电子鼻在方便米饭气味识别中的应用

电子鼻与电子舌技术在食品检测中的运用刘燕琪时丽韩孔艳张晓旭李俊娟孔治云于靖宇（河南农业大学食品科学技术学院 08级食品科学与工程四班）摘要:随着嗅觉与味觉传感器技术的发展,电子鼻与电子舌技术在食品检测中得到了不断研究与应用。

电子鼻由气敏传感器、信号处理和模式识别系统等功能器件组成；电子舌是用类脂膜作为味觉传感器,以类似人的味觉感受方式检测味觉物质。

着重阐述了电子鼻与电子舌技术的结构组成,重点介绍了其在食品新鲜度检测、果蔬成熟度评价及饮料、酒类识别等轻工业中的应用现状与发展趋势,并指出了这些信息新技术实现过程中所需要解决的问题。

关键词:电子鼻;电子舌;食品;检测一、电子鼻与电子舌的提出目前，在很多领域仍然应用人或动物的嗅觉对气味进行分辨、识别或评价，如利用人的嗅觉或味觉评价食品(如咖啡、白酒等的质量)、利用狗的嗅觉检测毒品和爆炸物等。

动物的嗅觉具有灵敏度高、容错性强等优点，而且具有训练、学习功能。

但是，动物，特别是人的嗅觉系统有一定的主观性，并且在一个环境中待久了，嗅觉系统容易疲劳，也就是所谓的“久入芝兰之室而不闻其香，久入鲍鱼之肆而不闻其臭”，更重要的是，在自动化程度高的领域，如在食品工业，由于生产过程中很多环节已经实现了自动化，而用人工去评价原料、成品或半成品的品质已经成为制约生产效率进一步提高的瓶颈。

如果有一个模拟嗅觉分辨机理的设备，它能克服单个传感器的缺点，既能检测特定的气体，又能评价混合气体或挥发性化学物质，再加上它不会疲劳，并可以给出客观的数据或结论，那么这种设备将会在某些领域部分或完全替代动物的嗅觉，在特殊环境条件下更将大有用武之地。

虽然生物学家至今尚未完全理解嗅觉感受和气味辨别所涉及的生物化学机理，但是相关技术的发展使得通过电子方法模拟动物的鼻子和舌头成为可能。

现在随着嗅觉与味觉传感器技术的发展,电子鼻与电子舌技术在食品检测中得到了不断研究与应用。

二、电子鼻与电子舌的简要介绍食品品质通常是通过气味、外观、质地、滋味和营养等方面来评价的。

电子鼻技术在食品检测中的应用研究作者：张景超来源：《商品与质量·学术观察》2012年第10期摘要：随着科技的不断发展，人们对传感器技术和嗅觉过程的深入了解，电子鼻技术逐渐被人们所熟知。

现今，电子鼻技术被广泛应用于工业、农业和医疗等生产过程中，尤其在食品检测中，电子鼻技术发挥着越来越重要的作用。

本文结合笔者多年实践经验，就电子鼻技术在食品检测中的应用进行了一系列探讨，希望对相关从业人员有所裨益。

关键词：电子鼻技术食品检测气味取样操作器气体传感器阵列信号处理系统一、电子鼻技术概述电子鼻是利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统，它可以在几小时、几天甚至数月的时间内连续地、实时地监测特定位置的气味状况。

一般来说，电子鼻结构由三个部分组成，即气味取样操作器、气体传感器阵列和信号处理系统。

其结构如图1所示：图1：电子鼻结构图1一样品室；2一气流通道；3一信号调理箱；4一气敏传感器阵列；5一气体收集箱；6一风扇；7一计算机传感器的作用就像生物受体一样，而数据处理系统可以将传感器从气味获得的信息转换为“嗅觉图象”，类似于我们的嗅觉。

电子鼻识别的主要机理是在阵列中的每个传感器对被测气体都有不同的灵敏度，例如，一号气体可在某个传感器上产生高响应，而对其他传感器则是低响应；同样，二号气体产生高响应的传感器对一号气体则不敏感，归根结底，整个传感器阵列对不同气体的响应图案是不同的，正是这种区别，才使系统能根据传感器的响应图案来识别气体。

二、电子鼻技术在食品检测中的应用气相色谱法、色谱-质谱联用方法及电化学方法是目前常用的食品检测方法，但这些方法检测费用昂贵，检测周期长，实验难度大，所得的气味图谱与人的嗅觉系统很难作系统化和科学化的对比。

