[发明专利]一种基于电子鼻快速检测果汁中澄清剂的方法

权利要求书

1.一种基于电子鼻快速检测果汁中澄清剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将柑橘表面处理干净、去皮、榨汁、过滤、弃滤渣，纯浓度的柑橘滤液备用；分别称取3g、6g、9g、12g的果胶酶，在40℃的水浴条件下，将果胶酶重复溶解，过滤，弃滤渣；在室温下，将果胶酶溶液定容置100ml容量瓶中，与纯柑橘溶液按质量比1:11的比例进行混合，搅拌；混合果汁静止1小时后，在不小于4000r/min的离心速度下进行离心，弃沉淀物，取上清液待用；

(2)取处理后的果汁上清液10～30ml放入体积不小于250ml的密封容器中，密封，在室温下放置30min，使柑橘果汁的香气浓度在密封的烧杯顶空空间内达到饱和；每个浓度等级的溶液分别不少于3个重复样品，为后期的回归建模采集电子鼻数据；通过电子鼻内置泵将密封容器中的顶空气体吸入电子鼻的传感器阵列通道内，电子鼻传感器与样品气体发生反应产生传感器信号；所述传感器信号是传感器接触样品气体时的电导率G与传感器在经过校准气体时的电导率G₀的比值，即G/G₀；所述电子鼻传感器的检测时间为80s，清洗时间为60s，内置泵气体流速为200ml/min；

(3)电子鼻检测柑橘果汁的传感器响应值是一个数据矩阵，由多根传感器的响应值组成，选用各个传感器稳定值作为特征值，在SPSS软件中，采用主成分分析、判别分析进行分析；在Matlab软件中，根据特征值通过自助法(boot-strap)重采样技术，不断生成训练样本和测试样本，由训练样本生成若干决策树，从而建立随机森林模型；在随机森林模型中，对决策树的树节点的变量个数以及随机森林中决策树的个数进行优化，测试结果由决策树投票结果的平均值而定；

(4)将澄清剂含量未知的待测样本通过步骤(2)得到其电子鼻传感器响应值，将传感器响应值导入步骤(3)得到的随机森林模型，最终预测待测样本中的澄清剂含量。

2.根据权利要求1所述的一种基于电子鼻快速检测果汁中澄清剂的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，通过相关系数r、均方根误差RMSE值对优化后的随机森林模型进行评价，具体为：

$r=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}(X_i-\stackrel{\‾}{X})(Y_i-\stackrel{\‾}{Y})}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{(X_i-\stackrel{\‾}{X})}^2}\sqrt{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{(Y_i-\stackrel{\‾}{Y})}^2}}$

$RMSE=\sqrt{\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{(X_i-Y_i)}^2}$

其中，N表示在建模过程中的样本个数；

X_i为建模过程中的第i个测试值；

为建模过程中的样本响应值的平均值；

Y_i为建模过程中第i个样本的预测值；

为建模过程中的样本预测值的平均值。