電子鼻技術(shù)在食品工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

摘 要 文章主要闡述現(xiàn)代電子鼻的重要特征和在食品工業(yè)領(lǐng)域中的一些應(yīng)用實例。說明電子鼻在無損檢測中的優(yōu)勢，電子鼻系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速、穩(wěn)定、、現(xiàn)場實時的檢測分析，在分析氣味方面具有其他儀器*的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞 電子鼻 無損檢測 傳感器 PCA LDA 食品工業(yè)

前 言

在食品評價中，氣味是一個很重要的指標(biāo)。氣味是指食品給人嗅覺器官的感覺，而氣味物質(zhì)是指能夠引起嗅覺反映的物質(zhì)。引起嗅覺的氣味刺激主要是具有揮發(fā)性、可溶性的有機(jī)物和一些可揮發(fā)的無機(jī)物。在食品的研發(fā)、和流通過程中，評價食品品質(zhì)、鑒別雜質(zhì)、是否變質(zhì)等主要是依靠有經(jīng)驗的人員或者GC-MS（氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)）來進(jìn)行判定。不同的人對同一種氣味有不同的感受，因而就有不同的評價，甚同一個人在不同的環(huán)境、不同的情緒時對同一種氣味也有不同的感受和評價，從而使得采用人鼻辨嗅法存在一定的局限性；另外，由于GC-MS 檢測費用昂貴、檢測周期長，與人的嗅覺很難進(jìn)行科學(xué)的、系統(tǒng)的對照。那么究竟有沒有一種快速、穩(wěn)定的設(shè)備能夠達(dá)到檢測食品氣味的要求呢？電子鼻技術(shù)和電子鼻檢測系統(tǒng)也就應(yīng)運而生。

電子鼻(Electronic Noses) 是一種模仿生物嗅覺的電子系統(tǒng)，是由多個選擇性的氣敏傳感器和適當(dāng)?shù)哪Ｊ椒诸惙椒ńM成的具有識別單一和復(fù)雜氣味能力的裝置。“電子鼻”的概念，zui早是1982 年英國Warwick 大學(xué)的Persand 和Dodd 教授模仿哺乳動物嗅覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和機(jī)理，對幾種有機(jī)揮發(fā)氣體進(jìn)行類別分析時提出來的。1990 年舉行*屆電子鼻學(xué)術(shù)會議，對人工智能嗅覺系統(tǒng)的設(shè)計及信息處理進(jìn)行討論[1,2]。正是由于對復(fù)雜的樣品具有的檢測和區(qū)分識別能力以及較低的使用成本，電子鼻技術(shù)廣泛應(yīng)用工業(yè)和環(huán)境保護(hù)的各個領(lǐng)域，如食品工業(yè)、化妝品行業(yè)、藥品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測與公共安全等，尤其在食品工業(yè)領(lǐng)域取得不錯的研究成果。

1 電子鼻的組成與基本原理

電子鼻包含一組用氣敏的生物或者化學(xué)材料處理的傳感器陣列，以此來檢測和辨別復(fù)雜氣味并形成特征指紋圖。用已知的氣味指紋圖建立數(shù)據(jù)庫和模型識別系統(tǒng)，為未知的氣味提供分類鑒定的依據(jù)。這就是經(jīng)典的電子鼻概念[3]。

電子鼻模擬人的嗅覺器官，因而其工作原理與人的嗅覺形成相似，也包括 4 個部分：(1) 氣體采樣系統(tǒng)，相當(dāng)于人鼻的肌肉收縮呼氣吸氣的過程；(2) 傳感器陣列，氣味分子被電子鼻的傳感器陣列吸附，產(chǎn)生信號，這個過程相當(dāng)于人的嗅覺細(xì)胞感知氣味；(3) 主控系統(tǒng)，控制何時采樣、采多少樣、何時清潔傳感器、何時進(jìn)行下一個分析循環(huán)等，這個過程相當(dāng)于人的大腦對呼吸系統(tǒng)各器官工作狀態(tài)的控制； (4) 軟件分析系統(tǒng)，通過測試已知樣品并對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行提取建立分析模型，然后對未知測試樣品進(jìn)行有效的判斷，這個過程相當(dāng)于人的大腦建立嗅覺感官經(jīng)驗，然后再進(jìn)行有效的嗅覺感官評判。

