[发明专利]一种面粉储存品质的嗅觉传感检测方法

权利要求书

1.一种面粉储存品质的嗅觉传感检测方法，其特征在于，该方法利用对面粉储存过程中的挥发性特征气体敏感的气敏材料来判别面粉的储存品质，主要包括如下步骤：

步骤(1)首先进行气相色谱-质谱联用仪实验，配合面粉相关理化指标，确定面粉的挥发性特征气体为己醛；

步骤(2)进行气敏材料筛选实验，将各气敏材料与不同浓度己醛反应，比较反应前后灰度差值变化情况，最终筛选出14种卟啉材料及1种pH指示剂，制成气敏传感器阵列，优化反应时间；

步骤(3)气敏传感器与不同储存期面粉样本的挥发性气体反应，用扫描仪采集反应前后传感器阵列的R、G、B图像，计算机进行图像处理，得到不同储存期的面粉挥发性气体的特征矩阵，同时进行面粉脂肪酸值的理化检测实验，采集各储存期的面粉脂肪酸值数据，建立面粉储存品质的判别模型；

步骤(4)利用气敏传感器阵列与待测面粉样本的挥发性气体反应，提取相关信息，输入建立好的面粉储存品质判别模型，即可实现对待测面粉样本的储存品质的快速检测。

2.根据权利要求1所述的一种面粉储存品质的嗅觉传感检测方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体过程为：

步骤(1.1)将4g面粉样品放入萃取瓶，80℃水浴加热10min，萃取头顶空吸附40min，萃取完成后，将萃取头置于GC-MS进样口，于250℃下解析5min，完成进样；其中，色谱条件为：载气He流量为1.0mL/min，不分流，进样口温度为230摄氏度；柱温程序为：起始温度65℃保持5min，以5℃/min升温至100℃，以10℃/min升温至180℃，以10℃/min升温至220℃，保持15min；

步骤(1.2)对不同储存期面粉中挥发性成分进行分析发现，醛类物质有明显的变化，其中己醛随着面粉储存时间增加而增加显著，这与面粉中脂类物质变化有关，与面粉的理化指标脂肪酸值具有一定的对应关系，因此选取己醛作为面粉储存过程中的挥发性特征气体。

3.根据权利要求1所述的一种面粉储存品质的嗅觉传感检测方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体过程为：

步骤(2.1)将多种卟啉类材料各称取2mg，分别溶于1ml二氯甲烷，超声处理半小时，称取一种pH指示剂溴百里香酚蓝2mg溶于1ml乙醇，用点样毛细管将其晕染在反相硅胶板上，根据其晕染情况进行初筛，晕染效果较好的气敏材料保留，制成传感器阵列，进行下一步筛选；

步骤(2.2)采用浓度为40mg/L、60mg/L、80mg/L和100mg/L的己醛与传感器阵列反应，对各气敏材料的灵敏度进行分析，观察各材料与不同浓度己醛反应后的R、G、B分量的响应值变化情况，最终选取14种卟啉材料和1种pH指示剂作为制作气敏传感器阵列的气敏材料，其中14种卟啉材料为：四苯基卟啉、四苯基卟啉镁(Ⅲ)氯化物、四甲氧基苯基卟啉铁(Ⅲ)氯化物、四苯基卟啉铁(Ⅲ)氯化物、四苯基卟吩铜(Ⅱ)、四甲氧基苯基卟啉钴(Ⅱ)、四苯基卟啉锌、八乙基卟吩镍(Ⅱ)、八乙基卟啉钴(Ⅱ)、八乙基卟吩锰(Ⅲ)氯化物、八乙基卟啉、四苯基卟吩氧化钒、八乙基卟吩钌(Ⅱ)羰基、三甲基四苯基卟吩；1种pH指示剂为溴百里香酚蓝；

步骤(2.3)制作传感器阵列时，基底材料选用PVDF膜或反相硅胶板，实验显示，气敏材料在PVDF膜上的晕染效果较好，扩散更均匀；选用反相硅胶板作为气敏传感器的基底材料，将每块基底切成长5cm，宽3cm，15种气敏材料晕染成5×3的阵列；然后对反应时间进行优化，每隔5min采集一次图像，共35分钟，得到7张差值特征图像，图像颜色渐变，前3张图像颜色差异较大，且部分传感器响应数值较低，从第30min趋于稳定，因此确定30min为反应最佳时间。

4.根据权利要求1所述的一种面粉储存品质的嗅觉传感检测方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体过程为：

该步骤中使用5种储存期的面粉样本，包括储存2个月、4个月、6个月、8个月、10个月的面粉，每种储存期20个样本，共100个样本，采集数据，建立面粉储存品质的判别模型：

步骤3.1：对面粉进行脂肪酸值检测；

步骤3.2：用分析天平准确称取20g面粉置于50ml烧杯中，在传感器阵列背面贴上双面胶固定在保鲜膜上，用保鲜膜密封烧杯，传感器阵列正对烧杯口，使传感器暴露在面粉挥发性气体环境中反应，反应30min后达到稳定，取出传感器；

步骤3.3：用扫描仪采集反应前后传感器阵列的R、G、B图像，计算机进行图像处理，得到传感器对面粉挥发性气体的反应差值特征矩阵，采用支持向量机(SVM)方法对采集的面粉脂肪酸值和挥发性气体进行定量分析，验证气敏传感器阵列采集到的数据与面粉各储存期储存品质的相关性；然后采用SVM方法建立面粉储存品质判别模型，用主成分分析法提取前11个主成分并采用粒子群优化算法优化SVM的惩罚参数c核函数参数g，设置速度更新参数c1＝1.5，c2＝1.7，迭代次数＝200，种群规模＝20，输出的最优解为bestc＝4.7682，bestg＝1.4134，构建SVM判别模型对面粉储存品质进行快速检测。