电子鼻-iNose的定义

电子鼻子是一种用于分析、识别气味物质总体特征的新型检测仪器。电子鼻是模仿生物的嗅觉感受机制研制出来的，系统中的传感器阵列相当于生物系统中的嗅觉感受细胞，能感受不同的气味物质，将采集到的气体指纹信息输入电脑。电脑发挥生物系统中的大脑功能，通过软件进行气体信息分析处理，区分辨识不同性质物质的整体特征，给出各个物质的感官信息。传感器阵列中每个独立的传感器都具有交互敏感作用，即一个独立的传感器并非只感受一种化学物质，而是感受一类化学物质，并且在感受某类特定化学物质的同时，还感受一部分其它性质的化学物质。

电子鼻-iNose 的基本原理

电子鼻-iNose的主要检测对象是挥发性的风味物质。电子鼻检测系统中配备的14或更多个不同的金属氧化物传感器对醇类、醛类、烷烃类、碳氧化合物、氮氧化合物、芳香类化合物等有机物质有很好的选择性。当一种或多种风味物质经过电子鼻时，该风味物质的“气味指纹”能被传感器感知并经过特殊的智能模式识别算法提取。不同风味物质的“气味指纹”信息不同，某些特定的风味物质（样品的特征风味）可以表征样品在不同的原料产地、不同的收货时间、不同的加工条件、不同存放环境等多变量影响下的综合质量信息。样品气味可以被电子鼻检测系统学习和识别。用户通过PCA、DFA、SIMCA、PLS、Euclidean Dis欧氏距离、CORRELATION相关系数、MAHALANOBIS马氏距离、DP dis个体识别率、DI dis区分指数、Scores Dd得分值分离度、Eigenvalue Dd特征值分离度等等自带的智能算法就能直观的得测试结果图。电子鼻-iNose主要适用于检测含有挥发性物质的液体、固体样品。

电子鼻-iNose 的应用领域

食品：酒类，饮料，茶叶，水产品，畜产品，禽肉蛋制品，蜂产品， 食用油，粮食贮存，果蔬及加工产品，乳及乳制品，调味料及发酵食品，各种汤料，香精香料，保健食品等。

制药：中药原料鉴别，中药饮片品质控制，西药配方，气味分析等。

烟草：各种药草的产地、等级、品种判断、成品烟烟气分析。

化工：化妆品，化工原料等品质及工艺控制等。

环境：恶臭污染，气体泄漏，污水气味监控和现场检查。

医疗诊断：通过病人呼出气体检查响应疾病，肿瘤筛查，消化功能等。

电子鼻-iNose的技术参数（部分）

1.1 工作环境

（1）工作温度：5—95℃，不会产生冷凝

（2）工作湿度：0—80%

（3）工作电压：220V±10V

1.2 软件载体要求

（1）硬件要求：处理器主频1GHz以上；内存1G以上；硬盘3G以上空间；显卡：128M显存以    上；USB端口：USB2.0及以上

（2）软件要求：操作系统：Vista、Windows7及其以上

1.3 仪器参数

（1）具有14—28个独特的交互敏感多传感器阵列，选择性操作，分析多种；

（2）使用寿命6年以上，无需更换传感器；

（3）检测数据稳定：每个传感器具有独立的均匀分配的气室；

（4）样品流量：0.1—1 L/min，可程序控制；

（5）传感器清洗流量：6L/min。

（6）进样方式：可采用动态顶空进样，选配自动进样器，样品进样自动采集，可以连接气相    色谱质谱等设备。

（7）采样系统：两个内置泵，采集样品与传感器清洗分别由两个内置泵独立进行；

（8）数据处理软件：完整智能模式识别以及分析系统，包括PCA、SIMCA、DFA、PLS、

Euclidean Dis欧氏距离、CORRELATION相关系数、MAHALANOBIS马氏距离、DP dis个体识别率、DI dis 区分指数、Scores Dd得分值分离度、Eigenvalue Dd 特征值分离度等算法；

（9）数据采集软件：可以调节流量，设置清洗时间和采集时间；可以任意选择测试的传感    器，操作软件中英文切换；

（10）应用范围：传感器适用范围：香精香料，食品、饮料、酒精类产品（包括白酒）、调味    品类，油脂，中药材，医药，烟草，包装材料等。

电子鼻-iNose的多元数理统计系统

对象整体品质差异的区分检验（PCA）

原产地保护产品以及品牌产品真伪辨识（SIMCA、PLS-DA）

产品品质等级评定（DFA）

样品感官属性以及理化指标的快速反演（PLS）

产品货架时间的评价（PCA、PLS）

电子鼻-iNose的应用

1.电子鼻-iNose在鸡肉检测中的应用

在图中DI值为94.2%,说明主成分分析法的整体区分效果很好。样品2、3的气味较为相近，1、4号样品的气味与这两个样品有较大差异。结合人的感官认知结果，4号样品气味佳，2、3号样品的气味较差，这与电子鼻结果中2、3号样品离得较近，而与其他样品离得较远相一致。根据实验结果可以推测，与糖进行美拉德反应要想得具有较佳气味的产物，需要鸡肉蛋白酶解控制在一定的分子量，酶解过度（样品3）或不足（样品2）都可能导致反应产物气味不佳。

2.电子鼻-iNose在白酒生产工艺分析中的应用

由白酒样品传感器响应雷达图可知，A-H号样品的雷达图响应各有所不同。其中，A和其他样品的区别较大。他们的气味差异主要体现是在1、2、4、6、7、9、10号传感器上。对于8个样品来说，进行传感器优化，优化的传感器结果为：'S11_P_S9_P_S7_P_S6_P_S1_P。

PCA图中，DI值为89.24%,说明主成分分析法的整体区分效果很好，主成分1和主成分2的总贡献率为99.91%，基本可以代表样品全部信息,所以电子鼻可对不同工艺白酒样品进行很好的区分检测。

3.电子鼻-iNose在果汁浓缩方式选择中的应用

由传感器响应雷达图可知，原浆和冷冻浓缩样品的雷达图较为接近，剩余两种样品的气味响应信号相差较大，其中真空浓缩气味保留情况佳，真空热浓缩气味损失严重。对于四个样

PCA图中，DI值为90.04%,说明主成分分析法的整体区分效果很好，主成分1和主成分2的总贡献率为99.39%，基本可以代表样品全部信息。此外，样品冷冻浓缩和原浆聚集在一起，真空浓缩和真空热浓缩单独在自己的区域，说明样品冷冻浓缩和原浆的的气味信息比较相似。所以电子鼻可用于果汁浓缩方式的区分。

4.电子鼻-iNose在八角含量预测中的应用

以样品实际质量分数为横坐标，电子鼻输出结果为纵坐标，进行PLS线性拟合，相关系数达到0.9896，其预测八角液质量分数平均相对误差为6.8%，小于10%。对于香料这样一个组成和结构非常复杂的植物组织，可以认为，模型较好地预测了八角煮制液的质量分数。