1.1采樣系統(tǒng)

采樣系統(tǒng)的主要功能是將被測樣品的揮發(fā)性混合物引入到電子鼻檢測系統(tǒng)。采用合適的樣品處理方案可以明顯提高電子鼻的分析質(zhì)量。同時選擇不同的進(jìn)樣方式，也需充分考慮被分析樣品的形態(tài)、氣體揮發(fā)狀態(tài)和電子鼻分析所要選擇的分析狀態(tài)等。如果盲目的選擇不合適的進(jìn)樣方式，往往導(dǎo)致雖然得到比較好的實驗結(jié)果圖，但與實際的人為感官評價結(jié)果相去甚遠(yuǎn)，或者所得結(jié)論不具有重復(fù)再現(xiàn)性。因此是否進(jìn)行樣品的前處理是經(jīng)常被忽略，而對電子鼻分析卻是很關(guān)鍵的步驟[4]，需引起重視。

開放式直接進(jìn)樣是一種比較直觀、直接的進(jìn)樣方式，zui接近于人鼻嗅物體的狀態(tài)?？梢杂糜谥苯迎h(huán)境氣味的監(jiān)測與分析；也可以是電子鼻采集的氣體量遠(yuǎn)小于容器中所存在的頂空氣體量，通過電子鼻采集氣體后不會明顯引起容器內(nèi)壓力的變化，不會導(dǎo)致樣品揮發(fā)氣體狀態(tài)的變化的情況下使用。這種進(jìn)樣方式不需要樣品的嚴(yán)格前處理，對采樣過程的環(huán)節(jié)控制要求也不高，所以不容易出錯，zui接近氣體穩(wěn)定狀態(tài)，所得數(shù)據(jù)結(jié)果也比較平穩(wěn)，可提取平穩(wěn)狀態(tài)的數(shù)據(jù)點作為有效數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

靜態(tài)頂空進(jìn)樣技術(shù)是將待測樣品放入密閉容器中平衡一段時間，然后檢測頂空部分的氣體樣。樣品溫度、平衡時間、容器大小和樣品量是影響實驗結(jié)果的主要物理參數(shù)，需要嚴(yán)格控制，否則會導(dǎo)致結(jié)果的不準(zhǔn)確。靜態(tài)頂空進(jìn)樣分為手動頂空進(jìn)樣和自動進(jìn)樣器頂空進(jìn)樣2 種方式。手動頂空進(jìn)樣主要是通過手動頂空采樣器（氣體注射器）來控制進(jìn)樣速度、進(jìn)樣量等，這種方式比較簡單，進(jìn)樣過程各環(huán)節(jié)不易控制，重復(fù)性相對低一些，但比較廉價經(jīng)濟(jì)；自動進(jìn)樣器頂空進(jìn)樣相比較手動頂空進(jìn)樣而言，更為科學(xué)，過程控制也更嚴(yán)格，但自動進(jìn)樣器比較昂貴，運行成本高，固定的樣品瓶對樣品本身形態(tài)有特殊的要求，比較適合液體或粉末狀態(tài)的樣品。同時這種進(jìn)樣方式多采用峰值點法提取有效分析數(shù)據(jù)，而峰值點法是一個氣體揮發(fā)累計效果量，這樣對樣品溫度、平衡時間、樣品量等必須有嚴(yán)格的控制。

