[发明专利]一种基于电子鼻的葡萄酒SO2

说明书

本发明公开了一种基于电子鼻的葡萄酒SO₂浓度的快速测定方法，包括S1、取不同浓度SO₂的葡萄酒样品；S2、通过电子鼻分别采集每种葡萄酒样本的信息；S3、对所有的样本信息进行预处理，提取每个气体传感器的多个特征参数；S4、通过主成分分析和神经网络构建训练数据的回归模型；S5、通过步骤S4中获得的回归模型，获得待测葡萄酒样本的浓度。由此，本发明的基于电子鼻的葡萄酒SO₂浓度的快速测定方法提供了一种使用电子鼻处理复杂成分中低浓度关键成分问题的思路，可以简单、快速地实现葡萄酒SO₂浓度的测定。

技术领域

本发明涉及微量气体检测领域，尤其涉及一种基于电子鼻的葡萄酒SO₂浓度的快速测定方法。

背景技术

二氧化硫(SO₂)作为一种食品添加剂，具有防腐、杀菌、抗氧化等功效，尤其是在葡萄酒行业，葡萄酒的品质、风味和成熟程度等重要指标都与添加SO₂的浓度息息相关。在葡萄酒的酿造过程当中，若SO₂的添加量过低，则达不到预期的效果。与此同时，过量的SO₂又对人体健康造成不容忽视的损伤，中国制定的GB2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中明确规定葡萄酒中SO₂的最大使用量应不超过0.25g/L。

因此实现葡萄酒SO₂含量的准确、快速、在线监测是一个值得关注的重要问题。目前，针对葡萄酒中SO₂含量的测定方法主要分为两类。一类是仪器分析方法，其中具有代表性的离子色谱、高效液相色谱法，这些方法测量精度高，操作简单，但高昂的价格成为了阻止其推广的关键因素。另一类是化学分析法，除了我国食品国家安全标准GB5009.34—2016《食品安全国家标准食品中二氧化硫的测定》的蒸馏法，还有氧化法、直接碘量法等。这类方法成本较低，但药品的配置和标定需要较高的时间成本，直接碘量法还存在适用范围小的问题。尽管测定方法繁多，但实现并推广葡萄酒生产过程中的SO₂实时监测仍存在较大困难。

近年来，电子鼻凭借其成本低廉、响应迅速、操作简单等优势，成为了气味/气体检测领域的研究热点，同时也引起了其他领域研究者的广泛关注，包括食品安全、质量检查、疾病检测和环境监测等。然而，电子鼻核心元件的气体传感器由于交叉敏感性和重复性等问题，以往在葡萄酒相关的应用中多用于溯源、防伪、品质分级和异味检测等定性分析，很少执行定量分析的任务，如上述的关于葡萄酒中SO₂含量的测定。

此外，葡萄酒的气体成分十分复杂，而SO₂在葡萄酒中的含量可能在几十到几百ppm(1ppm为一百万分之一)，仅依靠单一的气体传感器无法实现对葡萄酒中的SO₂浓度的量化。因此，现阶段通过电子鼻定量分析葡萄酒中的SO₂浓度是本领域的一项重要研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于电子鼻的葡萄酒SO₂浓度的快速测定方法。

为解决上述技术问题，首先搭建一个测试装置，包括清洁空气气源、第一质量流量控制器、第二质量流量控制器、第一单通阀、第二单通阀、顶空瓶、测试腔、气体传感器阵列气体传感器阵列及控制分析模块；所述顶空瓶中储存有待测葡萄酒样品，所述顶空瓶设有进气管和出气管，所述进气管在顶空瓶内的一端设于葡萄酒样品液面以下，所述出气管在所述顶空瓶内的一端设于所述待测葡萄酒液面之上，其中，

所述清洁空气气源通过气管分别连接第一质量流量控制器和第二质量流量控制器的进气口，所述第一质量流量控制器的出气口通过气管连接第一单通阀的进气口，所述第二质量流量控制器的出气口连接顶空瓶的进气管，所述顶空瓶的出气管连接第二单通阀的进气口，所述第二单通阀的出气口连接所述第一单通阀的进气口，所述第一单通阀的出气口通过气管连接所述测试腔的进气口，所述测试腔的出气口通过气管排放尾气；