基于神经网络及电子鼻的虾夷扇贝鲜活品质评价及传感器的筛选.pdf

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1、第32卷第6期2682016年3月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．6Mar．2016基于神经网络及电子鼻的虾夷扇贝鲜活品质评价及传感器的筛选傅润泽l’2，沈建1，王锡昌2，刘俊荣3，倪锦1，樊文1,2(1．中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海200092；2．上海海洋大学食品学院，上海201306；3．大连海洋大学食品科学与工程学院，大连116023)摘要：追踪检测虾夷扇贝品质变化过程中的

2、存活指标，生理指标以及电子鼻气味图谱的变化，建立保活流通过程中不同等级的活品虾夷扇贝电子鼻气味指纹图谱，购买市场上不同状态的活品虾夷扇贝，分别通过学习向量量化(1earningvectorquantization，LVQ)、概率(probabilisticneuralnetworks，PNN)、支持向量机(supportvectormachine，SVM)神经网络对测试样品快速模式分类，最后通过对电子鼻传感器的筛选探索便携式快速品质鉴别设备的可能性。研究结果表明，24h的极端胁迫环境放置较为完整的模拟了

3、虾夷扇贝在保活流通过程中状态变差的过程；将电子鼻数据主成分分析、聚类分析结果与存活指标(开口率、缩边率以及死亡率)和生理指标(超氧化物歧化酶活性、耗氧率以及海水浊度)相结合可以把品质变化过程中的虾夷扇贝分成5个等级，并分别得到每个等级的扇贝气味指纹图谱；3种神经网络均可以对测试样品等级进行快速测定，其中支持向量机(SVM)神经网络兼具精确和快速的特点，测试样本T全部预测为等级4，测试样本N全部预测为等级3，从交叉验证到仿真预测所用时间仅为7．652s；筛选得到的8个电子鼻传感器也可以对不同等级鲜活虾夷扇

4、贝气味特征进行有效区分。关键词：神经网络；传感器；模型；虾夷扇贝；保活流通；电子鼻；气味指纹图谱doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．06．037中图分类号：$24；S127文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一06—0268—08、傅润泽，沈建，王锡昌，刘俊荣，倪锦，樊文．基于神经网络及电子鼻的虾夷扇贝鲜活品质评价及传感器的筛选【J1．农业工程学报，2016，32(6)：268—275．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．201

5、6．06．037http：／／www．tcsae．orgFuRunze，ShenJian，WangXichang，LiuJunrong，NiJin，FanWen．QualityevaluationofliveYessoscallopandsensorselectionbasedonartificialneuralnetworkandelectronicnose[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(Transactions

6、oftheCSAE)，2016，32(6)：268—275．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．119751j．issn．1002—6819．2016．06．037http：／／www．tcsae．org0引言目前，中国活品虾夷扇贝供应链存在的问题是，虾夷扇贝随着流通时间的延长其品质不断下降，甚至死亡，长距离陆路运输仍未实现㈣。而活品虾夷扇贝供应链优化的前提是建立有效的、针对活品扇贝的品质评价方法。然而由于活体生物状态变化的复杂性，目前仍缺乏可靠的活品虾夷扇贝品质评

7、价手段[2-3]，判定活品虾夷扇贝品质的量化指标还只能是统计缩边率和死亡率。在实际保活运输中，经验丰富的运输工人可以通过车厢或运输箱中的气味对运输中活品虾夷扇贝的状态进行粗略的感官评价，这是因为采捕后的虾夷扇贝所处环境因素不断地变化，各种环境胁迫引起活品体内发生应激反应，不规范的运输操作以及粗糙的保活流通技术会使应激反应导致的相关生化代谢的影响不断积累，最终使活品虾夷扇贝的品质发生变化，其中活品虾夷扇贝挥发性气味成分也发生了相应变化【4】。在多种气味检测技术中，电子鼻是利用气体传感器收稿日期：2015—

8、09—15修订日期：2016—01—22基金项目：国家现代农业(贝类)产业技术体系建设专项(CARS一48—08B)作者简介：傅润泽(1988一)，男，博士研究生，研究方向为水产品加工与品质评价。上海中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，200092。Email．"furunze@fmiri．ac．cn阵列的响应曲线来识别气味的电子系统，给予样品中挥发成分的整体信息，也就是“指纹数据”，是一种快速、客观的方法来检测食品中的气味的手段[5-6