動態(tài)頂空進(jìn)樣是將待測樣品放入具有進(jìn)氣口和出氣口的密封容器平衡一段時間，進(jìn)氣口接（不帶壓或帶正壓）的潔凈空氣或氮氣，出氣口接具有吸氣功能的電子鼻采樣口，電子鼻連續(xù)采樣進(jìn)氣口持續(xù)補(bǔ)氣，達(dá)到樣品氣體的動態(tài)揮發(fā)平衡，電子鼻有效監(jiān)測動態(tài)平衡狀態(tài)下的氣體狀態(tài)，獲取穩(wěn)定的響應(yīng)信號數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 這種進(jìn)樣方式對固體、液體樣本都適合，而且接近樣品氣體自然揮發(fā)狀態(tài)，同時進(jìn)樣過程需要嚴(yán)格控制的環(huán)節(jié)較少，數(shù)據(jù)結(jié)果相對穩(wěn)定可靠。

吸附濃縮進(jìn)樣技術(shù)主要為電子鼻的檢測提供一種預(yù)濃縮方法，從而大大提高檢出限和靈敏度。主要有熱解析濃縮、吹掃捕集濃縮、固相微萃取濃縮等， 將吸附濃縮的氣態(tài)分子經(jīng)過加熱解吸附后由載氣帶入電子鼻的檢測系統(tǒng)進(jìn)行分析。這種進(jìn)樣方式中，吸附劑的選擇、進(jìn)樣溫度、吸附濃縮時間、氣體流動速度、吹掃時間和加熱解析附溫度等是我們主要的考慮因素。

以上任何一種氣體進(jìn)樣方式，做具體選擇的時候應(yīng)該充分考慮樣品的類型和方法的適用性。對于一些需要無損檢測的樣品，比如水果、蔬菜、雞蛋等，就應(yīng)該在不破壞樣品的情況下進(jìn)行動態(tài)頂空進(jìn)樣，這樣可以獲得樣品在自然平衡揮發(fā)條件下穩(wěn)定揮發(fā)物質(zhì)的信息。從另外一個角度，對揮發(fā)的核心氣體進(jìn)行預(yù)濃縮可以提高儀器分析的檢測下限，同時避免不需要研究的干擾氣體的影響，從而有效提高分析的準(zhǔn)確性，找到樣品揮發(fā)的核心關(guān)鍵指紋氣體。

1.2 檢測系統(tǒng)

傳感器陣列是當(dāng)今zui為流行的電子鼻檢測系統(tǒng)，它可以將樣品復(fù)雜的化學(xué)信息轉(zhuǎn)化為簡單的電信號[5]。根據(jù)檢測原理不同，用于電子鼻檢測的傳感器可以分為壓電傳感器、電化學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器等。

壓電傳感器也叫重量或聲波傳感器，基于聲波的傳播，采用石英等壓電材料制作而成。表面聲波 (SAW) 和石英振蕩天平 (QCM) 是這類傳感器中zui為常見的。這類傳感器檢測精度高，性能穩(wěn)定，但氣體選擇范圍窄，應(yīng)用領(lǐng)域有限。

電化學(xué)傳感器包括電流式、電位式、化學(xué)電阻式、電導(dǎo)式等，其中化學(xué)電阻式傳感器，如金屬氧化半導(dǎo)體(MOS) 和導(dǎo)電聚合物 (CP) 被廣泛用于制造氣體傳感器陣列。 目前金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）傳感器技術(shù)是新興的傳感器技術(shù)，具有成熟穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠、重復(fù)性強(qiáng)等特點，既可以用于科學(xué)研究，又能夠進(jìn)行指導(dǎo)。

光學(xué)傳感器如光感纖維，由于其所*的傳感信號無電磁干擾、噪聲小、電絕緣好、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性佳等優(yōu)點，在電子鼻研究中也越來越引起人們的關(guān)注。但是光學(xué)傳感器技術(shù)目前還不是很成熟，有待進(jìn)一步的研究。

1.3主控系統(tǒng)

成熟的商業(yè)電子鼻一般都具有主控系統(tǒng)，差異在于有的全自動控制，控制環(huán)節(jié)多、精度高、智能化，保證操作簡便、檢測穩(wěn)定、維護(hù)量少等，而有的只是各部件協(xié)調(diào)控制，無法實現(xiàn)智能化。對于不成熟的試驗品電子鼻，省去主控系統(tǒng)也是可以工作的，只是可操作性和重復(fù)性比較差。

