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一種大米地理標(biāo)志的鑒別方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大米地理標(biāo)志的鑒別方法及其應(yīng)用，屬于農(nóng)產(chǎn)品安全與質(zhì)量檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明通過將待測(cè)樣品進(jìn)行粉碎預(yù)處理，利用電子鼻采集預(yù)處理大米的特征氣味信息，建立判別模型，根據(jù)判別模型確定大米的地理標(biāo)志。本發(fā)明所提供的電子鼻指紋分析結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大米地理標(biāo)志的鑒別，具有檢測(cè)正確率高、操作方便，快速，無(wú)損檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，樣品的正確分類率可達(dá)90％，可有效對(duì)大米產(chǎn)地進(jìn)行溯源，適用于對(duì)大米產(chǎn)地的現(xiàn)場(chǎng)快速鑒定。
【專利說明】一種大米地理標(biāo)志的鑒別方法及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大米地理標(biāo)志的鑒別方法及其應(yīng)用，屬于農(nóng)產(chǎn)品安全與質(zhì)量檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]地理標(biāo)志產(chǎn)品是指產(chǎn)自特定地域，所具有的質(zhì)量、聲譽(yù)或其他特性本質(zhì)上取決于該產(chǎn)地的自然因素和人文因素，經(jīng)審核批準(zhǔn)以地理名稱進(jìn)行命名的產(chǎn)品。地理標(biāo)志產(chǎn)品開發(fā)及其特色產(chǎn)業(yè)培育已成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)，在壯大地方經(jīng)濟(jì)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加農(nóng)民收入和擴(kuò)大就業(yè)等方面發(fā)揮著重要作用。然而，對(duì)于地理標(biāo)志產(chǎn)品品牌保護(hù)，我國(guó)還存在法律方和技術(shù)上的不足。五常大米、齊齊哈爾大米和建三江大米是享譽(yù)全國(guó)的地理標(biāo)志大米。市場(chǎng)上充斥著大量的假冒該三種地理標(biāo)志的大米，擾亂了市場(chǎng)秩序，損害了農(nóng)民的利益。由于缺少能有快速有效鑒別大米產(chǎn)地的技術(shù)，使得對(duì)正品大米的保護(hù)存在一定困難。
[0003]電子鼻是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種仿生學(xué)嗅覺電子系統(tǒng)，它測(cè)得的不是樣品中某種或某幾種成分的定性和定量結(jié)果，而是樣品中揮發(fā)成分的整體信息，即氣味的“指紋數(shù)據(jù)”。電子鼻技術(shù)檢測(cè)的是食品樣品頂空中的揮發(fā)性化合物，它的優(yōu)點(diǎn)包括樣品量小和分析簡(jiǎn)單。電子鼻憑借其快速、準(zhǔn)確、智能的特點(diǎn)，在食品檢測(cè)、在線控制、工藝優(yōu)化等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。目前電子鼻技術(shù)對(duì)茶葉、橄欖油、葡萄酒、水產(chǎn)和中藥材的產(chǎn)地鑒別都有一定的研究。但利用電子鼻技術(shù)鑒定大米的地理標(biāo)志鮮有文獻(xiàn)和專利報(bào)道，傳統(tǒng)的方法是將大米煮熟之后再鑒定其地理標(biāo)志，目前尚沒有之間鑒定生大米地理信息的鑒別方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種大米地理標(biāo)志的鑒別方法，所采取的技術(shù)方案如下:
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種大米地理標(biāo)志的鑒別方法，是將待測(cè)樣品進(jìn)行粉碎預(yù)處理，利用電子鼻采集預(yù)處理后樣品的特征氣味信息，建立判別模型，根據(jù)判別模型確定大米的地理標(biāo)志。
[0006]所述方法的步驟如下:
[0007]I)樣品的預(yù)處理:將待測(cè)樣品進(jìn)行粉碎處理，獲得預(yù)處理樣品；
[0008]2)特征氣味信息采集:利用電子鼻采集步驟I)所得的預(yù)處理樣品的特征氣味信息；
[0009]3)可行性分析:根據(jù)步驟2)所得的特征信息，判定電子鼻特征氣味分析用于大米地理標(biāo)志鑒別的可行性；
