借助 AIRSENSE 电子鼻解析大熊猫偏爱的竹子气味特征

大熊猫憨态可掬的模样深受人民喜爱。在它的饮食结构中，竹子占据了主导地位。大熊猫对竹子的选择并非随机，竹子散发的气味在其中扮演着关键角色。为深入探究这一现象，科研人员引入了 AIRSENSE 电子鼻技术，试图解锁大熊猫饮食偏好背后的气味密码。

01AIRSENSE 电子鼻技术原理

AIRSENSE 电子鼻是一款融合先进科技的精密仪器，其核心在于模拟生物嗅觉系统的运行机制。仪器内部配备了由多种金属氧化物（MOS）传感器组成的高灵敏度阵列。当竹子挥发的气体分子与传感器表面接触时，会引发一系列物理化学变化。例如，某些气体分子可能被吸附在传感器表面，改变其电导率。不同类型的气体分子对各个传感器的影响程度各异，由此产生一组的响应信号。该子系统运用主成分分析（PCA）、线性判别分析（LDA）、聚类分析等强大的算法，对信号进行深度解析，将复杂的气味信息转化为直观、可解读的 “气味指纹图谱"，呈现竹子气味的成分、浓度以及各成分间的相对比例等关键信息。

02针对不同竹种气味的检测分析

1样品准备
竹子种类选择：优先分析熊猫主食竹种雷竹、斑竹，将砍回的大小相近的供饲竹笋随机分成 ２ 份， 一份用于饲喂大熊猫，另一份用作样品。剥离样品竹笋的箨壳，随机从多个部位切取笋片，混合，再随机抽取一部分笋片制成约 ３ｃｍ 长、火柴棍粗细的样品用于 ＶＯＣｓ 分析，另一部分笋片制成黄豆粒大小的样品用于电子鼻测试和专业人员的嗅感品评。采样和制样过程中用具和用品洗净无味，并防止其他气味混入样品。样品在内置冰袋的保温箱（桶）中运输，制好的样品密封保存于 － ２０℃的冰箱中。
2实验过程与结论
AIRSENSE电子鼻测试能客观地反映被测样品之间在整体气味信息上的异同。雷竹笋和斑竹笋的样品均以测试稳定阶段的电子鼻响应值进行如下信息数据分析。主成分分析（ＰＣＡ）结果见图 １，线性判别分析（ＬＤＡ）结果见图 ２。 从图 １ 和图 ２ 可知，ＰＣＡ 分析和 ＬＤＡ 分析的结果均显示雷竹笋和斑竹笋的信息数据所在区域相隔都有一定距离，说明这 ２ 种竹笋的整体气味信息相互之间存在一定差异，预示雷竹笋和斑竹笋散发出的气味韵调及其强度可能有所不同，与专业品评人员的嗅感结果大体相符，同时表明可用AIRSENSE电子鼻的 ＰＣＡ 分析或 ＬＤＡ 分析能将雷竹笋和斑竹笋散发出的气味信息予以准确区分。

传感器载荷分析（ＬＡ）结果见图 ３。从图 ３ 可知，对主成分（ＰＣ１）贡献较大的传感器为 Ｒ６ ，其他依次为 Ｒ８ 和 Ｒ２ ；对第二主成分（ＰＣ２ ）贡献较大的传感器为 Ｒ７ ，其他依次为 Ｒ２ 和 Ｒ５ 。根据AIRSENSE电子鼻的传感器对挥发性物质类别的特殊灵敏性可知：雷竹笋和斑竹笋之间的气味差异可能由于甲基类、萜烯类、醇类、醛类、酮类、氮氧化物、短链烷烃和芳香型化合物的不同而引起。

AIRSENSE电子鼻测试的结果证明了这 ２ 种竹笋间气味韵调的差异性，可通过 ＰＣＡ 分析或 ＬＤＡ 分析予以准确区分。经 ＨＳ － ＳＰＭＥ － ＧＣ － ＭＳ 联用法测定，醛类和醇类香气成分是这２ 种竹笋中香气韵调及其强度的主要贡献物质类别，证实了这 ２ 种竹笋中多种气味韵调形成的物质基础。竹笋中明显的青香、新鲜感、嫩感、水润多汁感、轻微的甜气和果香等可能是诱导圈养大熊猫优先选择雷竹笋或斑竹笋采食的主要气味韵调。
03研究成果对大熊猫保护与饲养的意义

这项借助 AIRSENSE 电子鼻开展的竹子气味研究，成果丰硕，对大熊猫保护与饲养工作意义非凡。在栖息地保护方面，明确大熊猫偏好竹子的气味特征后，可为生态修复与竹林管理提供科学指导。通过人工干预，种植和培育富含大熊猫喜爱气味成分的竹种，优化栖息地竹子群落结构，提升栖息地质量，满足大熊猫对食物的气味偏好需求，促进其野外种群生存繁衍。
在圈养环境下，有助于改善饲养管理策略。依据电子鼻分析结果，饲养员能够精准筛选出气味更受大熊猫欢迎的竹子作为日常食材，提高大熊猫食欲与进食量，保障其营养摄入。