与传统的食品检测方法相比，电子鼻有着一定的优越性。

将电子鼻用于食品检测具有检测简单、快捷、样品用量少、成本低等特点。

下文中，笔者将对电子鼻技术在食品检测中的具体应用进行一些分析。

基于电子鼻技术对米饭食用品质中气味的评价张玉荣;邢晓丽;何雅蔷;周显青【摘要】通过电子鼻测定15种籼型和15种粳型米饭样品有关气味的10个传感器指标信息,利用主成分分析分别构建了籼型和粳型米饭的气味品质预测评价模型,建立了基于电子鼻技术的米饭气味评价方法.结果表明:籼型和粳型米饭气味前两个主成分的特征值均大于1,且两个主成分的贡献率分别达到了94.087％和96.408％,可以代表米饭样品的绝大部分气味信息;构建的米饭气味评价模型分别为Z=0.782Z1+0.126Z2(籼米)和Z=0.838Z1+0.159Z2(粳米),用此模型获得米饭气味的综合得分,其中除了籼米中4个样品和粳米中3个样品与感官评价的排序有差异外,其余各样品排序结果均与感官评价相一致.说明两种方法具有很好的一致性,使用电子鼻技术对米饭食味品质中气味进行评价是可行的,并为米饭气味品质的客观评价探索了一条新途径.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2015(030)009【总页数】6页(P127-132)【关键词】电子鼻;米饭;食味品质;气味评价【作者】张玉荣;邢晓丽;何雅蔷;周显青【作者单位】河南工业大学粮油食品学院河南粮食作物协同创新中心粮食储藏安全河南省协同创新中心,郑州450001;河南工业大学粮油食品学院河南粮食作物协同创新中心粮食储藏安全河南省协同创新中心,郑州450001;河南工业大学粮油食品学院河南粮食作物协同创新中心粮食储藏安全河南省协同创新中心,郑州450001;河南工业大学粮油食品学院河南粮食作物协同创新中心粮食储藏安全河南省协同创新中心,郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TQ432.2中国是世界上最大的稻米生产和消费国，全国有60%以上的人口以稻米为主食［1］。

随着经济的全面快速发展，人们对其食味品质的要求在逐步提高，做好大米食味品质的评价已显得越来越重要和迫切［2］，其中气味是米饭的重要感官指标，与其品种、生长条件、贮藏时间和温度、破碎程度、蒸煮方法等因素有关［3－6］。

机器嗅觉在食品质量控制中的应用在科技的花园里，机器嗅觉如同一位细心的园丁，专注于守护食品安全的大门。

它通过模仿人类的嗅觉系统，以电子的方式检测和分析气味，成为了食品质量控制领域里的一把利器。

正如一位侦探依靠敏锐的嗅觉追踪线索一般，机器嗅觉能够捕捉到食品中那些微妙且关键的变化，从而确保我们餐桌上的每一份食物都是安全且令人放心的。

想象一下，如果将机器嗅觉比作是一位严格的食品质量监督员，它的“鼻子”不仅能够嗅出食品中的不和谐音符，比如腐败、变质的迹象，甚至还能嗅出那些隐藏在细节之中的质量问题，如过度的添加剂或不合规的原料使用。

