全 文 ：糯米香茶(Semmostachya menglaensis HP Tsui)，
又名爵床科糯米香茶,属多年生草本植物[1]。 原产
于我国云南省的景洪、 临沧等地， 从 1992年开始
在海南省的多处开始引种[2]。 糯米香茶是一种名贵
的天然保健茶， 其叶片挥发油化合物以含双键的不
饱和化合物为主， 角鲨烯、 亚麻酸与丁香酚的含量
约占 75%[3]， 具有抗氧化活性。 糯米香茶除可供调
配香精， 亦可作茶叶配料， 香气清雅， 滋味醇正爽
口， 并且有独特的糯米清香。 糯米香茶具有清热解
毒、 养颜抗衰、 补肾健胃的功效， 是理想的天然饮
料， 被誉为 “美容茶” [4-5]。
目前， 国内外对茶叶品质的鉴定多采用感官审
评法， 而感官审评法往往受评茶师个人的经验、 心
理与生理等因素的影响， 难以获得一致的评定结
果。 对品茶师的要求很高， 既要求品茶师有丰富的
经验， 又要求其不受任何主要因素的影响。 因此，
相关工作者正致力于寻求一种能辅助或取代感官审
评的茶叶品质评审方法。 气味在茶叶品质分析中占
有重要地位， 反映了茶叶品质的变化， 但是评定茶
叶香气组分与茶叶品质的关系， 受到人为的嗜好和
感官的限制。 因为茶叶的各种香型， 只是人的嗅觉
器官对各种香气物质的综合反应， 所以茶叶中数十
种乃至上百种芳香物质协调形成而赋予该茶的特征
香型。 因此要从茶叶香气的整体特征信息的变化出
发来考察茶叶品质的变化情况， 由于茶叶香气的整
体特征信息的成因和构造非常复杂， 全面和快速地
检测气味的整体信息在以前几乎不可能， 而电子鼻
技术却让人们认识到综合评价气味整体信息的巨大
潜力[6]。
目前， 国内外已有关于电子鼻通过茶叶挥发物
基于电子鼻技术分析糯米香茶风味的研究①
刘 红② 朱红英
(中国热带农业科学院香料饮料研究所 海南万宁 571533)
摘 要 利用电子鼻系统对不同干燥方式的糯米香茶茶汤风味进行分析检测， 通过对传感器响应信号的处理及
选取适当的模式识别方法， 取得了较好的区分效果。 结果表明， 电子鼻能够区分不同干燥方式(恒温鼓风干燥、
真空冷冻干燥、 真空干燥)的糯米香茶茶汤风味。 在模式识别中， 判别因子分析法(DFA)的识别结果优于主成分
分析法(PCA)。
关键词 电子鼻 ； 糯米香茶 ； 干燥方式 ； 判别因子分析 ； 主成分分析
分类号 TS272.5
Classification of Teucrium manghuaense by Using an Electronic Tongue
LIU Hong ZHU Hongying
(Institute of Spice and Beverage Research, CATAS, Wanning, Hainan 571533, China)
Abstract An electronic tongue has been used to characterize and classify there types of having different
dried method. All data were treated by multivariate data processing based on principal component analysis
(PCA) and discriminant factor analysis (DFA). The analyses of data demonstrate that the electronic tongue
has high identification in classification Teucrium manghuaense and the best results were obtained from
DFA.