1.4 軟件分析系統(tǒng)

軟件分析系統(tǒng)的核心是聚類區(qū)分分析模型的方法和未知樣品識別判定的方法。聚類區(qū)分分析模型的方法比較常見的有PCA 主成分分析法、LDA 線性相關(guān)分析法、ANNs 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，對于未知樣品識別判定的方法常見的有DFA 區(qū)別判定法、EUCLID 歐氏距離法、MAHALANOBIS 馬氏距離法、CORRELATION 相關(guān)系數(shù)法等，對于量化預(yù)測目前也有PLS zui小偏二乘法等，另外有一些輔助性分析方法，如傳感器區(qū)分貢獻(xiàn)率分析、統(tǒng)計質(zhì)控分析等。

2 電子鼻技術(shù)在食品工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

食品工業(yè)指主要以農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)、林業(yè)或化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品或半成品為原料，制造、提取、加工成食品或半成品，具有連續(xù)而有組織的經(jīng)濟(jì)活動工業(yè)體系。電子鼻技術(shù)在食品工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

2.1 果蔬領(lǐng)域

電子鼻在果蔬領(lǐng)域研發(fā)和加工過程中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。Antihus Hernandez 等[6] 利用電子鼻做番茄成熟度及貯藏時間的研究，從主成分分析( PCA) 和線性判別式分析( LDA) 中得到, 電子鼻可以較好地區(qū)分半熟期和成熟期、完熟期的番茄。胡桂仙等[7] 采用電子鼻技術(shù)對柑橘成熟度進(jìn)行無損檢測，建立電子鼻響應(yīng)值和成熟度之間的關(guān)系，證明電子鼻能夠檢測區(qū)分不同成熟度的柑橘。

Simona Benedetti 等[8] 用電子鼻區(qū)分4 種不同品種的桃子的實驗，并且采用主成分分析( PCA) 和線性判別式分析(LDA) 對桃子成熟期和貨架期進(jìn)行分析。唐曉偉等[9] 用電子鼻做甜瓜成熟度及風(fēng)味的研究，建立一種快速準(zhǔn)確的判讀不同品種甜瓜的成熟度，改變以往僅通過人為的主觀判斷方式。江琳琳等[10] 利用電子鼻技術(shù)做對水蜜桃貨架期的評價，并且通過傳感器貢獻(xiàn)率分析（Loading）得出起主要作用的傳感器，為進(jìn)一步優(yōu)化傳感器以及探索方便快捷的無損檢測技術(shù)提供依據(jù)。

無損檢測是工業(yè)發(fā)展*的有效工具，在一定程度上反映一個國家工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到*。用電子鼻技術(shù)對果蔬等食品進(jìn)行無損檢測，客觀、快捷、重復(fù)性好的評估產(chǎn)品的氣味信息，更達(dá)到反映產(chǎn)品品質(zhì)的目的。

2.2 糧油領(lǐng)域

潘磊慶等[11] 使用電子鼻系統(tǒng)對芝麻油中摻入大豆油、玉米油和葵花籽油進(jìn)行檢測分析，得出電子鼻能夠較好地對芝麻油摻假進(jìn)行明顯的區(qū)分和判定。張紅梅等[12] 用電子鼻對5 個陳化年限的小麥進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示能夠?qū)?/span>5 個年限的小麥進(jìn)行很好的區(qū)分。宋偉等[13] 采用電子鼻系統(tǒng)對不同儲藏條件下的糙米進(jìn)行分析檢測，通過對傳感器響應(yīng)值進(jìn)行PCA、LDA 方法分析，得出不同條件的規(guī)律和差異，并且存在交互作用。目前，電子鼻技術(shù)應(yīng)用到糧油儲藏和摻假鑒別的檢測還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化。糧油是關(guān)系到我國國計民生的重要研究課題，如果能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場快速檢測、現(xiàn)場準(zhǔn)確鑒別，那樣無疑將加速我國糧油儲藏和加工科技基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。葉盛等[14] 基于電子鼻系統(tǒng)做水稻蟲害信息快速檢測方法的研究，結(jié)果表明，利用電子鼻檢測是否發(fā)生病蟲害和預(yù)測蟲害程度是可行的。得出蟲害程度和種類，就能夠?qū)崿F(xiàn)有的放矢，究竟選擇何種農(nóng)藥和農(nóng)藥的使用劑量都可依照 電子鼻的數(shù)據(jù)來進(jìn)行實際的操作。

