guī)，限制食品添加劑的使用。 苯甲酸又名安息香酸（C6H5COOH)，其防腐效果較好，在酸性條件下抑菌范圍廣，防 腐效果好且價(jià)格低兼，因此廣泛地被作為防腐劑添加于飲料、汽酒及日常調(diào)味品中。我國(guó)食 品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在一般飲料中苯甲酸最大使用量為lg/kg，在濃縮果汁中不能超過2g/kg。 各國(guó)進(jìn)行的大量毒理學(xué)試驗(yàn)表明，大白鼠灌服添加有苯甲酸的飼料90天，其肝、腎出現(xiàn)病 理變化，生長(zhǎng)及壽命都受到影響。飲料及其它液體食品中如果添加過量防腐劑，將嚴(yán)重危害 人們的身體健康。目前食品中苯甲酸含量的常規(guī)測(cè)定方法有高效液相色譜、分光光度法、熒 光分光光度法等，但是這些方法存在操作復(fù)雜、分析時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。因此，探索一種快速簡(jiǎn) 便的苯甲酸檢測(cè)方法是很有必要的。 電子舌是用類脂膜作為味覺傳感器，以類似人的味覺感受方式檢測(cè)味覺物質(zhì)。電 子舌味覺傳感器具有高靈敏度、可靠性、重復(fù)性、它可以對(duì)樣品進(jìn)行量化，同時(shí)可以對(duì)一些 成分含量進(jìn)行快速定性定量。目前，利用味覺傳感器測(cè)定果汁中苯甲酸，定量測(cè)定果汁中苯 甲酸含量的相關(guān)研宄尚未報(bào)道。本專利技術(shù)目的在于快速定量檢測(cè)果汁中苯甲酸，同時(shí)填補(bǔ)國(guó) 內(nèi)外關(guān)于果汁飲料中苯甲酸含量的快速檢測(cè)的空白。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)上述問題，本專利技術(shù)的目的是提供一種基于電子舌快速檢測(cè)果汁中苯甲酸的方 法，利用味覺傳感器對(duì)不同濃度的苯甲酸果汁溶液進(jìn)行快速檢測(cè)。 本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種基于電子舌快速檢測(cè)果汁中苯 甲酸的方法，包括如下步驟： (1)將剛采收的柑橘表面處理干凈，去皮、榨汁、過濾，得到純濃度的柑橘濾液備 用； (2)稱取1. 0g，2. 0g，3. 0g，4. 0g苯甲酸，分別加入到20mL濃度為40g/L的碳酸氫 鈉溶液中，加熱攪拌溶解，移入l〇〇mL容量瓶中，加超純水定容至100mL，所得到溶液的苯甲 酸含量為 l〇g/L，20g/L，30g/L，40g/L，作為儲(chǔ)備溶液；將 10g/L，20g/L，30g/L，40g/L 濃度苯 甲酸儲(chǔ)備溶液，與純濃度的柑橘汁以質(zhì)量比1:19的比例混合并攪拌；最終得到苯甲酸濃度 為 0? 5g/kg，1. 0g/kg，1. 5g/kg，2. 0g/kg 的柑橘果汁溶液； (3)將柑橘果汁溶液放于電子舌檢測(cè)特定容器中，電子舌傳感器陣列與樣品果汁 接觸，果汁中不同風(fēng)味物質(zhì)在傳感器表面轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電信號(hào)；產(chǎn)生的信號(hào)被送到信號(hào) 調(diào)理單元進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，得到傳感器陣列響應(yīng)值； (4)選用各個(gè)傳感器的穩(wěn)定值作為主成分分析和隨機(jī)森林的特征值； (5)在Matlab中，根據(jù)步驟4得到的電子舌特征值，通過自助法（boot-strap)重 采樣技術(shù)，不斷生成訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本，由訓(xùn)練樣本生成若干決策樹，從而建立隨機(jī)森林 模型；在隨機(jī)森林模型中，對(duì)決策樹的樹節(jié)點(diǎn)的變量個(gè)數(shù)以及隨機(jī)森林中決策樹的個(gè)數(shù)進(jìn) 行優(yōu)化，測(cè)試結(jié)果由決策樹投票結(jié)果的平均值而定； (6)將苯甲酸含量未知的待測(cè)樣本通過步驟3得到其電子舌傳感器響應(yīng)值，將傳 感器響應(yīng)值導(dǎo)入步驟5得到的隨機(jī)森林模型，最終預(yù)測(cè)待測(cè)樣本中的苯甲酸含量。 進(jìn)一步地，所述步驟3中，所述果汁含量為80ml，所述電子舌燒杯容量為100ml，所 述檢測(cè)條件為：檢測(cè)時(shí)間120s，清洗時(shí)間10s。 進(jìn)一步地，所述步驟5中，通過相關(guān)系數(shù)r、均方根誤差RMSE值對(duì)優(yōu)化后的隨機(jī)森 林模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體為：【主權(quán)項(xiàng)】1. 一種，其特征在于，包括如下步驟： (1) 將巧橘表面處理干凈，去皮、棒汁、過濾，得到純濃度的巧橘濾液備用； (2) 稱取1.Og，2.Og，3.Og，4.Og苯甲酸，分別加入到20血濃度為40g/L的碳酸氨鋼溶 液中，加熱攬拌溶解，移入lOOmL容量瓶中，加超純水定容至lOOmU所得到溶液的苯甲酸含 量為10肖/1，20肖/1，30肖/1，40肖/1，作為儲(chǔ)備溶液；將10肖/1，20肖/1，30肖/1，40肖/1濃度苯甲 酸儲(chǔ)備溶液，與純濃度的巧橘汁W質(zhì)量比1:19的比例混合并攬拌；最終得到苯甲酸濃度為 0. 5g/kg，1.Og/kg，1. 