电子鼻和电子舌在乳制品品质及货架期监控中的应用研究.docxVIP

范佳利，韩剑众* ，田师一，邓少平( 范佳利，韩剑众* ，田师一，邓少平 ( 浙江工商大学食品学院，浙江省食品安全重点实验室，浙江杭州 310035) 摘 要: 基于仿生技术和传感器技术的电子鼻和电子舌技术的应用研究发展迅速。本文介绍了电子鼻和电子舌系统 的构成和工作原理以及其在分析乳制品的风味、监控其储藏阶段的成熟或变质过程、控制原料乳的质量及掺假( 杂) 等 方面的应用现状。 关键词: 电子鼻，电子舌，乳制品品质，货架期监控 Applications of electronic nose and electronic tongue in monitoring the quality and shelf life of dairy products FAN Jia－ li，HAN Jian－ zhong* ，TIAN Shi－ yi，DENG Shao－ ping ( Key Laboratory of Food Safety of Zhejiang Province，Zhejiang Gongshang University，Hangzhou 310035，China) Abstract: Electronic nose and electronic tongue have been widely used with the development of bionic technology and sensor technology. The structure，working principle and measure methods of electronic nose and electronic tongue were introduced.And their applications in flavor analysis，monitoring ripening or spoilage of dairy products， controlling the quality of raw milk were described. Key words: electronic nose; electronic tongue; quality of dairy products; monitoring of shelf life 中图分类号: TS252.7 文献标识码: A 文 章 编 号: 1002－0306( 2009) 11－0343－04 发生物理化学反应，从而导致界面电势变化，这 一 变 化经由信号采集装置转为电流变化图谱。由 于 采 集 到的信号信息量大且有重叠性，因此需要相应的多 元统计方法从中抽取能反映样品整体特征的有用 信 息［1－2］( 也称“指纹数据”) ，进而实现对样品品质特征 的表征，并用于样品的识别和分类。电 子 鼻 和 电 子 舌不仅可以根据各种不同的气味或味道测到不同 的 信号，而且可以将这些信 号 与 经 过“学 习”和“训 练” 后建立的数据库中的信号加以比较，进行识 别 判 断， 因而具有类似人和动物的鼻子或舌头的功能。 对多维数 据 进 行 处 理，需 要 运用不同的模式识 别方法。模式识别是指对所要研究的对象根 据 其 共 同的特征或属性进行识别和分类。常用的模 式 识 别 方法有多元统计分析中的主成分分析法 ( PCA) 、偏 ( 局部) 最小二乘 法 ( PLS) 、线性判别分析法 ( LDA) 乳制品品质及货架期监控主要是依据卫生学检 验和理化 指 标 检 测，并结合感官品评来综合评价。 然而，常规的理化检测和微生物检验很难全面地反 映乳制品的整体品质。感官品评虽能更大程度 上 反 映乳制品可 接受性的实际品质，但是却存在品评人 员的主观性等问题。可喜的是一些新型的快速 检 测 技术和评价 方 法 不 断 涌 现，如近红外光谱技术检测 牛乳的主要成分及新鲜度; 牛乳变质过程的超 声 波、 激光诱导荧光光谱技术研究等。尤其是近年来 发 展 迅速的电子 鼻和电子舌等仿生技术，由 于 能 够 快 速 反映出被测 样品的整体特征信息，所以其在乳制品 品质及货架期监控等方面的应用研究异常活跃。 1 电子鼻和电子舌技术 电子鼻和电子舌是通过模拟人的嗅觉 和 味 觉 功 能来进行快速分析和识别复杂气味和味道的新颖仪 器。它们 一般由三部分组成: 选 择 性 ( 电 极 经 过 修 饰) 或非选择性的传感器阵列、信号采集装置和模式 识别系统。样品的物质与传感器( 电极) 界面接触并 ［1，3］。 和人工神经网络( ANN) 等 本实验室 研制的多频脉冲 电 子 舌，选 用 几 种 不 同的非修饰金属电极组成传感器阵列，采 用 多 频 率 大幅脉冲作为激发扫