基于電子舌的黃酒品質(zhì)檢測(cè).pdf

1、黃酒是中華民族傳統(tǒng)酒，也是華夏瑰寶和酒中奇葩。當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人民生活質(zhì)量的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)，廣大消費(fèi)者崇尚健康、營(yíng)養(yǎng)、安全和保健的新飲酒觀念不斷提升。黃酒作為低度、營(yíng)養(yǎng)、安全和保健的釀造酒，符合了國(guó)際酒類消費(fèi)的趨勢(shì)，其消費(fèi)量也在逐年增加。但黃酒與其它酒類相比，其地位較低，發(fā)展較慢。要改變黃酒存在的這些不足，除政策引導(dǎo)、優(yōu)化企業(yè)結(jié)構(gòu)外，能夠?qū)S酒的品質(zhì)等級(jí)進(jìn)行快速的區(qū)分與檢測(cè)，為改造傳統(tǒng)黃酒和提高新工藝黃酒提供科學(xué)依據(jù)

2、的簡(jiǎn)便、快速的現(xiàn)代檢測(cè)方法成為迫切需要。電子舌檢測(cè)是近年來迅速發(fā)展起來的無損檢測(cè)方法之一，它是模擬人類的味覺識(shí)別系統(tǒng)，利用味覺傳感器陣列獲取信息，結(jié)合適當(dāng)?shù)哪Ｊ阶R(shí)別方法，能夠?qū)σ后w樣本的味覺特征進(jìn)行總體評(píng)價(jià)并實(shí)現(xiàn)電子感官檢測(cè)。 本研究的主要內(nèi)容是利用電子舌系統(tǒng)對(duì)不同品牌、同一品牌不同標(biāo)注酒齡的黃酒進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用主成分分析、判別函數(shù)分析、偏最小二乘法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模式識(shí)別方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行

3、處理，并對(duì)這些模式識(shí)別方法的效果進(jìn)行了討論；通過對(duì)黃酒中酒精度、氨基酸、揮發(fā)酯、總糖、總酸和固形物、pH值等理化指標(biāo)的檢測(cè)，確立電子舌對(duì)黃酒檢測(cè)結(jié)果與理化指標(biāo)間的相關(guān)性，為黃酒的在線檢測(cè)、質(zhì)量控制以及新產(chǎn)品的開發(fā)提供依據(jù)。 首先，討論不同的訓(xùn)練和清洗溶劑對(duì)電子舌分類效果的影響，通過比較電子舌對(duì)不同品牌，不同標(biāo)注酒齡的黃酒的檢測(cè)效果，確立了最佳的試驗(yàn)條件：用體積比為10％的酒精做訓(xùn)練和清洗過程的溶劑時(shí)，每類樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)較集中，試驗(yàn)

4、重復(fù)性較好。 以女兒紅一年陳、女兒紅三年陳、女兒紅五年陳、古越龍山一年陳、古越龍山三年陳、古越龍山五年陳、會(huì)稽山一年陳為試驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用主成分分析、判別函數(shù)分析、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模式識(shí)別方法對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，比較不同模式識(shí)別方法對(duì)同一品牌不同標(biāo)注酒齡、不同品牌以及不同生產(chǎn)工藝(已裝瓶的由純手工與純機(jī)械化的基酒進(jìn)行勾兌而成的黃酒及純機(jī)械化的黃酒基酒)的識(shí)別效果，得出如下結(jié)論：電子舌能對(duì)上述

5、不同組合的黃酒進(jìn)行很好的區(qū)分；綜合考慮組間距和組內(nèi)方差，DFA的效果都要優(yōu)于PCA；建立DFA模型用于預(yù)測(cè)黃酒的標(biāo)注酒齡，模型對(duì)未知樣品的預(yù)測(cè)效果較好，預(yù)測(cè)的正確率達(dá)到了90％。雖然對(duì)訓(xùn)練集的回判正確率相差不大，但對(duì)測(cè)試集的判斷率遺傳優(yōu)化BP為98.2％，比經(jīng)典BP算法的89.3％和附加動(dòng)量項(xiàng)BP算法的94.6％都要好；經(jīng)典BP算法和附加動(dòng)量項(xiàng)BP算法分別運(yùn)行到1502步和1008步收斂到指定精度，而遺傳優(yōu)化BP學(xué)習(xí)算法收斂到相同精度只

6、用了403步，此時(shí)的程序運(yùn)行時(shí)間：前兩者分別為102.874s和87.644s，后者為29.871s，所以得出如下結(jié)論：遺傳優(yōu)化BP算法用于電子舌的模式識(shí)別方法，比現(xiàn)有的經(jīng)典BP算法和附加動(dòng)量項(xiàng)BP算法在預(yù)測(cè)精度、收斂速度及運(yùn)行時(shí)間上都取得了較好的效果。 利用PLS、BP與GABP建立電子舌檢測(cè)結(jié)果與以下理化指標(biāo)：酒精度、總酸、總糖、氨態(tài)氮、固形物、氧化鈣、揮發(fā)酯及pH值之間的相關(guān)關(guān)系，并分別對(duì)這些理化指標(biāo)值進(jìn)行擬合與預(yù)測(cè)，結(jié)果

7、表明：利用PLS、BP與GABP三種方法建模，對(duì)酒精度，擬合的樣本標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.301919、0.119798、0.194097，預(yù)測(cè)的樣本標(biāo)準(zhǔn)差0.367009、0.699641、0.381734，可見擬合與預(yù)測(cè)的效果均較好；對(duì)氨態(tài)氮，擬合的樣本標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.031543、0.016466、0.01290947，預(yù)測(cè)的樣本標(biāo)準(zhǔn)差0.048712、0.018372、0.015347，說明對(duì)氨態(tài)氮值做預(yù)測(cè)的效果GABP最好，BP次之，