利用AIRSENSE電子鼻分析圈養大熊貓選擇6種竹稈採食的氣味機理

前幾期研究人員利用AIRSENSE電子鼻對熊貓愛吃的竹子雷竹和班竹進行瞭研究，本期研究人員将擴大研究範圍，對佛肚竹、毛竹、牛兒竹、硬頭黃竹、清甜竹
、孝順竹 6 種竹稈作爲研究對象，試圖探究圈養大熊貓選擇6種竹稈採食的氣味機理。
01AIRSENSE 電子鼻技術原理
AIRSENSE 電子鼻是一款融合科技的精密儀器，其核心在於模拟生物嗅覺系統的運行機制。儀器内部配備瞭由多種金屬氧化物（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，由此産生一組的響應信号。該子系統運用主成分分析（PCA）、線性判别分析（LDA）、聚類分析等強大的算法，對信号進行深度解析，将複雜的氣味信息轉化爲直觀、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。

02六種竹稈的電子鼻測試

1材料和方法
供試竹種：6 種竹稈，分别爲佛肚竹
、毛竹、牛兒竹、硬頭黃竹、清甜竹、孝順竹，來源於青神縣竹林濕地公園，2012-2013 年人工栽種
，竹齡至少 3 年。試喂當日上午砍回
，處理後投喂。
電子鼻測試：每種竹稈用樣 2.0g，以穩定階段響應值分析。
2響應值雷達圖
氣味樣品經AIRSENSE電子鼻檢測後，得到響應值雷達圖見圖2。在 R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₉、R₁₀傳感器上差異小，在 R₆、R₇、R₈上差異較大，R₇傳感器差異最大，響應值順序爲毛竹稈 > 硬頭黃竹稈 > 佛肚竹稈 > 牛兒竹稈 > 清甜竹稈 > 孝順竹稈。

3、PCA分析結果
第一主成分（PC₁）貢獻率 65.68%，第二主成分（PC₂）貢獻率 30.89%，累積貢獻率達 96.57%，可完整反映竹稈整體氣味信息。其中
，佛肚竹稈、毛竹稈和硬頭黃竹稈的樣品區域距離較遠，能被準確區分；孝順竹稈、清甜竹稈和牛兒竹稈的樣品區域相互靠近
，僅在 PC₁上有細微差異。

4、LDA 分析結果
LD1 貢獻率 68.50%，LD2 貢獻率 21.11%，累積貢獻率 89.61%。除佛肚竹稈和孝順竹稈的樣品區域存在重疊外，其餘 4 種竹稈（毛竹稈、牛兒竹稈、清甜竹稈、硬頭黃竹稈）的樣品區域彼此獨立，能被有效區分，而在 PCA 分析中相近的清甜竹稈和牛兒竹稈卻在LDA分析中得以較好的區分。

5、LA 分析結果
對 PC₁影響最大的傳感器爲 R₇，其次爲 R₆、R₈、R₂；對 PC₂影響最大的傳感器爲 R₈，其次爲 R₆、R₁。R₃、R₄、R₅、R₉、R₁₀這 5 個傳感器對應的揮發性物質類别在 6 種竹稈間差異較小。結合傳感器特性可知，6 種竹稈的氣味差異可能與萜烯類、醇類、醛類、酮類、甲基類、氮氧化物和芳香類等揮發性物質有關。

03結論

AIRSENSE電子鼻測試結果表明6種供試竹稈的整體氣味信息存在差異，與專業人員的嗅感品評結果大體相符，可通過PCA分析結合LDA分析較好地區分，且預示氣味差異可能由萜烯類、醇類、醛類等揮發性物質的不同引起。
研究通過探究圈養大熊貓選擇6種竹稈採食的氣味機理，明確瞭青香、甜氣和新鮮感是誘導其採食的主要氣味韻調，且不同竹稈的氣味差異與特定揮發性物質相關，這爲大熊貓飼竹的科學選擇、保鮮提供瞭依據，有助於優化圈養大熊貓的飼料管理，提升其飼養質量，同時爲人工栽種大熊貓喜食竹種、建設飼竹基地等實踐提供瞭科學支撐，對圈養大熊貓的保護具有重要的意義。