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智能感官技术在特色农产品品质评价中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-11-25  来源:感官科学与评定
核心提示:2024年, 新的中央一号文件提出, 鼓励各地因地制宜大力发展特色产业, 支持打造乡土特色品牌。特色农产品的品牌建设不仅需要依托其
2024年, 新的中央一号文件提出, 鼓励各地因地制宜大力发展特色产业, 支持打造乡土特色品牌。特色农产品的品牌建设不仅需要依托其优秀的文化背景, 更需要自身品质的严格把控, 以其外观、风味、营养、特征等优劣程度为重要指标。目前对于特色农产品品质的评价主要有以下两种方法: 仪器分析技术和感官技术。

一、电子眼在特色农产品品质评价中的应用


01农产品分级分类
电子眼可根据农产品的大小、形状、颜色等特征进行自动分类和分级,提高分拣效率和准确性。万鹏等利用BP神经网络构建识别模型,并结合软硬件技术,成功研发了一种淡水鱼在线识别装置。该装置集图像采集、分析,鱼体特征提取及品种识别于一体,能高效识别鲤鱼、鲫鱼、草鱼和鳊鱼等4大淡水鱼品种。其平均识别准确率达到92.50%,且检测速度快捷,平均耗时仅1.3s。

02农产品质量检测
电子眼可以快速、准确地检测农产品的外观缺陷,如表面的损伤、斑点、畸形等,同时也可根据其外观实现对农产品真伪的快速辨别。
如刘瑞新等通过电子眼对80批次的川贝母样品进行光学数据的采集与分析,结合化学计量学的深入研究,建立了偏最小二乘判别分析(partialleastsquaresdiscriminantanalysis,PLS-DA)、判别分析(discriminantanalysis,DA)、最小二乘支持向量机(leastsquaressupportvectormachine,LS-SVM)、主成分分析-判别分析(PCA-discriminantanalysis,PCA-DA)4种真伪及商品规格辨识模型,以实现对川贝母真伪及商品规格的精准识别,结果显示PLS-DA模型更适合用于川贝母的真伪辨识,PCA-DA模型适合用于辨识川贝母商品规格。

03农产品成熟度判断
电子眼通过对农产品颜色、形状等特征的识别,来判断其成熟度,有助于确定最佳的采摘时间。
MAZEN等基于人工神经网络,利用颜色变化、褐斑生长和Tamura统计纹理特征来分类和评定香蕉果实成熟度并进行分类分级。对所提系统的结果与性能进行了全面评估,与朴素贝叶斯、最近邻算法(K-nearestneighors,KNN)、支持向量机(supportvectormachine,SVM)、决策树以及判别分析分类器等多种技术进行对比分析。结果表明,所提系统的总体识别率最高,为97.75%。

二、电子鼻在特色农产品品质评价中的应用

01食品等级分类
农产品在不同生长阶段或状态,或者在成熟、腐烂或受到病虫害影响时,会释放出不同的挥发性有机化合物,这些化合物的种类和浓度可以反映出农产品的品质和新鲜度。
电子鼻能够通过传感器阵列捕捉到这些气味的变化进而对农产品的等级进行分类。如LIU等利用电子鼻分析了不同质量等级的有机绿茶样品,通过反向传播神经网络(multilayerackproagationneuralnetwork,MBPNN)的多任务模型用于同时执行分类任务(茶叶等级分类)和回归任务(茶叶与市场价格的品质预测),结果验证得到电子鼻对有机绿茶的识别分类和评价具有较好的性能。

02农产品成熟度检测
农产品成熟过程中会释放出特定的挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds,VOCs),这些化合物的种类和浓度会随着成熟度的变化而改变,电子鼻的传感器阵列能够感知VOCs的变化进而产生数据信号,通过建立农产品成熟度与传感器信号之间的关系模型,从而实现对农产品成熟度的区分。如张鑫等利用电子鼻系统对不用成熟度的黄桃进行分析评价,并利用PCA和判别因子分析法(dynamicfactoranalysis,DFA)两种分析方法对香气特征数据进行分类,研究证明电子鼻可以较好地区分不同生长期的黄桃。

03农产品质量控制
农产品的质量与其成熟度、储存状态和腐败程度密切相关,这些因素都会影响其挥发性成分的释放。通过对这些气味特征的实时监测和分析,电子鼻能够有效识别出农产品的质量变化,确保农产品的新鲜度和安全性,从而实现对农产品质量的有效控制。
如ANONYMOU等采用电子鼻对(7±1)℃下储藏的鲜切青椒进行新鲜度评估,将电子鼻数据进行层次聚类分析(hierarchicalclusteringanalysis,HCA),结果表示,新鲜与变质样品间有较好分离效果;而PCA能够将不同储存天数下的样品进行区分。

三、电子舌在特色农产品品质评价中的应用

01农产品的味觉分析
农产品滋味成分能够被电子舌特定的传感器进行识别,转换成相应的电信号并处理,进而模拟人类对不同味道的响应。
陈小姝等基于电子鼻技术对鲜食花生品种干燥籽仁的味觉指标进行鉴别研究,并利用PCA对所测数据进行分析,研究发现鲜食花生的味觉指标以鲜味、甜味、咸味、苦味和涩味(回味)为主,对鲜食花生的风味指标的确立及分析具有一定的指导意义。杨露萍等则通过电子舌技术表征不同科辛味中药,发现洋川芎内酯A、丁烯苯酞与藁本内酯3种苯酞类成分是川芎辛味的物质基础。

02农产品质量控制
由于不同农产品的质量和成分会直接影响其味道特征,电子舌能够准确识别和量化这些特征,通过比较食品样品的味道数据,电子舌可以检测农产品质量的一致性,确保农产品符合既定的品质标准,从而对农产品的质量进行有效控制。如彭星星等通过电子舌技术对核桃油中掺入菜籽油这一现象进行鉴别,研究表明,通过结合LDA可以有效地鉴别这种掺假现象。

四、智能感官技术与传统分析技术相结合

人工感官技术和仪器分析技术作为传统食品品质分析技术,与智能感官分析技术相互结合,能够对食品从主观层面与客观层面,主体层面与微观层面对食品分析,从而食品品质做出更好的分析和评价。
吴亚楠等通过电子眼和高效液相色谱(high-erformanceliquidchromatography,HPLC)技术联用,运用皮尔逊相关性分析和线性回归分析五味子有效成分含量与外观性状之间的关联,研究结果显示,五味子颜色越深,含有的有效成分含量越高,颜色可作为评价五味子质量的方法。林先丽等则利用气相色谱-质谱联用和电子舌技术建立了不同质量等级酱香型白酒味觉指标和挥发物之间的模型关系,PCA结果表明可以通过其味觉特征对不同等级酱酒进行有效区分。 
编辑:songjiajie2010

 
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关键词: 农产品 感官
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