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德國AIRSENSE電子鼻（型號：PEN 3）采用MOS傳感器陣列技術，結合數(shù)學分析方法,，通過監(jiān)測樣品揮發(fā)的氣體可快速對樣品進行定性判斷和定量預測,，在食品、藥品的質量檢驗,、新品研發(fā),、競品分析、科學研究等領域被廣泛應用,。

為了探究花椒在不同發(fā)育階段的整體香氣特性,，首先采用德國AIRSENSE電子鼻分析比較了花椒五個不同發(fā)育階段（綠色（G，2020年5月11日）,、微紅（SR,，2020年5月30日）、淺紅（LR,，2020年6月19日）,、紅色（R，2020年7月9日）到深紅色（DR,，2020年7月29日））的香氣差異,。如圖1A所示，對硫化物和萜烯敏感的W1W傳感器,、對有機硫化物和芳香組分敏感的W2W傳感器、對氮氧化物敏感的W5S傳感器,、對醇類,、醛類和酮類敏感的W2S傳感器以及對短鏈烷烴敏感的W1S傳感器在所有檢測樣本中均顯示出相對較高的響應。這表明硫化物,、萜烯,、氮氧化物、有機硫化物和芳香化合物的高豐度水平可能存在于花椒的所有發(fā)育階段,。類似的結果也在不同品種的花椒以及干燥的花椒產品中被報道,。此外，W1S和W2S傳感器響應值的變化表明,，短鏈烷烴,、醇類、醛類和酮類的含量從生長初期（SR）到生長中期（LR）增加,，然后在最后三個階段（LR,、R和DR）保持穩(wěn)定,。根據(jù)W5S的響應值，氮氧化物的含量在前四個階段（G,、SR,、LR和R）保持穩(wěn)定，并在最后一個階段（DR）達到峰值,。與W5S不同,，硫化物、萜烯,、有機硫化物和芳香組分（W1W和W2W）的含量在生長中期（LR）最低,，但在其余四個階段（G、DR,、R和DR）保持相對較高水平（見圖1B）,。

圖1 展示了電子鼻響應數(shù)據(jù)的雷達圖、主成分分析（PCA）

和柱狀圖（A,，雷達圖,；B，PCA,；C,，敏感傳感器的響應值）

不同的字母表示在0.05水平上的差異顯著性。

根據(jù)先前的研究報告,，特別是,，萜烯通常被認為是花椒（Z. bungeanum）中主要的香氣化合物，這與所有檢測樣本中較高的W1W值相一致,。正如圖1C所示,，基于電子鼻數(shù)據(jù)集的主成分分析（PCA）模型能夠有效地區(qū)分不同階段的樣本。然而,，在5個測試樣本中有4個樣本的W1W值未被觀察到顯著差異,。可以推測,，除了萜烯之外,，其他化合物也可能在花椒成熟期間的香氣形成中發(fā)揮重要作用。例如,，許多醇類（如芳樟醇,、香葉醇）和醛類（如癸醛、香茅醛）也被認定為花椒中的關鍵揮發(fā)性有機化合物（VOCs）,。因此,，我們進一步進行了固相微萃取-氣相色譜/質譜聯(lián)用（HS-SPME-GC/MS）和氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用（GC-IMS）分析，以探究花椒在五個生長階段的VOCs特征。

通過電子鼻,、氣相色譜-質譜聯(lián)用（GC-MS）和氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用（GC-IMS）技術,，我們分別探究了不同生長階段的花椒揮發(fā)性有機化合物（VOCs）的特性。電子鼻分析結果顯示,，除了萜烯類化合物外,，其他類型的VOCs也對花椒的香氣有顯著貢獻。在經過多次多變量統(tǒng)計分析后,，我們在GC-MS和GC-IMS數(shù)據(jù)集中觀察到了不同的揮發(fā)性特征,。其中，萜烯類化合物是GC-MS檢測中的主要VOCs,。相反,，在GC-IMS分析中，醇類,、酯類和醛類是重要的組成部分,，這些VOCs含量的差異是不同生長階段花椒揮發(fā)性特征不同的主要原因。根據(jù)氣味活性值（OAV）和相對氣味活性值（ROAV）的分析,，共鑒定出37種重要的香氣物質,。主成分分析（MFA）表明，GC-MS和GC-IMS的結合使用能夠更全面地探索花椒的揮發(fā)性特征,。利用GC-MS和GC-IMS的聯(lián)合數(shù)據(jù)集,，我們構建了加權共表達網(wǎng)絡分析（WCNA）模型。在五個不同生長階段的花椒中,，我們成功鑒定出6個顯著正相關的模塊和32種關鍵關鍵VOCs,。這些鑒定出的VOCs可以被認為是區(qū)分不同花椒樣本的潛在生物標志物。