基于仿生味觉评价的白酒勾调控制方法研究

作     者：芦建超 

作者单位：河南工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：惠延波;王莉;杨磊

授予年度：2021年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：白酒勾调 电子舌 气相色谱质谱联用技术 神经网络 最优配方 

摘      要：白酒的性质极为特殊,除个别厂商在白酒勾调过程中采用一些自动检测装置外,其余厂商仍沿用传统的人工品鉴方法确定白酒最优勾调配方。人工品鉴方法具有一定主观性,会影响勾调配方的确定,因此,提高白酒勾调过程中的自动化水平成为亟待解决的问题。电子舌技术是近年来发展起来的仿生味觉评价方法。它为白酒勾调最优配方的确定、提升白酒勾调生产自动化水平,提供全新的解决方案。本文采用电子舌技术实现白酒基础酒的分类识别和区分,建立电子舌响应特性和白酒理化成分的关联模型,在此基础上,基于遗传算法和粒子群算法提出一种白酒勾调最优控制方法,主要工作如下:（1）实现不同种类白酒的区分识别。电子舌技术能够区分不同种类的白酒是进行白酒勾调的前提条件。使用电势型电子舌采集不同白酒的溶液信息,通过PCA、DFA两种方法对不同白酒进行区分识别;使用伏安型电子舌,选择循环伏安法和差分脉冲伏安法作为激励电势,使用主成分特征提取和小波包变换对采集的溶液信息进行预处理,结合LDA算法比较不同条件下的分类结果。在最优条件下,使用CA算法,进一步实现不同种类白酒的区分识别。（2）构建白酒风味定量预测模型。电子舌相应特性与白酒理化成分之间的线性关系是进行白酒勾调的基础。使用气相色谱质谱联用仪,从酯类、醇类、酸类和羟基化合物共四方面研究影响浓香型白酒风味的理化成分的相对含量。以伏安型电子舌和电势型电子舌的响应特性作为自变量,理化成分的相对含量作为因变量,使用ELM和WNN两种神经网络算法建立预测模型,深入挖掘电子舌响应特性和白酒理化成分相对含量的内在联系。（3）设计最优白酒勾调配方。以4种浓香型白酒为基础酒,1种浓香型白酒为目标酒,针对基础酒的不同组合方式,以成本和用量作为目标函数,将电子舌响应特性作为约束条件,结合遗传算法和粒子群算法控制勾调配比的同时寻找在最低成本和最少用量条件下的最优勾调配方。使用气相色谱质谱联用技术验证最优勾调配方的理化成分指标是否与目标酒的理化成分指标接近。本文提出了一种白酒勾调最优配方的自动控制方法,实现了白酒勾调过程中勾调配方快速、准确的筛选,为白酒生产过程风味品质保障和自动化水平的提高提供了一种新的解决方案。