人工味覺系統在橙汁區分辨識中的應用

所屬分類：農業論文閱讀次時間：2020-02-18 08:07

本文摘要：摘要：本文采用自行設計開發的人工味覺系統對屬于NFC和FC 兩個類別的4種不同品牌的橙汁進行了實驗檢測。通過對獲取的數據進行處理分析，結果顯示人工味覺系統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分辨識。關鍵詞：人工味覺系統;PCA;NF

　　摘要：本文采用自行設計開發的人工味覺系統對屬于NFC和FC 兩個類別的4種不同品牌的橙汁進行了實驗檢測。通過對獲取的數據進行處理分析，結果顯示人工味覺系統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分辨識。

　　關鍵詞：人工味覺系統;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量與食品健康。形形色色的果汁成為當下飲品行業的新秀，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，假冒偽劣產品趁虛而入擾亂了 NFC 果汁行業的正常發展，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對橙汁品牌的區分與辨識度。

　　二、測試樣品及處理

　　測試樣品選取本地超市內售賣的不同品牌的橙汁作為分析對象，其中包含農夫山泉、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。

　　采用自行設計開發的人工味覺系統對樣本進行檢測。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據的準確性，為保障數據選取的同質性，采取后 3 次的檢測數據作為樣本數據。 (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量。

　　三、數據分析

　　人工味覺系統可以對多樣性的樣本信息進行識別，在這一系統中電流信號能夠對采樣率作出影響，此次的數據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，人工味覺系統的數據檢測過程為 80 秒，80 秒當中可以采集 80000 個原始數據，文章對橙汁選取 30 個樣本，則此次的原始數據矩陣為 30X80000. 在對數據進行分析時要對數據采取預處理工作，降低原始數據的規模，減少影響系統分析檢測的因素，提高系統魯棒性。

　　四、結果與討論

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

　　匯源與純典各樣樣本點數據距離相差不大，意味著兩種產品之間的成分差異性較小;農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據可以表明，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部差異，這種差異主要體現在主成分方面。

　　五、結論

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

　　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研究機構以及國內大型工礦企業設置的專業研究所。刊登的論文均有2名國內同行專家審稿通過。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。