人工味覺系統(tǒng)在橙汁區(qū)分辨識中的應用

所屬分類：農(nóng)業(yè)論文閱讀次時間：2020-02-18 08:07

本文摘要：摘要：本文采用自行設計開發(fā)的人工味覺系統(tǒng)對屬于NFC和FC 兩個類別的4種不同品牌的橙汁進行了實驗檢測。通過對獲取的數(shù)據(jù)進行處理分析，結果顯示人工味覺系統(tǒng)結合相關的模式識別算法可以對商品橙汁的類別和品牌進行區(qū)分辨識。關鍵詞：人工味覺系統(tǒng);PCA;NF

　　摘要：本文采用自行設計開發(fā)的人工味覺系統(tǒng)對屬于NFC和FC 兩個類別的4種不同品牌的橙汁進行了實驗檢測。通過對獲取的數(shù)據(jù)進行處理分析，結果顯示人工味覺系統(tǒng)結合相關的模式識別算法可以對商品橙汁的類別和品牌進行區(qū)分辨識。

　　關鍵詞：人工味覺系統(tǒng);PCA;NFC;FC

傳感技術學報

　　一、引言

　　隨著社會生活的不斷進步，國民更加注重生活質(zhì)量與食品健康。形形色色的果汁成為當下飲品行業(yè)的新秀，非濃縮還原 100% 果汁(NFC)逐漸進入國民生活，NFC 果汁屬于鮮榨果汁且零添加，因此受到國民的追捧。但由于其需求與資源的矛盾，假冒偽劣產(chǎn)品趁虛而入擾亂了 NFC 果汁行業(yè)的正常發(fā)展，為保障消費者的利益，NFC 果汁真假甄別顯得尤為重要。文章采用人工味覺系統(tǒng)對不同品牌的橙汁進行了實驗分析，以此驗證人工味覺系統(tǒng)對橙汁品牌的區(qū)分與辨識度。

　　二、測試樣品及處理

　　測試樣品選取本地超市內(nèi)售賣的不同品牌的橙汁作為分析對象，其中包含農(nóng)夫山泉、蓓朵芬、匯源 100% 和純典 100%4 種品牌，4 種測試樣品的種類及成分，在進行樣品分析前，所有測試樣品不做處理。

　　采用自行設計開發(fā)的人工味覺系統(tǒng)對樣本進行檢測。過程如下： (1)選取 50ml 的燒杯若干，使用超純水將燒杯進行清洗，在進行自然風干后貼入標簽，在標簽中注明橙汁的品牌及種類，以待使用。 (2)將每種樣品平均分成 6 個 30ml 樣本。使用 8 個工作電極對樣本進行檢測，在檢測過程中要確保數(shù)據(jù)的準確性，為保障數(shù)據(jù)選取的同質(zhì)性，采取后 3 次的檢測數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)。 (3)在對樣品進行檢測后，要對所使用的電極進行清洗，以保障電極與檢測樣品的質(zhì)量。

　　三、數(shù)據(jù)分析

　　人工味覺系統(tǒng)可以對多樣性的樣本信息進行識別，在這一系統(tǒng)中電流信號能夠對采樣率作出影響，此次的數(shù)據(jù)分析將電流信號設置為 100Hz，在進行電極檢測時使用 8 個工作電極，人工味覺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢測過程為 80 秒，80 秒當中可以采集 80000 個原始數(shù)據(jù)，文章對橙汁選取 30 個樣本，則此次的原始數(shù)據(jù)矩陣為 30X80000. 在對數(shù)據(jù)進行分析時要對數(shù)據(jù)采取預處理工作，降低原始數(shù)據(jù)的規(guī)模，減少影響系統(tǒng)分析檢測的因素，提高系統(tǒng)魯棒性。

　　四、結果與討論

　　采用主成分分析法(Principal Component Analysis， PCA)對預處理后的數(shù)據(jù)進行分析，4 種品牌的主成分 1 與主成分數(shù)據(jù)相差較大。從圖中不難看出匯源與純典成分數(shù)據(jù)主要分布在左下區(qū)域，農(nóng)夫山泉與蓓朵芬則普遍分布在斜線的上方，根據(jù)數(shù)據(jù)位置分析可知 4 種品牌主要分為兩大類，匯源與純典、農(nóng)夫山泉與蓓朵芬。其中匯源與純典屬于 FC 果汁，農(nóng)夫山泉與蓓朵芬屬于 NFC 果汁，NFC 果汁與 FC 果汁之間由于產(chǎn)品所采用的加工工藝不同，導致兩類產(chǎn)品之間的橙汁數(shù)據(jù)樣本有著本質(zhì)上的區(qū)別。

　　匯源與純典各樣樣本點數(shù)據(jù)距離相差不大，意味著兩種產(chǎn)品之間的成分差異性較小;農(nóng)夫山泉與蓓朵芬雖同屬 NFC 果汁，但其樣本點距離相差較遠，但其差異性卻較大。由上述原因及下圖數(shù)據(jù)可以表明，NFC 果汁與 FC 果汁之間具有明顯差異，但受制作工藝以及品牌種類的影響各 NFC 果汁之間又存在著較大的內(nèi)部差異，這種差異主要體現(xiàn)在主成分方面。

　　五、結論

　　文章通過人工味覺系統(tǒng)對農(nóng)夫山泉、匯源等 4 種不同品牌的橙汁音頻進行了數(shù)據(jù)分析檢測，運用 PCA 計算機技術對各品牌的檢測數(shù)據(jù)進行分析，由樣本數(shù)據(jù)可知不同成分之間的果汁有成分影響有著本質(zhì)上的不同，可以細分為 NFC果汁與 FC果汁， FC 果汁沒有特殊的生產(chǎn)工藝因此在數(shù)據(jù)樣本的體現(xiàn)中沒有較大區(qū)別，但 NFC 果汁由于生產(chǎn)流程及品牌種類的不同，其各成品的樣本數(shù)據(jù)有著較大的差異。綜上說明采用人工味覺系統(tǒng)能夠對商品橙汁進行品牌和類別進行區(qū)分辨識。

　　參考文獻

　　[1] 王俊 , 姚聰 . 基于電子舌技術的葡萄酒分類識別研究 [J]. 傳感技術學報 ,2009,22(8):1088-1092.

　　[2] 張小確 , 高枝榮 , 夏云貴 . 主成分分析方法及其在各儀器分析中的應用 [J]. 河北工業(yè)科技 ,2007,24(6):345-350.

　　相關論文投稿刊物：《傳感技術學報》雜志的編委委員均是來自國內(nèi)各著名高校的教授和博士生導師，他們是我國傳感器領域方面的專家、學者和權威人士。稿源均來自全國各高等院校，中國科學院所屬的有關專業(yè)研究機構以及國內(nèi)大型工礦企業(yè)設置的專業(yè)研究所�？堑恼撐木�2名國內(nèi)同行專家審稿通過。作者有院士、教授、博士生導師、研究員、博士研究生、和碩士研究生以及從事該研究領域的工作人員、專家和學者。