一种气体传感器检测鸡蛋新鲜度的方法技术

本发明专利技术是一种气味传感器检测鸡蛋新鲜度的无损检测方法，属于农产品无损检测领域。该技术方法是将单个鸡蛋置于２５０ｍｌ烧杯中，把电子鼻特征值提取时间设为为５０ｓ，洗脱时间为９０ｓ。将传感器特征值Ｓｎ带入鸡蛋货架期预测模型或者鸡蛋新鲜度等级预测模型中，分别得到鸡蛋货架期为２０℃，７０％ＲＨ条件下鸡蛋的贮藏时间和得到无损判别鸡蛋新鲜度的等级。本方法可以快速、非破坏性检测的鸡蛋新鲜度，从而减少了人工费用和检测时间的损失，可在实际的生产、流通、贮藏、销售过程中监测鸡蛋产品的质量。同时根据实验结果，优化了传感器组合，降低了仪器研发制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种用气味传感器检测鸡蛋新鲜度的方法，属于农产品检测

技术介绍
我国是世界第一产蛋大国，其产品消费需求也持续快速增长，我国人均禽蛋在过去IO年里分别增长 了51%，达到人均占有22公斤。2007年我国禽蛋出口总量(折鲜蛋)89, 000吨，比上年下降1%，出口 量仅占禽蛋总产量的0.4% 。美国鲜蛋年产量虽是世界第二位，但也仅是我国产量的五分之一，然而其出 口量却占到世界出口总量的22%。除了消费习惯原因外，质量控制体系下统一标准的产品质量也至关重要。目前鸡蛋多为大规模产业化生产，在蛋品的加工、贮藏与销售流通当中易受内外环境因素的影响而发 生品质劣变，但是对其品质和新鲜度的分级主要还是靠人工及理化指标的检测来确定，生产效率低，难以 对蛋品在贮藏中新鲜度及品质的变化实施快速检测。禽蛋的新鲜度指标直接关系到蛋品的等级、蛋制品的 质量，也关系到禽蛋及其产品的质量，如何检测品质，提高经济效益，已经成为我国当前及未来亟待解决 的问题。国内外学者己经在光学、电磁学、动力学等方面对鸡蛋的新鲜度、裂纹、异常蛋进行了无损检测方面 的研究。然而对于鸡蛋气味方面的无损检测研究，国外研究较少报道，国内对整蛋气味检测研究还是空A。 Warren等应用不同的萃取分离技术对能够反应蛋黄、蛋白特殊气味和风味的挥发性成分进行鉴定， 一些醛 类、芳香成分及硫化物已经被浓縮鉴定。Sato等从新鲜的鸡蛋白中确定胺，醇，醛和酮的挥发物。对于久 贮的禽蛋，除了蛋白质腐败产生的胺类、硫化氲、甲烷等，脂肪腐败产生低分子脂酸醇等，糖类分解产生 低级脂肪酸、一氧化碳、甲烷、氢气等物质，Brown等对恶化的蛋液分析发现二甲基硫化合物，二甲基二 硫化合物，二甲基三硫化合物，硫代乙酸甲酯，甲醇，乙醇，丙醇，丙酮，2-丁酮和乙酸乙酯，这些甲基 硫化物与品质劣变及气味可接受程度之间有极大的相关性。总的来说，鸡蛋贮藏过程中产生的气体大致分 为以下几类，低级的脂肪酸(醇、醛)，氨类等含氮的气体，少量含硫氨基酸分解产生的硫化物类，二氧 化碳、水分等气体。但目前，采用气相色谱法(GC)和气质联用(GC-MS)等技术检测禽蛋的挥发性成分，其费用昂贵、检测 周期长，且无法代表其整体信息。而应用电子鼻可全面反映禽蛋挥发成分的整体信息，并对其进行实时检 测。Sumana等人研究了基于人工模拟嗅觉系统(AOS)的金属氧化物半导体技术对蛋白、蛋黄液新鲜度的评 价检测，表明AOS可以检测品质劣变的过程中的化学成分(有机酸)和微生物的变化。Dutta等人用4个廉价的 商用氧化锌传感器组成的气体传感器阵列检测了4组鸡蛋在20-40天贮藏情况下的新鲜度，并用多元统计方 法特别是神经网络划定了不同新鲜度的三个鸡蛋区域，预测精度为95%，但并未考虑传感器的组合与模型 的优化。目前，用气体传感器测定鸡蛋新鲜度，优化传感器组合的研究未见报道。申请者在863资助下，开展 气体传感器阵列在禽蛋品质方面的研究，目的在于拓宽鸡蛋品质无损检测的方法，同时提高蛋类产品在生 产、贮藏、流通、消费过程中的品质。
技术实现思路
技术问题针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种鸡蛋新鲜度的无损检测方法，利用气体传感器对鸡蛋 的新鲜度进行无损检测，可以进行非破坏性的检测，并按照国际标准对鸡蚩进行分级。技术方案一种鸡蛋新鲜度的无损检测方法，其特征在于利用气体传感器检测鸡蛋散发的气体变化特征来预测鸡 蛋新鲜度。每个鸡蛋放置250ml容器中，进行气体采集检测；特征值提取时间设定为50s，用洁净空气淸 洗时间设置为90s。电子鼻输出的参数响应值读数Sn是根据传感器接触到样品挥发物后的电阻量G与传 感器在经过标准活性碳过滤气体的电阻量GO的比值G/G0。将Sn代入鸡蛋货架期的无损预测模型鸡蛋货架期预测模型货架期=40.373 + 52892*&+521.467*&-584.201*& 式l式1中的Sn代表传感器的响应阻值之比，下标n为10个传感器对应编号。得到鸡蛋货架期为2(TC ， 70%RH条件下鸡蛋的IC藏天数。 