陈家杰
佛山市海天（高明）调味食品有限公司
摘要：伴随经济的飞速发展与科学技术的不断进步，现代生物技术呈现多样化的发展趋势，此项技术在食品检测中具有十分重要的作用。电子舌技术的研究也取得了很大的进展，并得到广泛的应用。本文介绍了电子舌在食品安全监测中的发展现状与应用，及发展前景。
关键词：食品安全；检测；电子舌
引言
传感技术又叫传感器技术，通过一定的技术手段，将从自然界获取的各类信息进行辨别、比较并分类，从而完成模拟信号与数字信号之间的转换，最终实现对周围环境和事物特征的识别。传感技术与计算机技术、通信技术被称为现代信息技术的三大支柱，传感技术也已成为衡量一个国家信息化水平的标志之一。作为信息数字化的“耳鼻口眼手”，传感技术是实现信息采集的关键所在，也是联系物理世界与信息世界的重要纽带。它就相当于人的听觉、嗅觉、味觉、视觉和触觉的感官系统，是人们获取信息的重要手段。
1.味觉数字化的意义
味觉是生物的感官知觉。味觉是一种近感，需要直接接触刺激源才能产生感觉。人的这种感觉都很迅速，也很灵敏，对味道的微小差别都能分辨得很清楚，甚至可以精确到微量级。这也就是味觉很难被数字化的原因。但是在应用过程中，很多情况下，系统需要味觉的仿生功能来实现系统的某些应用要求。这就需要仿生传感器通过分析研究，借助仪器或芯片技术所具备的口的功能和特征，模拟生成类似人的味觉系统，可以提升人类改造大自然的能力，同时也能为社会发展提供技术和经济支持。
2.电子舌技术的现状与发展前景
2.1电子舌的现状
20世纪末出现了智能味觉分析系统即电子舌，采用类似人的味觉细胞工作原理，实现了对苦味、涩味、酸味、咸味、鲜味、甜味等基本味觉的客观数字化。随着技术的发展还可以对苦、涩、鲜的回味进行数字化评价，即电子舌的丰富度指标。真正意义上脱离了对人工品尝评判及样品模板的依赖。常见的电子舌工作原理有膜电位分析法、伏安分析法、光电法、多通道电极法及硅芯片技术等。电子舌目前在食品鉴定与检测、中西医制药、烟草等级划分、农药残留及生鲜产品微生物快速检测等方面有广泛的应用。
滋味是味觉的其中一个特性，其占据人们在嘴中的大部分感觉并影响选择商品的概率。电子舌是一个模拟人味觉的工具并且可被用于复杂的液体分析，其主要由味觉传感器、采集系统和识别系统组成。原理是依托于电势化学传感器，因为传感器可以产生特定、非特定和重叠的信号从而反映很多带电的可溶性物质，例如类脂膜作为味觉物质换能器的味觉检测系统，可以以类似人的方式感受到味道。根据工作机理，电子舌传感器主要分为以下三类：基于表面等离子体共振、多通道类脂膜传感器和表面光伏电压技术。人的五大基础味觉为酸、甜、苦、咸、鲜。这几种味觉在人体中的机理是当味蕾接触到味道后通过神经纤维传导到中央控制系统（CNS）特定区域然后做出反应。味道伴随化学感官系统，当分子向外释放并且刺激鼻、口或喉中的神经细胞后，通过神经纤维传导到大脑中的特性区域，并作出反应。近几年国内外人士，利用电子舌主要做食品品质分析、鉴别掺假分析以及将电子舌数据分析与感官评价相结合进行品质模型建立及掺假模型建立等。人脑感知味原理、电子舌感知味原理对比如下表1：
表1 人脑感知味原理、电子舌感知味原理
2.2电子舌的发展
Benjamin等利用电子舌传感器对石榴汁的检测与感官评价和呈味化学物质分析进行比较；发现电子舌可以很好地对六种不同的石榴汁进行区分，其结果与经培训过的感官评价人员的评价相同；Kang等使用电子舌对韩国的米酒的味道进行检测，通过主成分分析对米酒中氨基酸和脂肪酸对滋味的影响进行了有效的分类（没有重叠的分类）；并且发现电子舌传感器的数据与感官评价或者液相色谱得出的结果具有相关性，并利用偏最小二乘回归法对主成分分析后的氨基酸和脂肪酸进行建模。王丽芳等使用电子舌可以对不同品种的杭白菊产品进行有效区分；实验中，使用主成分分析将菊花品种分开；并发现使用判别因子分析和人工神经网络可以对不同品种菊花进行分类，并且使用偏最小二乘法建模后发现感官评价与电子舌检验后数值结果有很强的正相关性（相关系数为0.9768）。肖立中等利用BP神经网络算法，建立了电子舌响应值和不同鸡精添加量间评价映射模型。李建美等通过利用主成分分析、因子分析、相关性分析和聚类分析发现利用电子舌可以对不同品牌的啤酒进行滋味评价，研究发现，利用主成分分析发现6个不同品牌的18个样品被分为三种主成分；通过聚类分析可以将6个不同品牌的18个样品有效地聚为5，并且通过公因子方差贡献率对不同啤酒样品的滋味进行综合评分和排名。目前存在的电子舌类型如表2.
表2 电子舌类型
3.电子舌在安全检测领域的应用
3.1电子舌的典型应用
电子舌通过味觉传感器系统、信号采集系统和模式识别系统，以简单、快捷、无损的方式实现对味道的检测。目前，电子舌技术在很多应用领域得到了推广和应用。同电子鼻类似，电子舌在食品行业的应用比较早也比较成熟，如饮品种类的分辨、酒的种类和品牌的鉴定、食品新鲜度及腐败程度划分及食物风味评定等。随着技术的不断发展和完善，电子舌的应用也更加精细。比如：对肉类食品进行部位的鉴定和划分时，对混合肉类中各种肉类成份比例进行检测时，可以根据图谱，参考传感器的不同响应数据得出结论。还有，对中药材进行等级划分时很重要的一个标准就是产地，传统中药材的鉴别与鉴定都依赖于人的经验，容易出现偏差。电子舌技术的使用，可以在考虑到地理环境、气候条件等因素的前提下，对药材中的有效成份的含量进行技术鉴定，从而对中药材的产地做出判断，这样更科学更准确。人舌和电子舌检测低限对比如下表3所示：
表3 人舌和电子舌检测低限对比
3.2电子舌在食品工夫红茶中安全检测的应用
工夫红茶是我国的传统红茶，以其外形优美、高气香锐、滋味鲜醇、汤色红艳的品质特点而享誉国内外。茶汤滋味是评价茶叶品质的重要因子
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论文作者:陈家杰
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/18
标签：电子论文; 味觉论文; 技术论文; 传感器论文; 感官论文; 评价论文; 成分论文; 《建筑细部》2019年第12期论文;