Keywords electronic tongue ; Teucrium manghuaense ; dried method ; PCA ; DFA
① 基金项目： 特色热带作物产品加工关键技术研究。
收稿日期： 2011-04-13； 责任编辑/凌青根； 编辑部 E-mail： rdnk@163.com。
② 刘 红(1982～)， 女， 助理研究员， 研究方向为热带作物加工。
Vol．31, No．11
2011年11月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第31卷第11期
Nov． 2011
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2011年11月 第31卷第11期热带农业科学
表 1 传感器性能
阵列序号 传感器名称 性能 参考物质
1 T30/1
对有机化
合物灵敏
有机
化合物
2 T70/2
对芳香族
化合物灵敏
甲苯、
二甲苯
3 PA/2
对有机化合物，
有毒气体灵敏
乙醇、 氨水
胺类化合物
4 P30/2
对有机化
合物灵敏
乙醇、
燃烧产物
5 LY2/AA
对有机化
合物灵敏
乙醇
6 LY2/gCT
对易燃
气体灵敏
丙烷、
丁烷
来区别不同的茶类的研究报道 。 例如 Ritaban
Dutta等人对5种不同加工工艺的茶叶通过电子鼻
进行分析和评价[7-8]， 并对所采用的数学分析方法
进行了研究报道， 对电子鼻代替传统茶叶感观评审
可行性进行了考察。 Nabarum Bhattacharyya等[9]
人用电子鼻技术对红茶发酵过程中挥发性物质进行
在线实时监测， 以确定最佳的发酵时间， 避免发酵
不够或过度发酵造成茶叶的品质下降。 于慧春等[10]
应用电子鼻技术分析检测同类不同等级的茶叶、 茶
水和茶底挥发性成分。 本研究采用电子鼻对不同干
燥方式的糯米香茶进行检测， 运用主成分分析和判
别因子分析法讨论电子鼻对不同干燥方式的糯米香
茶是否有区分效果， 为糯米香茶质量品质评价体系
的建立提供依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 供试材料
从兴隆热带植物园糯米香茶种植基地采集糯米
香茶鲜叶。
1. 1. 2 主要仪器
电子天平(梅特勒托利多仪器厂)； α-genimi电子
鼻系统(法国Alpha.MOS公司)； FD-2A型真空冷冻干燥
机(北京博医康实验仪器有限公司)； DW-86L388型超低
温冰箱(青岛海尔特种电器有限公司)； DZF-6050型真空
干燥箱(上海博讯实业有限公司)； DHG-9030A型恒温鼓
风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。
1. 2 方法
1. 2. 1 干燥方法
分别采用3种不同干燥方式加工， 直至完全干
燥。 具体试验操作如下。
1. 2. 1. 1 恒温鼓风干燥
将清洗好的糯米香茶鲜叶平摊于恒温鼓风干燥
设备中， 在干燥温度40℃、 最高风速的条件下干燥。
1. 2. 1. 2 真空干燥
将清洗好的糯米香茶鲜叶平摊于真空干燥设备中，
在干燥温度40℃、 真空度0.08 MPa的条件下干燥。
1. 2. 1. 3 真空冷冻干燥
将清洗好的糯米香茶鲜叶置于超低温冰箱
(-60℃)中速冻 3 h， 然后在冷阱温度 -40℃， 真空
度12kPa的条件下干燥。
1. 2. 2 样品分析与数据处理
按照 《SN/T 0917-2000进出口茶叶品质感官
审评方法》 [11]制备糯米香茶茶汤， 每个样品取1mL
糯米香茶茶汤装入 10 mL顶空瓶中， 加盖密封待
检。 将制备好的装有样品的顶空瓶分组放入待测样
品盒中， 设置检测程序， 由G6500-CTC自动进样器
取样检测。 每个待测样品制备3个平行样。
采用多元统计分析中的主成分分析法和判别因
子分析法对样品进行定性判别。
2 结果与分析
2. 1 检测条件的选择和优化
本试验所使用电子鼻的传感器均为金属氧化物
传感器， 共6个传感器， 各传感器名称与性能描述
如表1所示。
试验所得电子鼻的原始响应信号如图 1所示，
横坐标为数据采集时间(s)， 纵坐标响应强度对应
于各传感器的相对电阻变化率(R0－R)/R0。 R0为
t＝0时的电阻值即基线电阻， R 为随时间变化的响
应电阻值。 检测条件优化的指标是使试样响应曲线
