[发明专利]一种利用电子鼻传感器组合优化法监控食醋半成品质量的方法

说明书

技术领域

本发明属于液态食品监控技术领域，具体涉及一种利用电子鼻传感器组合优化法监控食醋半成品质量的方法，食醋半成品是指食醋在醋酸发酵进行中的产品或淋醋完毕的、在生产厂区内贮存于各类容器内、即将进入调配、灭菌、灌装工序的食醋产品。

背景技术

近年来，在全国范围内食醋产品在货架期和滞存期内发生产气、涨壶、发粘等变质现象，已严重影响到企业的正常经营和该产品的消费情况，是企业发展的共性和瓶颈问题，其根源在于对食醋在产品关键点的监控缺失。食醋生产工艺流程从原料到产品出厂，整个周期较长，主要发酵过程分为酒精发酵和醋酸发酵，半成品贮存过程主要在陈酿阶段。企业发现问题时主要集中在陈酿阶段，该阶段也是生产过程监控的真空段，即没有检测行为和指标要求，而发酵产品的质量控制重在过程。

电子鼻是一种由具有部分选择性的化学传感器阵列和适当的模式识别系统组成、能够识别简单或复杂气味的仪器，在食品工业、航空航天、环境监测等方面具有广泛的应用前景，这是该领域受到广泛关注和普遍重视的原因，是目前世界上的热点研究课题，近年来发展迅速，广泛用于工业生产的各个部门，如烟草业、化妆品、食品工业、石油化工、粮食贮存与加工、酒类和饮料、环保监测，临床诊断。此外，电子鼻还用于商检、微生物的鉴别、药物的分类与判别、宇航等部门，以及检查爆炸物品、枪支弹药、毒品与其它违禁物品等等。国外目前已成功的将电子鼻技术应用于生产环节。该技术可用于山西老陈醋、陈醋等酿造食醋生产过程中，也可推广应用在其他省份和地区的酿造食醋生产中。

食醋的发酵过程是一个复杂的微生物代谢过程，生产过程中使用大曲为糖化发酵剂，而大曲是众多种类微生物的集合，每种微生物的代谢产物种类及机理至今仍不能明确，有些菌株甚至难以纯培养，或难以再现代谢过程。如对已经发粘的食醋进行16SPCR基因测序，得到的结果图1所示。

从中可以看到有优势菌株，即CY值为62480的名为Lactobacillus hokkaidonensis的菌株，而此菌株在分离后的遗传性状并不稳定，在用它侵染正常食醋后并没有表现出相同的发粘现象。通过真菌ITS测序的结果图2。从图2中可以看出有多种优势菌株，而这些优势株不能得到分离，因此也就不能进行验证试验。显微图像也能佐证这一现象。显微图见图3，图中：A显示变质食醋在显微镜视野中遍布细菌个体，从外形观察有不同的种类，但以一种数量占优的优势菌株为主；B显示革兰氏染色显现的两种菌体，即革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌；C显示变质食醋中微生物菌体的多样性。以变质食醋为样品进行微生物分离，仅可以得到1-2种量的细菌菌株，类似真菌样的菌株没有分离出来，从菌株分离的角度也说明获得纯菌株的难度很高。D显示分离得到的一株细菌显微图像。

虽然分离出纯菌株的难度较大，但是各类菌株在食醋中参与后期发酵却是事实，既然有发酵代谢的现象，则必然会有代谢产物的产生，进而会使变质食醋的气味带有相关的特征。

CN201310706197发明提供了一种检测山西老陈醋的气敏传感器阵列的制备方法，包括步骤：（1）用真空镀膜机分别将尼龙6、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯五种聚合物蒸镀在五个不同的石英基片上；（2）将蒸镀好的石英基片焊接在电路板上；应用本发明的方法制备的气敏传感器阵列尺寸小，成本低，重复性好，能长期稳定工作，共存气体产生的影响小，对混合气体的分辨性能高。且用其结合压电系统制成的电子鼻系统，在检测山西老陈醋真伪时不需要样品繁琐的前处理过程，可直接进行，且响应速度快，准确度高。

CN201010154584发明公开了一种非破坏鉴定西瓜成熟度的方法：通过电子鼻对已知的熟西瓜和生西瓜挥发出的气味进行采样，利用电子鼻的PCA分析模块对已知的熟西瓜和生西瓜的采样数据进行分析，根据分析结果建立生西瓜标准分析模板和熟西瓜标准分析模板。通过电子鼻对未知西瓜挥发出的气味进行采样，分别利用电子鼻的欧式距离分析模块、马氏距离分析模块、相关性分析分析模块和区别判定分析模块对未知的西瓜的采样数据进行分析，将分析结果与已建立的模板对比鉴定未知的西瓜，并结合这四个分析模块的鉴定结果得出最终鉴定结果，即四个分析模块中有至少三个鉴定一致才认为是对未知西瓜的鉴定结果，故本发明的西瓜鉴定方法实现了无破坏鉴定且鉴定准确度高。