[0010]4)建立判別模型:根據(jù)步驟2)所得的特征信息，建立大米地理標(biāo)志信息的判別模型；
[0011]5)地理標(biāo)志的判定:根據(jù)步驟4)所建立的判別模型判定樣品的地理標(biāo)志。
[0012]所述待測(cè)樣品為經(jīng)過礱谷、碾米獲得的精米。
[0013]所述粉碎，是利用粉碎機(jī)粉碎樣品，將粉碎后的樣品過20-100目篩,獲得20-100目的樣品粉末。
[0014]所述特征氣味信息采集，是稱取30g_80g預(yù)處理樣品，置于10mL密封樣品瓶中，在30 V -50 °C下放置60min-180min后，利用電子鼻采集樣品特征氣味信息，測(cè)定時(shí)間為40s-60s，回復(fù)時(shí)間為120s。
[0015]優(yōu)選地，所述特征氣味信息采集，是稱取60g預(yù)處理樣品，置于10mL密封樣品瓶中，在30°C下放置90min后，利用電子鼻采集樣品特征氣味信息，測(cè)定時(shí)間為60s，回復(fù)時(shí)間為 120s。
[0016]所述可行性分析，是利用主成分分析法判定大米地理標(biāo)志鑒別的可行性；所述建立判別模型，是利用線性判別分析法建立大米地理標(biāo)志和電子鼻傳感器響應(yīng)值的判別模型。
[0017]所述方法的具體步驟如下:
[0018]I)樣品的預(yù)處理:分別采集五常、齊齊哈爾和建三江產(chǎn)稻谷3kg，經(jīng)過礱谷、碾米后獲得精米，再利用粉碎機(jī)粉碎樣品，再將粉碎后的樣品過50目篩，得到預(yù)處理樣品；
[0019]2)特征氣味信息采集:稱取60g預(yù)處理樣品，置于10mL密封樣品瓶中，在30°C下放置90min后，利用電子鼻進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定時(shí)間為60s，回復(fù)時(shí)間為120s，獲得特征氣味信息；
[0020]3)主成分分析:根據(jù)步驟2)所得的特征信息，利用主成分分析法分析主成分貢獻(xiàn)率，以主成分得分作圖，判定利用電子鼻氣味特征分析技術(shù)判別地理標(biāo)志大米的可行性；
[0021]4)判別模型的建立:根據(jù)步驟3)中分析的主成分的貢獻(xiàn)率，利用線性判別分析法對(duì)電子鼻的傳感器進(jìn)行判別分析，建立如下判別模型:
[0022]五常=105174.15(^-2696.246Χ2+5633.566Χ3_32714.605Χ4_36572.827
[0023]齊齊哈爾=108084.781 Χ「2742.661 Χ2+5723.193 Χ3_33577.951 Χ4_38635.994
[0024]建三江=107459.014 Xr2692.807 Χ2+5593.783Χ3_33275.240Χ4_38253.367 ；
[0025]5)地理標(biāo)志的判定:根據(jù)步驟4)所建立的判別模型判定樣品的地理標(biāo)志。
[0026]所述方法用于鑒定大米的地理標(biāo)志。
[0027]本發(fā)明所取得的有益效果如下:
[0028]I)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生大米進(jìn)行地理標(biāo)志的鑒定。對(duì)樣品正確分類率可達(dá)到90%以上。
[0029]2)本發(fā)明的方法具有檢測(cè)速度快，準(zhǔn)確率高，成本低的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)稻米的快速檢測(cè)。
[0030]3)本發(fā)明的方法可用于鑒別稻米類假冒產(chǎn)品，有利于維護(hù)市場(chǎng)秩序和農(nóng)民利益，并對(duì)保證稻米類產(chǎn)品的品牌有積極作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為傳感器對(duì)大米揮發(fā)性物質(zhì)的特征響應(yīng)圖；
[0032](從上至下圖中曲線分別為2，7，9，1，3，5，4，10，8和6號(hào)傳感器)。
[0033]圖2為傳感器對(duì)大米揮發(fā)性物質(zhì)的特征雷達(dá)圖。
[0034]圖3為實(shí)施例2第I和2主成分得分圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。
[0036]實(shí)施例1樣品的預(yù)處理及特征氣味信息的采集
[0037]從黑龍江省五常市、齊齊哈爾和建三江的農(nóng)戶稻田中收取樣品3kg，共采取水稻樣品62個(gè)，分別為黑龍江五常市16個(gè)、齊齊哈爾9個(gè)和建三江管理局37個(gè)。將采集的水稻礱谷、碾米，獲得的大米的精度按照國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。碾磨時(shí)間80s，過50目篩待測(cè)。
