本发明涉及一种茶叶等级判别方法，具体涉及一种基于电子鼻检测信息的白牡丹香气等级判别方法，属食品技术领域。
背景技术：
白牡丹属白茶类，通常采用福鼎大白茶、福鼎大毫茶、福安大白茶、政和大白茶等大白茶或福建水仙茶树品种一芽一叶、二叶嫩梢制成。因其绿叶夹银色白毫芽形似花朵，冲泡之后绿叶托着嫩芽，宛若蓓蕾初开，故名“白牡丹”。
传统上香气等级评价需要依靠审评员的“感官”完成，不但审评周期较长，而且容易受到各种主观和外界因素的干扰，数据的“一致性”和“量化性”都不足，难以客观且稳定地表征其实际品质，因此有必要寻找一种标准化且易操作的手段实现白牡丹毫香等级的稳定判别。
电子鼻是一种典型的人工嗅觉系统(ArtificialOlfactorySystem，AOS),它由一定选择性的电化学传感器整列和适当的识别装置构成，能识别简单和复杂的气味。它与普通化学仪器不同，所得到的不是被测样品成分定性和定量结果，而是给予样品中挥发性成分的整体信息，即“指纹数据”，它可以在很长的时间内连续地、实时地监测特定位置的气味状况，通过与利用标样建立的数据库中的信号的比较，进行识别与判断。
根据气敏传感器材料类型的不同，大体可将电子鼻分为三大类，分别是金属氧化物型(MetalOxideSensors，MOS)、导电高分子型(ConductingPolymer)、质量型：如应用石英晶体微天平传感器(QuartzCrystalMicrobalance，QCM)和声表面波传感器(SurfaceAcousticWave，SAW)。
利用金属氧化物型电子鼻进行白牡丹香气等级的判别，其数学实质即是对电子鼻所获得的“指纹数据”进行分类预测，统计学对该类问题的分析方法有很多，常见的解决方案主要有：“Logistic回归分析法”和“判别分析法”。当输出变量是二分类变量时，采用“二项Logistic回归分析”，当输出变量是多分类变量时，通常采用“多项Logistic回归分析”。当“多项Logistic回归分析”用于解决1个或多个协变量与一个有序分类因变量关系时，该方法也被称为“等级回归分析”。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于电子鼻检测信息的白牡丹香气等级判别方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
1、一种基于电子鼻检测信息的白牡丹香气等级判别方法，其特征在于判别方法如下：
(1)样品制备：称取5.0g待检茶叶样品于检测瓶中，置于45℃烘箱下平衡15min，采用金属氧化物型电子鼻进行检测；所述金属氧化物型电子鼻由10个传感器构成，各传感器对不同类型的气体产生阻抗作用，具体对应的气体分别为：S1，氨气、胺类；S2，硫化氢、硫化物；S3，氢气；S4，酒精、有机溶剂；S5，食物烹调过程中挥发气体；S6，甲烷、沼气、碳氢化物；S7，可燃性气体；S8，挥发性有机物；S9，氮氧化合物、汽油、煤油；S10，烷烃、可燃性气体；
(2)采集检测信息：启动电子鼻获得白牡丹香气的检测信息，将该检测信息导出后，选取其中的“S1”传感器响应值为变量X1，选取其中的“S3”传感器响应值为变量X2，选取其中的“S6”传感器响应值为变量X3，选取其中的“S7”传感器响应值为变量X4,选取其中的“S9”传感器响应值为变量X5；所述采集检测信息，以所获得样品香气组分最高值电信号构建检测信息；
(3)构建Logistic回归判别连接函数，表达式分别为：
Link1级＝-13.380+(2.288X1-6.378X2-5.977X3+6.376X4-9.952X5)；
Link2级＝-9.521+(2.288X1-6.378X2-5.977X3+6.376X4-9.952X5)；
所述“Link1级”代表样品滋味等级为1级的连接函数；“Link2级”代表样品滋味等级为2级的连接函数；
(4)各等级样品判别结果概率公式为：
P1级＝1/﹝1+Exp(-Link1级)﹞；
P2级＝1/﹝1+Exp(-Link2级)﹞-P1级；
P3级＝1-P1级-P2级；
所述P1级、P2级、P3级的数值，为“电子鼻检测信息”判定的各滋味等级归属的概率，其最大值所对应的P的等级，为样品的香气等级。
本发明的优点及有益效果：
1、本发明的基于金属氧化物型电子鼻检测信息的白牡丹香气等级判别方法，有效解决了“人工审评”过程由于“感官疲劳”而不能长时间进行的问题；
2、判别标准的相对固定性，较好地消除了不同审评人员间的判别结果误差，提高了白牡丹毫香等级审评结果的稳定性和一致性；
3、审评全过程方便快捷，消耗时间短，制备好的样品完成判别的全过程小于5min；
4、由于判别模型采用多位资深审评员在良好状态下进行的大样本量茶样审评数据为基础完成构建，同时，模型分析结果表明模型具有良好的稳定性，与人工审评结果的一致性也高于90％，因此该判别结果具有很好的实用价值，能够很好地辅助实现白牡丹香气等级分级标准的一致性、客观性和通用性，对茶叶生产过程中自动化控制手段的应用，以及最终茶叶产品品质的评价表述及销售流通扫清障碍。
具体实施方式
为了充分公开本发明的基于电子鼻检测信息的白牡丹香气等级判别方法，以下结合实施例加以说明。
实施例1，一种基于电子鼻检测信息的白牡丹毫香等级判别方法，包括以下步骤：
(1)样品制备：称取5.0g待检茶叶样品于检测瓶中，置于45℃烘箱下平衡15min，采用Smartnose金属氧化物型电子鼻进行检测；
(2)采集检测信息：启动电子鼻获得白牡丹香气的检测信息，将该检测信息导出后，其中的“S1”传感器响应值变量X1＝3.44；“S3”传感器响应值变量X2＝2.32；“S6”传感器响应值变量X3＝2.01；“S7”传感器响应值变量X4＝2.26；“S9”传感器响应值变量X5＝2.26；
(3)构建Logistic回归判别连接函数，表达式分别为：
Link1级＝-13.380+(2.288X1-6.378X2-5.977X3+6.376X4-9.952X5)；
Link2级＝-9.521+(2.288X1-6.378X2-5.977X3+6.376X4-9.952X5)；
所述“Link1级”代表样品香气等级为1级的连接函数；“Link2级”代表样品香气等级为2级的连接函数，带入数据后结果如下：
Link1级＝-13.380+(2.288×4.088-6.378×1.589-5.977×2.502+6.376×2.781-9.952×1.371)；
Link2级＝-9.521+(2.288×4.088-6.378×1.589-5.977×2.502+6.376×2.781-9.952×1.371)；
(4)各等级样品判别结果概率公式为：
P1级＝1/﹝1+Exp(-Link1级)﹞＝1/﹝1+Exp(-0.447)﹞＝0.610；
P2级＝1/﹝1+Exp(-Link2级)﹞-P1级＝0.038；
P3级＝1-P1级-P2级＝1-0.610-0.038＝0.352；
所述P1级、P2级、P3级的数值，为“电子鼻检测信息”判定的各香气等级归属的概率，其最大值所对应的P的等级，为样品的香气等级。
计算结果为，P1级＝1.350×10-11，P2级＝0.999，P3级＝6.267×10-10，因为0.999>1.350×10-11>6.267×10-10，所以P2级>P1级>P3级，因此，该茶样香气等级被判定为2级的概率最大，达99.9％，故确定该白牡丹的香气等级为2级。