或者将Sn带入鸡蛋新鲜度等级判别模型鸡蛋新鲜度等级无损判别模型:'优质309.161 - 47.195 * & -147.892 * & - 56.105 * S6 2 72 中等72 > 309.161 - 47.195 * & -147.892 * S3 - 56.105 * &》60 次级60 > 309.161 - 47.195 * & -147.892 * & - 56.105 * A 2 30 散黄30〉309.161-47.195W2-147.892W3-56.1056式2式2中的Sn代表传感器的响应阻值之比，下标n为传感器编号。得到无损判别鸡蛋新鲜度的等级。 所采用的气味传感器为电子鼻，型号为德国AIRSENSE公司PEN3型。 有益效果1) 通过不破坏鸡蛋完整性的情况下，通过鸡蛋所散发出来的气味对鸡蛋的新鲜度进行检测，相比传统 的检测方法减少了产品和药品的损耗，也节省了品质检测的时间，对提升蛋品质量有促进作用。2) 通过本方法对电子鼻中气体传感器进行了选择和优化，有利于降低成本，研发结构简单，准确性高 的手持式检测设备，利于实际应用推广。3) 技术新颖、应用方式多样。其研究成果将为实现对鸡蛋品质质量监控及专业检测设备的研发提供理 论依据，其技术特点可以用于我国在分级、贮藏、流通、销售过程中的品质实时无人监控，预计成果去向 为蛋产品生产、品质检验、加工以及相关企业。四附图说明图l:检测鸡蛋新鲜度的方法优化建立流程图 图2:10个传感器的载荷分析图五具体实施例方式针对本专利技术是一种气味传感器检测鸡蛋新鲜度的方法。试验材料的鸡蛋由南京源创禽业发展有限 公司提供无公害鸡蛋，褐壳无污斑裂纹。采购样本后，模拟货架期20'C, 70%-80°/。湿度恒温箱放置。具体 实施过程包括三个部分1电子鼻(型号为德国AIRSENSE公司PEN3型)取样参数的确定预先选择不同期间段的的10个鸡蛋样品。用气味传感器阵列逐个测定响应参数，分析响应值曲线(与 时间相关)，相关研究(Roussel S， Forsberg G， Steinmetz V,. Optimization of electronic nose measurements. Part I: Methodology of output feature selection[J]. Journal of Food Engineering. 1998, 37(2): 207-222.)比较认为传感 器相应稳定时期的点为特征值效果较好，比较结果本研究以50s处的响应值为选取特征值。对于样品来说，需要选择密闭容器来放置样品并测试该容器中样品的气味，进行电子鼻测试。 一般来 说容器过大，气味需要较长时间才能在容器内分布均匀，影响测试时间，而容器过小不容易使传感器充分 感应。考虑到鸡蛋直径，比较选择确定250ml的带盖烧杯为实验用容器(南京大光明化玻仪器有限公司)。洗脱时间的选择，每次检测完毕，需要通过经过活性炭过滤的洁净空气，清洗去除上一个样品的残留 气体的干扰。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鸡蛋新鲜度的无损检测方法与传感器筛选优化方法，是利用气体传感器检测鸡蛋散发的气体变化特征来预测鸡蛋新鲜度，其特征在于，　１）每个鸡蛋放置２５０ｍｌ烧杯，并用无味保鲜膜封口；最佳特征值提取５０ｓ时间点，电子鼻输出的参数响应值读数Ｓ是 根据传感器接触到样品挥发物后的电阻量Ｇ与传感器在经过标准活性碳过滤气体的电阻量Ｇ０的比值Ｇ／Ｇ０作为原始特征数据；　２）将Ｓ代入鸡蛋货架期损预测模型：　鸡蛋货架期预测模型：货架期＝４０．３７３＋５２８９２＊Ｓ↓［２］＋５２１．４ ６７＊Ｓ↓［３］－５８４．２０１＊Ｓ↓［５］　式１　式１中的Ｓｎ＝Ｇ／Ｇ０代表传感器的响应阻值之比，下标ｎ为１０个传感器对应编号　得到鸡蛋货架期为２０℃，７０％ＲＨ条件下鸡蛋的贮藏天数；　或者将Ｓｎ带入鸡蛋新鲜度等级判别 模型：　鸡蛋新鲜度等级无损判别模型＝＊＊＊　式２　式２中的Ｓｎ＝Ｇ／Ｇ０代表传感器的响应阻值之比，下标ｎ为传感器编号，　得到无损判别鸡蛋新鲜度的等级。

【技术特征摘要】
1.一种鸡蛋新鲜度的无损检测方法与传感器筛选优化方法，是利用气体传感器检测鸡蛋散发的气体变化特征来预测鸡蛋新鲜度，其特征在于，1)每个鸡蛋放置250ml烧杯，并用无味保鲜膜封口；最佳特征值提取50s时间点，电子鼻输出的参数响应值读数S是根据传感器接触到样品挥发物后的电阻量G与传感器在经过标准活性碳过滤气体的电阻量G0的比值G/G0作为原始特征数据；2)将S代入鸡蛋货架期损预测模型鸡蛋货架期预测模型货架期＝40.373+52892*S2+521.467*S3-584.201*S5 式1式1中的Sn＝G/G0代表传感器的响应阻值之比，下标n为10个传感器对应编号得到鸡蛋货架期为20℃，7...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠康，刘明，潘磊庆，刘鹏，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：84[]