5g/kg，2.Og/kg的巧橘果汁溶液； (3) 將巧橘果汁溶液放于電子舌檢測(cè)特定容器中，電子舌傳感器陣列與樣品果汁接觸， 果汁中不同風(fēng)味物質(zhì)在傳感器表面轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電信號(hào)；產(chǎn)生的信號(hào)被送到信號(hào)調(diào)理單 元進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，得到傳感器陣列響應(yīng)值； (4) 選用各個(gè)傳感器的穩(wěn)定值作為主成分分析和隨機(jī)森林的特征值； (5) 在Matl油中，根據(jù)步驟4得到的電子舌特征值，通過自助法化oot-strap)重采 樣技術(shù)，不斷生成訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本，由訓(xùn)練樣本生成若干決策樹，從而建立隨機(jī)森林模 型；在隨機(jī)森林模型中，對(duì)決策樹的樹節(jié)點(diǎn)的變量個(gè)數(shù)W及隨機(jī)森林中決策樹的個(gè)數(shù)進(jìn)行 優(yōu)化，測(cè)試結(jié)果由決策樹投票結(jié)果的平均值而定； (6) 將苯甲酸含量未知的待測(cè)樣本通過步驟3得到其電子舌傳感器響應(yīng)值，將傳感器 響應(yīng)值導(dǎo)入步驟5得到的隨機(jī)森林模型，最終預(yù)測(cè)待測(cè)樣本中的苯甲酸含量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種，其特征在 于，所述步驟3中，所述果汁含量為80ml，所述電子舌燒杯容量為100ml，所述檢測(cè)條件為： 檢測(cè)時(shí)間120s，清洗時(shí)間10s。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種，其特征在 于，所述步驟5中，通過相關(guān)系數(shù)r、均方根誤差RISE值對(duì)優(yōu)化后的隨機(jī)森林模型進(jìn)行評(píng)價(jià)， 具體為：其中，N表示在建模過程中的樣本個(gè)數(shù)； Xi為建模過程中的第i個(gè)測(cè)試值； 玄為建模過程中的樣本響應(yīng)值的平均值； Yi為建模過程中第i個(gè)樣本的預(yù)測(cè)值； F為建模過程中的樣本預(yù)測(cè)值的平均值。【專利摘要】本專利技術(shù)公開了一種，該方法將新鮮柑橘，去皮，榨汁，過濾，取純果汁；稱取一定量的苯甲酸，將苯甲酸溶解到水中，制備的苯甲酸溶液備用；再將果汁與苯甲酸按混合一定比例混合，電子舌傳感器陣列與混合溶液接觸，產(chǎn)生味覺指紋信息，從味覺指紋信息中提取特征數(shù)據(jù)，利用主成分分析、隨機(jī)森林建模對(duì)柑橘樣品進(jìn)行定性定量分析；結(jié)合建立的預(yù)測(cè)模型，對(duì)未知苯甲酸濃度的果汁溶液進(jìn)行判定。本專利技術(shù)便捷、客觀、快速定量預(yù)測(cè)在果汁中苯甲酸的含量。該專利技術(shù)大大改善了果汁品質(zhì)檢測(cè)控制的條件，具有便捷、客觀、快速等特點(diǎn)。【IPC分類】G01N27-26【公開號(hào)】CN104849328【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510228898【專利技術(shù)人】王俊, 裘姍姍 【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)【公開日】2015年8月19日【申請(qǐng)日】2015年5月6日本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于電子舌快速檢測(cè)果汁中苯甲酸的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)將柑橘表面處理干凈，去皮、榨汁、過濾，得到純濃度的柑橘濾液備用；(2)稱取1.0g，2.0g，3.0g，4.0g苯甲酸，分別加入到20mL濃度為40g/L的碳酸氫鈉溶液中，加熱攪拌溶解，移入100mL容量瓶中，加超純水定容至100mL，所得到溶液的苯甲酸含量為10g/L，20g/L，30g/L，40g/L，作為儲(chǔ)備溶液；將10g/L，20g/L，30g/L，40g/L濃度苯甲酸儲(chǔ)備溶液，與純濃度的柑橘汁以質(zhì)量比1:19的比例混合并攪拌；最終得到苯甲酸濃度為0.5g/kg，1.0g/kg，1.5g/kg，2.0g/kg的柑橘果汁溶液；(3)將柑橘果汁溶液放于電子舌檢測(cè)特定容器中，電子舌傳感器陣列與樣品果汁接觸，果汁中不同風(fēng)味物質(zhì)在傳感器表面轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電信號(hào)；產(chǎn)生的信號(hào)被送到信號(hào)調(diào)理單元進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，得到傳感器陣列響應(yīng)值；(4)選用各個(gè)傳感器的穩(wěn)定值作為主成分分析和隨機(jī)森林的特征值；(5)在Matlab中，根據(jù)步驟4得到的電子舌特征值，通過自助法(boot?strap)重采樣技術(shù)，不斷生成訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本，由訓(xùn)練樣本生成若干決策樹，從而建立隨機(jī)森林模型；在隨機(jī)森林模型中，對(duì)決策樹的樹節(jié)點(diǎn)的變量個(gè)數(shù)以及隨機(jī)森林中決策樹的個(gè)數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，測(cè)試結(jié)果由決策樹投票結(jié)果的平均值而定；(6)將苯甲酸含量未知的待測(cè)樣本通過步驟3得到其電子舌傳感器響應(yīng)值，將傳感器響應(yīng)值導(dǎo)入步驟5得到的隨機(jī)森林模型，最終預(yù)測(cè)待測(cè)樣本中的苯甲酸含量。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王俊，裘姍姍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33