點(diǎn)擊圖片查看原圖電子舌結(jié)果
電子舌系統(tǒng)傳感器對(duì)不同蒲公英樣品響應(yīng)強(qiáng)度雷達(dá)圖見(jiàn)圖1，傳感器在不同樣品間響應(yīng)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)見(jiàn)圖2。除苦味傳感器外，咸味和鮮味對(duì)不同樣品的響應(yīng)值較高且不同樣本間離散程度較大，可以作為蒲公英不同樣品間的差異滋味特征傳感器，其他傳感器響應(yīng)較低且差異不明顯，所以選擇苦味、咸味和鮮味作為影響不同樣品的滋味特征傳感器。
圖1 電子舌傳感器雷達(dá)圖
圖2 電子舌傳感器離散度
對(duì)20批樣品電子鼻傳感器信號(hào)值繪制雷達(dá)圖（圖3），W1W、W2W、W1S、及W5S對(duì)不同樣品的響應(yīng)較強(qiáng)且差異明顯。根據(jù)特征值＞1原則，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA，選擇前2個(gè)主成分建模。PC1貢獻(xiàn)73.6%，PC2貢獻(xiàn)10.9%，累積貢獻(xiàn)率為84.5%，說(shuō)明前2個(gè)主成分能解釋大部分原始信息。根據(jù)PCA載荷圖結(jié)果（圖4），其中W1S、W5S、W6S、W3S傳感器對(duì)PC1貢獻(xiàn)最大，W2W和W1W傳感器對(duì)PC2貢獻(xiàn)最大。W5S傳感器的響應(yīng)較高，說(shuō)明蒲公英中含有氮氧化合物較多，且不同樣品之間差異較大，說(shuō)明W5S傳感器可能是區(qū)分不同樣品的關(guān)鍵傳感器。無(wú)機(jī)硫化物是化肥的重要成分之一，在不同產(chǎn)地的土壤中其含量差異也較大，蒲公英的生長(zhǎng)可能受此影響，這可能是區(qū)分不同產(chǎn)地蒲公英的關(guān)鍵因素，綜合分析，選擇W1W及W5S作為影響不同樣品的氣味特征傳感器。
圖3 電子鼻傳感器雷達(dá)圖
圖4 電子鼻PCA載荷圖
對(duì)30批蒲公英樣品進(jìn)行色度測(cè)定并計(jì)算其變異系數(shù)（表4），30批蒲公英樣品的L*、b*測(cè)定值均為正值，a*存在負(fù)值。蒲公英的葉和根占整株植物的比例較大，其中葉和根的比例差異可能是造成紅綠色度差異的關(guān)鍵因素，不同產(chǎn)地間的葉、根比例或各部位色度可能有較大差異。色度值的變異系數(shù)由大到小依次為a*＞b*＞L*，且代表紅綠色度a*值的變異系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他2個(gè)傳感信號(hào)的變異系數(shù)，說(shuō)明a*是影響蒲公英不同樣品品質(zhì)的重要色度因素，所以選擇a*作為影響不同樣品的色度傳感器。
表4 測(cè)色儀傳感器信息
選擇苦味、咸味和鮮味作為味道特征指標(biāo)，W1W和W5S作為氣味特征指標(biāo)，a*作為色度特征指標(biāo)，綜合上述特征指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行PCA分析，結(jié)果如圖5所示。PCA顯示，前2個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率為78.6%，能解釋30批蒲公英大部分的整體質(zhì)量。由PCA圖可知，河北、山西地區(qū)的蒲公英較為相似，其他4個(gè)產(chǎn)地的蒲公英均能根據(jù)產(chǎn)地自分為一類(lèi)，說(shuō)明不同產(chǎn)地蒲公英能夠較好地通過(guò)以上6個(gè)特征指標(biāo)進(jìn)行產(chǎn)地區(qū)分。
圖5 蒲公英“色-氣-味”融合數(shù)據(jù)PCA得分圖
以苦味等6個(gè)特征指標(biāo)進(jìn)行聚類(lèi)分析（圖6），當(dāng)歐氏距離＝25時(shí)，樣品分為1、2兩類(lèi)，其中黑龍江、吉林作為東北產(chǎn)區(qū)與其他以南地區(qū)產(chǎn)區(qū)有明顯區(qū)分。歐氏距離＝21時(shí)，樣品分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3類(lèi)，河北（S1～S5）、山西（S6～S10）產(chǎn)區(qū)的蒲公英較為相近歸為Ⅰ類(lèi)，河南（S16～S20）、安徽（S21～S25）產(chǎn)區(qū)的蒲公英較為相近歸為Ⅱ類(lèi)，黑龍江（S26～S30）、吉林（S11～S15）產(chǎn)區(qū)的蒲公英較為接近歸為Ⅲ類(lèi)。根據(jù)地理位置推斷，聚類(lèi)結(jié)果與產(chǎn)地的緯度有直接關(guān)系，可能是不同維度地區(qū)的土壤、氣候有差異，造成30批蒲公英聚類(lèi)分析結(jié)果按緯度劃分為了3類(lèi)。其中Ⅰ類(lèi)樣品中，山西產(chǎn)地8、10號(hào)樣品和河北產(chǎn)地的樣品較為接近，可能是由于樣品產(chǎn)地的土壤氣候較為接近所致。河南產(chǎn)地和安徽產(chǎn)地的樣品也有類(lèi)似的情況，原因大致相同。
圖6 蒲公英“色-氣-味”融合數(shù)據(jù)聚類(lèi)分析
為了進(jìn)一步尋找蒲公英產(chǎn)地差異區(qū)分的關(guān)鍵特征指標(biāo)，對(duì)融合數(shù)據(jù)進(jìn)行PLS-DA。該模型累計(jì)解釋能力參數(shù)R2X和R2Y分別為0.930和0.714，預(yù)測(cè)能力參數(shù)Q2為0.592，均＞0.5，對(duì)PLS-DA進(jìn)行200次交叉驗(yàn)證（圖7），左側(cè)所有綠色R2值和藍(lán)色Q2值均低于右側(cè)樣品點(diǎn)，R2及Q2與Y軸的交點(diǎn)分別為0.177和−0.524，表明所建立的模型穩(wěn)定可靠且具有良好的預(yù)測(cè)性且未過(guò)擬合。由PLS-DA得分圖（圖8）可知，產(chǎn)地歸屬與PCA及聚類(lèi)結(jié)果大致相同，以VIP≥1為標(biāo)準(zhǔn)，得到3個(gè)質(zhì)量差異特征指標(biāo)（圖9），依次為W5S、a*和苦味，分別為代表了氣味的氮氧化合物、顏色的紅綠色度以及味道中的苦味，說(shuō)明色、氣和味的數(shù)字化特征指標(biāo)均對(duì)蒲公英的產(chǎn)地區(qū)分有著重要的意義。
圖7 蒲公英“色-氣-味”融合數(shù)據(jù)PLS-DA置換檢驗(yàn)圖
圖8 蒲公英“色-氣-味”融合數(shù)據(jù)PLS-DA得分圖
圖9 蒲公英“色-氣-味”融合數(shù)據(jù)VIP得分圖