的最大值处于 0.25～0.85， 并且最大响应强度大
于95%， 最小响应强度小于5%的传感器的数目尽可
能少[12]。 响应强度太大将使传感器处于超负荷状
态， 长期处于超负荷状态将造成传感器的损坏， 并
且响应强度太大将导致基线恢复时间增长， 影响分
析速度和准确性。 响应强度太小， 可能造成测量结
果受仪器噪声影响较大， 从而影响测量的准确性。
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刘 红 等 基于电子鼻技术分析糯米香茶风味的研究
因而， 本试验选择电子鼻的操作参数： 载气： 净化
空气； 流速： 150mL/min； 样品量： 1mL； 样品容
器容积： 10mL； 顶空加热温度： 50℃； 顶空加热时
间： 300s； 进样温度： 60℃； 进样体积： 1000μL；
数据采集延迟时间： 180s； 数据采集时间： 90s。
电子鼻对糯米香茶茶汤检测中传感器的响应变
化见图2。 6个传感器对糯米香茶茶汤风味都有一定
的响应， 且有的传感器响应信号非常强， 说明利用
电子鼻测定糯米香茶茶汤风味成分变化是可行的。
2. 2 电子鼻对不同干燥方式糯米香茶茶汤风味的
区分
电子鼻对3种不同干燥方式糯米香茶茶汤 PCA
的区分见图2。
从图2可知， 主成分分析图中前2维主成分的
累 计 贡 献 量 达 到 了
99.694 6%， 说明保留了
原始数据绝大部分的信息
量， 并且对恒温鼓风干燥、
真空干燥与真空冷冻干燥
3种糯米香茶茶汤做了较
好的区分。 说明电子鼻对
3种不同干燥方式糯米香
茶茶汤区分能力较强。
电子鼻对3种不同干
燥方式糯米香茶茶汤 DFA
的区分见图 3。 我们同样
可以得到较好的区分效果， DFA前2维主成分的累
计贡献量均达到了100%， 高于PCA分析法。
对比图 2、 3， 可以发现 DFA区分图的离散程
度较PCA区分图小。
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2011年11月 第31卷第11期热带农业科学
2. 3 不同模式识别方法比较
通过图 2、 3的比较分析， 我们发现 DFA分析
的效果要优于PCA分析的效果， 这主要是二者的理
论依据不同造成的。 PCA分析是将所提取的传感器
多指标的信息进行数据转换和降维， 并对降维后的
特征向量进行线性分类， 降维后的综合指标之间互
不相关， 却能反映原来多指标的信息， 最后在PCA
分析的散点图上显示主要的两维或三维散点图 。
PC1轴和PC2轴上包含了在转换中得到的第一主成分
和第二主成分的贡献率， 贡献率越大， 说明降维后的
综合指标可以较好地反映原来多指标的信息[13]。
DFA分析是一种通过重新组合传感器数据来优
化区分性的分类技术， 目的是使组间距离最大的同
时保证组内差异最小， 使各个组间的重心距离最
大。 通常要给出一个衡量新样品与已知组别接近程
度的描述指标， 即判别函数， 用于将未分类样本根
据判别函数归类于某个预定义的组当中[14]。 DFA需
要先验知识来找到使各个组群区分的最好的图表，
是一种通过重新组合传感器数据来优化区分性的分
类技术， 它的目的是使组间距离最大的同时保证组
内差异最小， 从而使各个组间的重心距离最大， 改
变组的划分会改变其分布。
总之， DFA是在有先验知识即预先知道分组的
情况下对样品进行区分的， 而 PCA没有先验知识。
所以一般情况下， DFA的区分效果会优于PCA的。
3 结论
电子鼻是由多个性能彼此重叠的味觉传感器阵
列和适当的模式识别方法组成的具有识别多组分味
道能力的仪器。 实验结果表明， 味觉传感器能够敏
感到多组分的味觉信息， 利用不同的味觉传感器组
合成一传感器阵列采集样本信息， 主成分分析和判
别因子分析法， 电子鼻均能很好地区分三种不同干
燥方式(恒温鼓风干燥、 真空干燥、 真空冷冻干燥)糯米香
茶茶汤风味， 而且判别因子分析法的分析效果要优
于主成分分析法的结果。
总之， 电子鼻技术在食品口感分析方面的应用
在国内还处于起步阶段， 其工作模式及评价依据还
有待于进一步研究。 相信随着现代科学技术和科学
理念的不断发展， 电子鼻作为一个新兴技术必将给
食品领域以及相关的众多领域带来一次技术革命。
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