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電子鼻技術分析
 

電子鼻10種金屬氧化物傳感器對不同樣品的時間響應曲線如圖1所示。從圖中可以看出，兩種紫檀屬木材傳感器響應強度隨時間不斷變化，響應曲線顯示出不同的趨勢，相同傳感器在相同時間響應強度不同。兩種紫檀屬木材響應值約在5~20s響應強度達到峰值，之后開始回落，表明電子鼻對于兩種紫檀屬木材氣味物質十分敏感。因此，采用電子鼻區分刺猬紫檀和檀香紫檀木材具有一定的可行性。

圖1 電子鼻傳感器對兩種紫檀屬木材的時間響應曲線圖
 

為更直觀分析不同樣品氣味特征間的差異，將兩個紫檀屬木材電子鼻10個不同傳感器下的響應值進行PCA分析，結果如圖2所示。由結果可知，第一主成分（PC1）方差貢獻率為98.32%，第二主成分（PC2）方差貢獻率為1.58%，PC1和PC2累積方差貢獻率超過99%，表明已包含樣品差異的主要信息，能夠反映樣品的整體信息。PCA得分圖（圖2a）顯示，兩種紫檀屬木材無重合，區分明顯。載荷圖（圖2b）結果表明，在PC1上貢獻最大的傳感器為W2W和W1W，在PC2上貢獻最大的傳感器為W2W。

圖2 PCA圖
 

基于電子鼻的傳感器響應值，分別做不同紫檀屬木材氣味信息的雷達圖，如圖3所示。總體上看，兩個紫檀屬木材對于不同傳感器響應值差別很大。與載荷圖結果相似，兩者在W2W和W1W傳感器的響應值上呈現出明顯的差異。檀香紫檀對于W2W和W1W傳感器的響應值高于刺猬紫檀，表明檀香紫檀木材揮發物中芳烴化合物、有機硫化物含量更高。

圖3 雷達圖
 

GC-IMS技術分析

 

GC-IMS氣味成分定性分析
 

表2列出了基于GC-IMS技術的兩種紫檀屬木材揮發性氣味物質成分及其相對含量。由表2可知，兩種紫檀屬木材共檢測出82種揮發性成分，定性鑒別得到71種。其中，烯烴類4種、酸類6種、醇類12種、醛類20種、酯類9種、酮類12種、其他類8種。由此可見，紫檀屬木材氣味特征是由多種揮發性物質組合而成的復合氣味。在刺猬紫檀木材中，1-己醛、戊醛和丙酮相對含量較高。而在檀香紫檀木材中，醋酸、6-甲基-5-庚烯-2-酮、1-己醛和丙酮相對含量較高。其中，醋酸、6-甲基-5-庚烯-2-酮、1-己醛、戊醛的相對含量在兩個樹種間差異明顯。
 

表2 基于GC-IMS技術的兩種紫檀屬木材揮發性氣味物質成分及其相對含量

GC-IMS氣味成分譜圖分析
 

利用GC-IMS技術對兩種紫檀屬木材揮發性氣味物質進行檢測分析，得到不同木材揮發性有機物二維平面俯視圖（圖4）。譜圖中的每一個點代表一種化合物，一種化合物可能會有兩個或多個斑點，代表二聚體或多聚體。氣味成分的含量通過顏色深淺呈現，顏色越深表示該物質含量越高。對比兩種紫檀屬木材揮發性氣味物質的二維俯視圖，可明顯發現其揮發性有機物的差異。

圖4 兩種木材揮發性有機物二維平面俯視圖

 

通過差異對比模式，對兩種紫檀屬木材揮發性氣味物質異同進行比較，如圖5所示。以刺猬紫檀圖譜為參照樣品，對檀香紫檀樣品的圖譜進行扣減參比。由圖5可知，檀香紫檀樣品中矩形區域顏色較深，表示此處化合物含量較參照樣品刺猬紫檀高，橢圓形區域顏色較淺，說明此處化合物含量比刺猬紫檀低。

圖5 兩種木材揮發性有機物的差異對比圖
 

為進一步明確比較兩種紫檀屬木材樣品中具體的差異物質，對紫檀屬木材氣味物質進行指紋圖譜分析，結果如圖6所示。圖中直觀地展示了兩種紫檀屬木材樣品在化合物種類及含量上存在的顯著差異。將明顯差異的物質分為A、B、C共3個區域進行分析。區域A標出的物質在兩種紫檀屬木材樣品中均有檢出，主要有正丙苯、3-甲基-2-丁烯醛、丙酮。區域B中標出的物質為刺猬紫檀樣品中含量較高的香氣化合物，區域C中標出的物質為檀香紫檀樣品中含量較高的香氣化合物。

來源：感官科學與評定，轉載請注明來源。
參考文獻：張毛毛,徐登鴻,張鴻超,等.兩種紫檀屬木材氣味特征及其種間差異性分析[J].林產工業,2025,62(07):1-9.
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