这种能力，就像是给食品生产的每一个环节都安装了一个“报警器”，一旦发现问题，立即启动警报，保护消费者的健康不受侵害。

在实际应用中，机器嗅觉展现出了其强大的功能和广泛的应用前景。

例如，它可以被部署在生产线上，实时监测食品加工过程中的气味变化，及时发现产品是否偏离了质量标准。

这就像是在一条繁忙的高速公路上设置了无数个监控摄像头，任何异常情况都无法逃过它的法眼。

此外，机器嗅觉还可以用于检测包装材料的异味，确保食品在运输和储存过程中不会受到外界不良气味的影响，保持其原有的风味和品质。

然而，尽管机器嗅觉在食品质量控制中扮演着如此重要的角色，但它并非万能。

就像任何技术一样，机器嗅觉也有其局限性。

例如，它可能无法完全复制人类嗅觉的复杂性和多样性，特别是在面对一些细微的气味差异时。

此外，机器嗅觉系统的维护和校准也需要专业知识和技术，这就要求相关工作人员必须接受相应的培训，以确保系统的高效运行。

尽管如此，我们不能否认机器嗅觉在保障食品安全方面的巨大贡献。

它不仅提高了食品检测的效率和准确性，还在很大程度上减少了人为错误的可能性。

在这个充满挑战和机遇的时代，机器嗅觉正以其独特的方式，为我们描绘出一个更加安全、健康的食品未来图景。

总之，机器嗅觉在食品质量控制中的应用，不仅是技术进步的一个缩影，更是对人类生活质量提升的一种承诺。

食品成分分析中利用电子鼻技术的新方法研究食品安全一直备受关注，提高食品检测的准确性和效率，对于保障公众健康至关重要。

而食品成分分析作为关键环节，一直是食品检测的重点之一。

随着科技的发展，电子鼻技术作为一种新的食品成分分析方法逐渐引起人们的关注。

本文将介绍食品成分分析中利用电子鼻技术的新方法研究。

一、电子鼻技术的原理和应用电子鼻技术是一种基于模式识别的感知技术，其工作原理类似于人类嗅觉系统。

电子鼻由气体传感器阵列和数据处理模块组成。

气体传感器阵列可以同时感测多种气味成分，不同的气味成分会导致传感器输出信号的变化。

数据处理模块通过分析和比较传感器输出信号，可以判断出食品中成分的类型和浓度。

电子鼻技术在食品成分分析中有广泛的应用。

一方面，它可以用于检测食品中的异味物质，如苯、氨等。

这些异味物质不仅给食品带来不良口感，还可能对人体健康产生负面影响。

通过电子鼻技术，可以快速、准确地检测到食品中的异味物质，及时采取措施来改善其品质。

另一方面，电子鼻技术还可以用于检测食品中的挥发性有机化合物（VOCs），如醛、酮等。

这些有机化合物在食品中的含量和种类也是影响食品品质的重要因素。

通过电子鼻技术，可以实时监测食品中的VOCs含量，为食品生产和储存过程中的控制提供参考。

二、电子鼻技术在食品成分分析中的优势和挑战电子鼻技术相比传统的分析方法具有一些独特的优势。

首先，它可以在非破坏性的情况下进行食品成分分析。

传统的分析方法往往需要取样并进行化学分析，这不仅费时费力，还会对食品的品质产生一定影响。

而电子鼻技术只需要将食品放在传感器阵列旁边，通过感知气味成分来进行分析，无需对食品进行处理，因此可以保持食品的原始性。

其次，电子鼻技术具有快速、高效的特点。

它可以在短时间内同时检测多种气味成分，从而提高分析的效率和准确性。

最后，电子鼻技术操作简单，无需复杂的仪器和技术操作，使得食品生产过程中的成分分析更加便捷。

然而，电子鼻技术在食品成分分析中还存在一些挑战。

基于电子鼻技术的食品气味分析研究近年来，随着科技的不断发展，各个领域都迎来了新的突破和创新。

在食品行业中，电子鼻技术的应用引起了广泛关注。

通过模拟人类嗅觉系统，电子鼻能够准确地分析和辨别不同的食品气味，这对保障食品质量和食品安全具有重要意义。

电子鼻技术是指利用一系列传感器来模拟人类鼻子的感知机制，以获取物质的气味信息，并通过模式识别算法进行分析和判断。

与传统的气体分析方法相比，电子鼻具有快速、准确、无污染等特点，因此在食品行业中具有广泛应用前景。

食品气味是衡量食品品质和安全的重要因素之一。

传统的食品气味检测方法，如气相色谱-质谱联用仪器，需要复杂的操作和高成本的设备，无法满足实时监测和快速检测的需求。

而电子鼻技术可以在短时间内对多种食品进行气味分析，实现快速、经济的检测。

电子鼻的核心是传感器阵列，它可以感知和记录不同食品释放出的气味成分。

随着科技的进步，传感器阵列的性能得到了极大的提升，具有高灵敏度和高选择性，能够准确地区分不同的食物气味。

同时，电子鼻还可以通过调整传感器的组合和参数来适应不同的食品种类和气味特征。

除了传感器阵列，电子鼻还需要配备合适的数据处理算法。

通过采集传感器阵列获得的气味信息，结合模式识别算法进行数据处理和分析，最终可以得出关于食品品质和食品安全的评估结果。

这种高效的数据处理方式使得电子鼻技术在食品行业中具有广泛的应用前景。

电子鼻技术在食品行业中的应用涉及到食品质量控制、新产品研发、食品安全监测等多个方面。

例如，通过电子鼻可以对不同种类的食材进行鉴别和检测，保证食品的品质。

