借助 AIRSENSE 電子鼻解析大熊貓偏愛的竹子氣味特征

大熊貓憨態可掬的模樣深受全球人民喜愛。在它的飲食結構中，竹子占據了主導地位。大熊貓對竹子的選擇并非隨機，竹子散發的氣味在其中扮演著關鍵角色。為深入探究這一現象，科研人員引入了 AIRSENSE 電子鼻技術，試圖解鎖大熊貓飲食偏好背后的氣味密碼。

01AIRSENSE 電子鼻技術原理

AIRSENSE 電子鼻是一款融合先進科技的精密儀器，其核心在于模擬生物嗅覺系統的運行機制。儀器內部配備了由多種金屬氧化物（MOS）傳感器組成的高靈敏度陣列。當竹子揮發的氣體分子與傳感器表面接觸時，會引發一系列物理化學變化。例如，某些氣體分子可能被吸附在傳感器表面，改變其電導率。不同類型的氣體分子對各個傳感器的影響程度各異，由此產生一組的響應信號。該子系統運用主成分分析（PCA）、線性判別分析（LDA）、聚類分析等強大的算法，對信號進行深度解析，將復雜的氣味信息轉化為直觀、可解讀的 “氣味指紋圖譜"，精準呈現竹子氣味的成分、濃度以及各成分間的相對比例等關鍵信息。

02針對不同竹種氣味的檢測分析

1樣品準備
竹子種類選擇：優先分析熊貓主食竹種雷竹、斑竹，將砍回的大小相近的供飼竹筍隨機分成 ２ 份， 一份用于飼喂大熊貓，另一份用作樣品。剝離樣品竹筍的籜殼，隨機從多個部位切取筍片，混合，再隨機抽取一部分筍片制成約 ３ｃｍ 長、火柴棍粗細的樣品用于 ＶＯＣｓ 分析，另一部分筍片制成黃豆粒大小的樣品用于電子鼻測試和專業人員的嗅感品評。采樣和制樣過程中用具和用品洗凈無味，并防止其他氣味混入樣品。樣品在內置冰袋的保溫箱（桶）中運輸，制好的樣品密封保存于 － ２０℃的冰箱中。
2實驗過程與結論
AIRSENSE電子鼻測試能客觀地反映被測樣品之間在整體氣味信息上的異同。雷竹筍和斑竹筍的樣品均以測試穩定階段的電子鼻響應值進行如下信息數據分析。主成分分析（ＰＣＡ）結果見圖 １，線性判別分析（ＬＤＡ）結果見圖 ２。 從圖 １ 和圖 ２ 可知，ＰＣＡ 分析和 ＬＤＡ 分析的結果均顯示雷竹筍和斑竹筍的信息數據所在區域相隔都有一定距離，說明這 ２ 種竹筍的整體氣味信息相互之間存在一定差異，預示雷竹筍和斑竹筍散發出的氣味韻調及其強度可能有所不同，與專業品評人員的嗅感結果大體相符，同時表明可用AIRSENSE電子鼻的 ＰＣＡ 分析或 ＬＤＡ 分析能將雷竹筍和斑竹筍散發出的氣味信息予以準確區分。

傳感器載荷分析（ＬＡ）結果見圖 ３。從圖 ３ 可知，對第一主成分（ＰＣ１）貢獻較大的傳感器為 Ｒ６ ，其他依次為 Ｒ８ 和 Ｒ２ ；對第二主成分（ＰＣ２ ）貢獻較大的傳感器為 Ｒ７ ，其他依次為 Ｒ２ 和 Ｒ５ 。根據AIRSENSE電子鼻的傳感器對揮發性物質類別的特殊靈敏性可知：雷竹筍和斑竹筍之間的氣味差異可能由于甲基類、萜烯類、醇類、醛類、酮類、氮氧化物、短鏈烷烴和芳香型化合物的不同而引起。

AIRSENSE電子鼻測試的結果證明了這 ２ 種竹筍間氣味韻調的差異性，可通過 ＰＣＡ 分析或 ＬＤＡ 分析予以準確區分。經 ＨＳ － ＳＰＭＥ － ＧＣ － ＭＳ 聯用法測定，醛類和醇類香氣成分是這２ 種竹筍中香氣韻調及其強度的主要貢獻物質類別，證實了這 ２ 種竹筍中多種氣味韻調形成的物質基礎。竹筍中明顯的青香、新鮮感、嫩感、水潤多汁感、輕微的甜氣和果香等可能是誘導圈養大熊貓優先選擇雷竹筍或斑竹筍采食的主要氣味韻調。
03研究成果對大熊貓保護與飼養的意義

這項借助 AIRSENSE 電子鼻開展的竹子氣味研究，成果豐碩，對大熊貓保護與飼養工作意義非凡。在棲息地保護方面，明確大熊貓偏好竹子的氣味特征后，可為生態修復與竹林管理提供科學指導。通過人工干預，種植和培育富含大熊貓喜愛氣味成分的竹種，優化棲息地竹子群落結構，提升棲息地質量，滿足大熊貓對食物的氣味偏好需求，促進其野外種群生存繁衍。
在圈養環境下，有助于改善飼養管理策略。依據電子鼻分析結果，飼養員能夠精準篩選出氣味更受大熊貓歡迎的竹子作為日常食材，提高大熊貓食欲與進食量，保障其營養攝入。