2.3 畜產(chǎn)品領(lǐng)域

Benedetti 等[15] 使用商品的電子鼻檢測并確定傳統(tǒng)軟質(zhì)奶酪的貨架期。運用PCA、LDA 分析方法將2 種不同儲藏溫度的奶酪很好的分為新鮮的、成熟的和非常成熟的三大類，與理化指標(biāo)結(jié)果一致。為驗證LDA 分類模型的準(zhǔn)確性，作者還買新一批商品奶酪加以驗證，實驗結(jié)果同樣和電子鼻結(jié)論吻合。Dutta 等[16] 用基于金屬氧化物傳感器的電子鼻系統(tǒng)分析新鮮雞蛋的不同變化階段。作者分別針對蒸煮氣味、氨氣、硫化氫和有機(jī)溶劑，對雞蛋做2種處理，一種是蛋殼無損檢測，另外一種是蛋殼破損。實驗結(jié)果使用不同的圖形表示出雞蛋的新鮮程度，很明顯的分為3 個不同的階段，達(dá)到95% 的準(zhǔn)確率，為商業(yè)應(yīng)用提供參考價值。S. Limbo 等[17] 采用電子鼻技術(shù)做牛肉的貨架期檢測和不同儲藏條件的分析，得出對腐爛牛肉品質(zhì)評價的電子鼻指紋圖譜的模型，并且得到*的儲藏牛肉的溫度和添加劑使用量和條件。郭奇慧等應(yīng)用電子鼻檢測系統(tǒng)，對酸奶的貨架期[18]、原奶的氣味[19]、純奶的貨架期[20]、冰激凌的儲藏[21]、干酪的成熟期[22] 等進(jìn)行研究。

徐亞丹等[23，24] 對牛奶摻假進(jìn)行研究。電子鼻系統(tǒng)應(yīng)用到乳制品行業(yè)中，實現(xiàn)從研發(fā)、到儲藏和流通環(huán)節(jié)，達(dá)到快速判定、現(xiàn)場鑒別的目的。在豬肉的貯藏過程中，由于酶和細(xì)菌的作用，這些成分會發(fā)生分解變化， 產(chǎn)生氣味；隨著豬肉的新鮮度的降低，變得越來越濃烈。國內(nèi)浙江大學(xué)洪雪珍等[25] 人嘗試使用電子鼻捕捉豬肉在儲藏過程中的氣味變化規(guī)律，很好地對豬肉貨架期進(jìn)行預(yù)測。利用LDA 研究樣品區(qū)分效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除儲藏2d 和3d的數(shù)據(jù)有部分重合外，其余都能很好區(qū)分開；另外，使用逐步判別分析和 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對豬肉儲藏時間進(jìn)行預(yù)測訓(xùn)練集的準(zhǔn)確率，前者為 100%，后者為 94.17%，而預(yù)測集

的準(zhǔn)確率，前者為97.92%，后者為93.75% 。

劉明等[26] 應(yīng)用電子鼻技術(shù)檢測雞蛋貨架期新鮮度變化。完好的雞蛋散發(fā)的氣味是很小的，電子鼻的檢測限能夠達(dá)到ppm 。通過對貨架期內(nèi)的雞蛋進(jìn)行無損檢測，建立不同貨架期氣味和雞蛋哈夫單位等級的對應(yīng)關(guān)系，為建立和利用電子鼻監(jiān)控雞蛋新鮮度的方法提供實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。

