[发明专利]一种基于仿生技术的天然甘薯香原料的筛选方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于仿生技术的天然甘薯香原料的筛选方法，本发明克服了现有技术的不足之处，采用8种卟啉类化合物作为敏感材料构建了8×12维矩阵的仿生阵列传感器，以光谱数据的虚拟变量代替人工评价数据作为决策系统的输入，通过主成分分析(PCA)、聚类分析(HCA)及判别分析(LDA)等统计学数据处理，使评价结果尽可能地与人类感知行为相接近。与现有人工感官评价的传统方法比较，该方法客服了人为的主观判断的因素，量化了味觉评价指标，可有效指导天然甘薯香原料加工工艺的优化，将所筛选出的天然甘薯香原料应用于卷烟调香，可显著增加卷烟香气，具有醇和烟气、降低刺激性的效果。

技术领域

本发明涉及一种基于仿生技术的天然甘薯香原料的筛选方法及应用，属于香原料深加工技术领域。

背景技术

味觉系统是哺乳动物最古老的一种感觉系统，发展到今天，该系统已经高度发达。哺乳动物味觉的识别功能是依靠分布在哺乳动物口腔内表皮不同位置的味蕾来识别分布在液体中的各种微量物质。口腔内的味觉细胞有上千万个，但是其种类确实十分的有限，却可以辨识比自身细胞种类多的多味道，说明味觉细胞并非是专门特异性，而是具有广谱特异性，识别味道时，通过各种不同种类细胞之间响应程度的排列组合，就可以识别远比细胞种类多的味道，且具有灵敏度高和识别面广的特点，在分析检测领域具有重要的价值。

最早模仿哺乳动物味觉的仿生传感器称为电子舌，其检测对象为液体样本，其传感阵列为味觉传感阵列，信号传导模式为电信号，主要有以下几种类型：多通道类脂膜传感阵列、表面等离子体共振、表面光伏电压技术等；电子舌主要通过物理吸附作用与目标物质结合，结合力弱，识别力有限，而近几年发展起来的新型仿生味觉传感器，通常由敏感材料阵列通过共价键和氢键等化学键与目标物质结合，通过收集敏感材料在与目标物结合前后的光学信号变化情况、经信号筛选和转换，并结合统计分析方法实现对味觉目标物质检测分析的目的，具有特异性强、不受非呈味物质的影响优势。

以江南大学为代表的研究机构，针对肉制品、白酒、黄酒等的品控做了众多有益的尝试：利用仿生味觉传感器检测我国白酒的品质及酒龄，探讨感官鉴定与常规仪器检测存在的问题；采用电子舌对低脂蛋糕的口味和气味进行分析，探讨低脂蛋糕与传统重油蛋糕在口味和气味上的异同；研究电子舌传感器对樱桃酒的响应值与感官评定的相关性，研究PCA分析法和DFA分析法对味觉和口感特征的模式识别分析。(《食品物性仿生检测机器人及检测方法》，申请号：201010255196.0；《利用味觉系统与电子鼻联合评价芥辣酱风味等级的方法》，申请号：201611047344.3；《基于电子舌与近红外光谱融合检测的白酒自动勾兑系统》，申请号：201510220440.2；《一种三维荧光光谱结合PCA-SVM鉴别浓香型白酒的方法》，申请号：201410835877.2)

本发明将仿生阵列传感器构建在8×12维的矩阵，采用8种卟啉类化合物作为敏感材料，其矩阵原始光谱数据作为输入变量进行主成分分析(PCA)、聚类分析(HCA)及判别分析(LDA)，克服了人为的主观判断的因素，量化了味觉评价指标。将该方法运用于不同加工工艺天然甘薯香原料的筛选，与现有人工感官评价的传统方法比较，具有操作简便快捷、结果准确可靠的优势，可有效指导天然甘薯香原料加工工艺的优化，将所筛选出的天然甘薯香原料应用于卷烟调香，可显著增加卷烟烟气甜香、烘培香，具有醇和烟气、降低刺激性的效果。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种基于仿生技术的天然甘薯香原料的筛选方法及应用。

本发明第一方面提供一种基于仿生技术的天然甘薯香原料的筛选方法，其中的仿生阵列传感器具有N个仿生传感器单元，N为正整数，每个仿生传感器单元具有8个孔，各孔中互不重复地分别加入以下8种不同敏感材料之一的水溶液：四甲基卟啉锰、四甲基卟啉锰钴、四甲基卟啉铁、四甲基卟啉铜、四甲基卟啉锌、四甲基卟啉镍、四甲基卟啉汞、四甲基卟啉镁，加入顺序不限，然后向这8个孔中同时加入同一种样品，且在加入样品前后，在适合于每种敏感材料的波长下各自拍摄该孔的光谱图像，然后根据加入样品前后的光谱图像的差谱数据，判断该样品的味觉属性。