[0038]采用德國(guó)AIRSENSE公司產(chǎn)的PEN3-電子鼻檢測(cè)不同產(chǎn)地大米氣味的動(dòng)態(tài)變化。稱取30g大米在10mL的密封樣品瓶中，在30°C條件下放置90min,然后進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定時(shí)間60s，回復(fù)時(shí)間120s。所應(yīng)用的電子鼻內(nèi)有10個(gè)氣味傳感器(見表1)，每個(gè)傳感器都對(duì)不同的氣體有不同的感應(yīng)。
[0039]表1電子鼻傳感器序列
[0040]

【權(quán)利要求】
1.一種大米地理標(biāo)志的鑒別方法，其特征在于，將待測(cè)樣品進(jìn)行粉碎預(yù)處理，利用電子鼻采集預(yù)處理后樣品的特征氣味信息，建立判別模型，根據(jù)判別模型確定大米的地理標(biāo)志。
2.權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟如下: 1)樣品的預(yù)處理:將待測(cè)樣品進(jìn)行粉碎處理，獲得預(yù)處理樣品； 2)特征氣味信息采集:利用電子鼻采集步驟I)所得的預(yù)處理樣品的特征氣味信息； 3)可行性分析:根據(jù)步驟2)所得的特征信息，判定電子鼻特征氣味分析用于大米地理標(biāo)志鑒別的可行性； 4)建立判別模型:根據(jù)步驟2)所得的特征信息，建立大米地理標(biāo)志信息的判別模型； 5)地理標(biāo)志的判定:根據(jù)步驟4)所建立的判別模型判定樣品的地理標(biāo)志。
3.權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于，所述待測(cè)樣品為經(jīng)過礱谷、碾米獲得的精米。
4.權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于，所述粉碎，是利用粉碎機(jī)粉碎樣品，將粉碎后的樣品過20-100目篩，獲得20-100目的樣品粉末。
5.權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于，所述特征氣味信息采集，是稱取30g-80g預(yù)處理樣品，置于10mL密封樣品瓶中，在30°C _50°C下放置60min_180min后，利用電子鼻采集樣品特征氣味信息，測(cè)定時(shí)間為40s-60s，回復(fù)時(shí)間為120s。
6.權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，所述特征氣味信息采集，是稱取60g預(yù)處理樣品，置于10mL密封樣品瓶中，在30°C下放置90min后，利用電子鼻采集樣品特征氣味信息，測(cè)定時(shí)間為60s，回復(fù)時(shí)間為120s。
7.權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于，所述可行性分析，是利用主成分分析法判定大米地理標(biāo)志鑒別的可行性；所述建立判別模型，是利用線性判別分析法建立大米地理標(biāo)志和電子鼻傳感器響應(yīng)值的判別模型。
8.權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)樣品的預(yù)處理:分別采集五常、齊齊哈爾和建三江產(chǎn)稻谷3kg，經(jīng)過礱谷、碾米后獲得精米，再利用粉碎機(jī)粉碎樣品，再將粉碎后的樣品過50目篩，得到預(yù)處理樣品； 2)特征氣味信息采集:稱取60g預(yù)處理樣品，置于10mL密封樣品瓶中，在30°C下放置90min后，利用電子鼻進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定時(shí)間為60s，回復(fù)時(shí)間為120s，獲得特征氣味信息； 3)主成分分析:根據(jù)步驟2)所得的特征信息，利用主成分分析法分析主成分貢獻(xiàn)率，以主成分得分作圖，判定利用電子鼻氣味特征分析技術(shù)判別地理標(biāo)志大米的可行性； 4)判別模型的建立:根據(jù)步驟3)中分析的主成分的貢獻(xiàn)率，利用線性判別分析法對(duì)電子鼻的傳感器進(jìn)行判別分析，建立如下判別模型:
五常=105174.150Xr2696.246Χ2+5633.566Χ3_32714.605Χ4_36572.827
齊齊哈爾=108084.781 Χ「2742.661 Χ2+5723.193 Χ3_33577.951 Χ4_38635.994
建三江=107459.014 Xr2692.807 Χ2+5593.783Χ3_33275.240Χ4_38253.367 ； 5)地理標(biāo)志的判定:根據(jù)步驟4)所建立的判別模型判定樣品的地理標(biāo)志。
9.權(quán)利要求1-8所述方法，其特征在于，用于鑒定大米的地理標(biāo)志。
【文檔編號(hào)】G01N27/04GK104132968SQ201410400519
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】錢麗麗, 張東杰, 張愛武, 呂海峰 申請(qǐng)人:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)