隨著電子鼻技術(shù)在畜產(chǎn)品領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)場取樣、鑒別和判定，勢必會提高分析和檢測效率，達(dá)到快速、地分析和解決問題，使畜產(chǎn)品工業(yè)快速的發(fā)展。2.4 其他領(lǐng)域

電子鼻技術(shù)在茶葉、香精香料、飲品、微生物、水產(chǎn)品等方面也有應(yīng)用。S. Limbo 等[27] 應(yīng)用電子鼻系統(tǒng)做歐洲海鱸新鮮度、保質(zhì)期和儲藏條件的研究，得出*的儲藏條件和保質(zhì)期，并且提供給消費者購買歐洲海鱸*的時間。李德茂等[28]做電子鼻在醬油識別中的研究，對9 種醬油產(chǎn)品的氣味進(jìn)行識別和區(qū)分，得出不同品種之間的氣味差異明顯，完夠進(jìn)行區(qū)別和判定。并通過Loading（傳感器貢獻(xiàn)率分析）分析，得出其主要區(qū)分作用的傳感器類型。于慧春等[29] 利用電子鼻對龍井茶葉等級進(jìn)行判定，通過PCA 和LDA 分析方法，以及經(jīng)典的歐式距離、馬氏距離、DFA、相關(guān)性判定方法，對未知的龍井茶進(jìn)行等級判定，總的測試回判率可達(dá)90%。L. Piazza 等[30] 采用電子鼻分析和檢測技術(shù)做食品垃圾肥料的研究，電子鼻作為一種創(chuàng)新的工具，取得突破的進(jìn)展。龐林江等[31] 做應(yīng)用電子鼻檢測香菇中的甲醛，對香菇中的甲醛含量進(jìn)行快速辨別檢測，識別正確率達(dá)90% 以上。

3電子鼻在食品感官檢測中的應(yīng)用進(jìn)展

3.1在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用

對不同酒類進(jìn)行區(qū)分和品質(zhì)檢測可以通過對其揮發(fā)物質(zhì)的檢測進(jìn)行。傳統(tǒng)的方法是采用組進(jìn)行評審,這種方式需要有訓(xùn)練有素的,需要付出高昂的費用,而且容易受到主觀因素、身體狀況和環(huán)境條件的影響,客觀性不夠。也可以采取化學(xué)分析方法,如采用氣相色譜法(GC) 和色譜2質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)( GC2MS) ,

雖然這種方法具有高的可靠性,但處理程序復(fù)雜,耗費時間和費用。因此需要有一個更加快速、無損、客觀和低成本的檢測方法。Guadar2rama 等[32 ] (2000) 對2 種西班牙紅葡萄酒和1種白葡萄酒進(jìn)行檢測和區(qū)分。為了有對比性,他們同時還檢測了純水和稀釋的酒精樣品。他們的電子鼻系統(tǒng)采用6 個導(dǎo)電高分子傳感器陣列,數(shù)據(jù)采集采用t est point TM軟件, 模式識別技術(shù)采用PCA 方法,在mat lab v412 上進(jìn)行,同時他們對這些樣品進(jìn)行氣相色譜分析。結(jié)論是電子鼻系統(tǒng)可以*區(qū)分5 種測試樣品,測試結(jié)果和氣相色譜分析的結(jié)果一致。

茶葉的揮發(fā)物中包含了大量的各種化合物,而這些化合物也很大程度上反映了茶葉本身的品質(zhì)。Ritaban Dut ta 等[33 ] (2003) 對5 種不同加工工藝(不同的干燥、發(fā)酵和加熱處理) 的茶葉進(jìn)行分析和評價。為了更好地得到揮發(fā)性

化合物,他們采用在5L 的容器中放入10mg 的茶葉樣品,加入200 mL 的60 ℃開水,用電子鼻檢測其頂部空間的空氣樣品。電子鼻由費加羅公司的4 個涂錫的金屬氧化物傳感器組成,數(shù)據(jù)采集和存儲用LabVIEW 軟件,數(shù)據(jù)處理用PCA、FCM 和ANN 等方法。結(jié)論是,采用RBF 的ANN 方法分析時,可以100 %地區(qū)分5 種不同制作工藝的茶葉。

Sullivan 等[34 ] (2003) 用電子鼻和GC2MS分析4 種不同飼養(yǎng)方式(一般的飼料和在飼料中添加鐵和硫酸鹽、添加VE 和鐵、添加VE 和醋酸鹽) 的豬肉在加工過程中的氣味變化,所有數(shù)據(jù)采用unscrambler version 716 軟件進(jìn)行處理。同時邀請了8 位進(jìn)行評審。得到的結(jié)論是,電子鼻不僅可以清晰地區(qū)分不同飼養(yǎng)方式的豬肉,也可以評價豬肉加工過程中香氣的變化。為了確定電子鼻檢測是否具有再現(xiàn)性,他們把樣品在不同時期和不同的實驗室進(jìn)行重復(fù)試驗,結(jié)論是電子鼻分析具有很好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。

3.2　在食品成熟檢測和新鮮度檢測中的應(yīng)用

水果所散發(fā)的氣味能夠很好地反映出水果內(nèi)部品質(zhì)的變化,所以可以通過聞其氣味來評價水果的品質(zhì)。然而人只能感受出10 000 種的氣味,特別是在區(qū)分相似的氣味時,人的辨別力受到了限制。水果在貯藏期間,通過呼吸作用進(jìn)行新陳代謝而變熟,因此在不同的成熟階段,其散發(fā)的氣味會不一樣。糖度、p H 值和堅實度等是水果成熟度的標(biāo)志之一,而這些指標(biāo)都要進(jìn)行有損檢測獲得。Oshita 等[35 ](2000) 將日本的“La France”梨在不成熟時侯進(jìn)行采摘,然后將它們分成3 組,第1 組在4 ℃下貯藏115 d(未成熟期) ;第2 組在4 ℃下貯藏115 d 后,在30 ℃下放置1 d(成熟期) ;第3 組在4 ℃下貯藏115 d 后,在30 ℃下放置5 d ( 完熟期) 。用32 個導(dǎo)電高分子傳感器陣列的電子鼻系統(tǒng)進(jìn)行分析,采用non2linear mapping 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。同時用化學(xué)分析方法、GC 和GC2MS 對3 個不同階段的梨進(jìn)行分析。結(jié)論是電子鼻能夠很明顯的區(qū)分出3 種不同成熟時期的梨,并且同其他分析方法的結(jié)果有很強(qiáng)的相關(guān)性。

傳統(tǒng)魚肉的新鮮度評價可以通過電流計生物傳感器來測定胺或用酶反映來測定。這些方法在實際檢測中不是很方便。O’Connell 等[36 ](2001) 采用11 個費加羅公司產(chǎn)涂錫金屬氧化物傳感器陣列構(gòu)成的電子鼻系統(tǒng)來評價和分析阿根廷鱈魚肉的新鮮度。他們從同一個市場得到新鮮的阿根廷鱈魚肉后,切成20～60 g 不同質(zhì)量的魚片,放入冰箱內(nèi)貯藏。每次試驗都從冰箱內(nèi)取樣品進(jìn)行分析。得到的結(jié)論是,電子鼻可以區(qū)分不同貯藏天數(shù)的魚肉,不同質(zhì)量的魚肉樣品對電子鼻評價其新鮮度影響無關(guān)。

4 結(jié)論與展望

電子鼻技術(shù)得到很大程度的發(fā)展正是得益于其靈敏度高、操作簡便、實驗成本耗材低、無需復(fù)雜樣品前處理、檢測速度快、與人們感官數(shù)值相吻合、現(xiàn)場檢測性、數(shù)據(jù)實時性等優(yōu)勢。因此，電子鼻必將慢慢走進(jìn)我們的日常生活，作為實驗室常規(guī)的分析手段之一，是幫助我們研究任何與氣體有關(guān)的問題的理想設(shè)備。

隨著食品工業(yè)各個領(lǐng)域形成電子鼻檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，快速、穩(wěn)定、現(xiàn)場實時的電子鼻檢測技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。