同时，电子鼻还可以在食品研发中发挥作用，通过对不同成分和配方的气味特征分析，推动新产品的创新和开发。

此外，电子鼻还可以用于检测食品中的有害气体和异味物质，确保食品的安全和健康。

然而，电子鼻技术在食品行业中还存在一些挑战和亟待解决的问题。

首先，电子鼻在面对复杂的食品样品时，往往需要建立复杂的模型和算法来进行分析，这需要更多的研究和技术的支持。

电子鼻在方便米饭气味识别中的应用梁爱华;贾洪锋;秦文;彭涛;陈迤【摘要】采用电子鼻对3种不同方便米饭(鸡米芽菜方便米饭、榨菜肉末方便米饭、素什锦方便米饭)的新鲜样品和真空冷冻保藏样品进行了分析.通过对所获得的数据进行主成分分析和气味指纹对比,结果表明:电子鼻可以用于不同方便米饭样品的分析,可以区分不同的方便米饭,同时能区分真空冷冻保藏样品与新鲜品,两者之间在气味识别上存在差异.真空冷冻保藏虽然可以作为一种很好的保存方式延长方便米饭的保质期,但是这种方式对于方便米饭的香气影响较明显.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2010(025)011【总页数】5页(P110-113,123)【关键词】电子鼻;方便米饭;真空冷冻;气味识别【作者】梁爱华;贾洪锋;秦文;彭涛;陈迤【作者单位】四川烹饪高等专科学校食品科学系,成都,610072;四川烹饪高等专科学校食品科学系,成都,610072;四川农业大学食品科学院,雅安,625014;四川烹饪高等专科学校食品科学系,成都,610072;四川烹饪高等专科学校食品科学系,成都,610072【正文语种】中文【中图分类】TS213.3电子鼻是20世纪90年代发展起来的分析、识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器。

其利用气体传感器阵列的响应曲线来识别气味的电子系统，与普通的分析仪器，如色谱仪、光谱仪等不同，得到的不是被测样品各种成分的定性和定量结果，而是给予样品中挥发成分的整体信息，也就是“指纹数据”［1］。

国外对电子鼻的研究最早可追溯到1961年［2］。

它不仅可以根据各种不同的气味测到不同的信号，而且可以将这些信号与数据库中的信号加以比较，进行识别判断，因而具有类似鼻子的功能［3］。

电子鼻在饮料、食品、酒类、烟草、化妆品、石油化工、包装材料、环境监测、临床、化学等领域得到了广泛应用［4－5］。

方便米饭作为一种非常具有代表性的食品，符合现代人快节奏生活的要求。

方便米饭采用真空冷冻的方式可以达到长时间保藏的目的，但是真空冷冻保藏对于其品质可能存在一定的影响。

电子鼻技术在食品检测中的应用研究第一章引言电子鼻技术是一种新型、高效、高灵敏度的分析技术，已经被广泛应用于食品、医药、环保等领域。

其中，在食品检测中，电子鼻技术的应用研究受到了越来越多的关注。

这篇文章旨在探讨电子鼻技术在食品检测中的应用研究及其发展趋势，以及对比分析电子鼻技术和传统检测技术的优缺点。

第二章电子鼻的原理电子鼻是利用传感器、信号处理器和模式识别算法等技术模拟生物嗅觉系统的技术。

主要分为两种类型，即“吸入式”和“接触式”电子鼻。

吸入式电子鼻是通过“吸入”食品气味来检测食品质量，而接触式电子鼻则是利用传感器直接接触食品来完成检测。

电子鼻将不同食品样本的气味模式转换为电信号，通过模式识别算法进行分析，来确定食品的品质。

第三章电子鼻技术在食品检测中的应用3.1 原料的鉴别通过电子鼻技术可以快速、准确地鉴别不同原料的品质。

如鉴别不同种类的咖啡、茶叶等。

电子鼻可以检测出不同样品的独特气味，然后通过模式识别算法将其区分开来。

这种方法可以避免利用视觉等其他传统方法判断原料的不足。

3.2 产品的质量检测电子鼻技术能够鉴别产品的香味、味道、新鲜度等特征，可以用于鲜果、奶制品、蛋制品等产品的质量检测。

以奶制品为例，通过检测样品腐败产生的气味，可以快速判断奶制品的质量，保证产品质量的稳定性。

3.3 污染物的检测电子鼻技术还可以用于检测食品样品中的有害物质，例如农业化肥、农药等。

传统的检测方法往往需要长时间的样品制备和大量的仪器和操作步骤，而电子鼻技术只需要样品制备过程，快速的检测时间，降低了检测成本。

第四章电子鼻技术与传统检测技术的对比4.1 速度电子鼻技术具有快速的检测速度，不需要长时间制备样品和复杂的操作步骤，可以在短时间内完成检测。

传统的检测方法则需要长时间制备样品和复杂的操作步骤，费时费力。

4.2 精度电子鼻技术在某些方面具有超过传统检测方法的优势，例如在处理成品混合，微量成分检测时具有很好的识别准确度。

电子鼻去漂移方法及其在食品检测中的应用电子鼻去漂移方法及其在食品检测中的应用引言：电子鼻是一种模拟人类嗅觉系统的电子设备，它可以通过吸入气体样本并利用一组化学传感器来检测气味。

由于其快速、灵敏、低成本等特点，电子鼻已广泛应用于食品行业的质量检测和控制。

然而，由于传感器漂移的影响，电子鼻的准确性和稳定性受到一定的制约。

因此，研究如何减少漂移效应并提高电子鼻在食品检测中的应用价值成为一个热点问题。

本文将讨论电子鼻漂移的原因、去漂移方法以及电子鼻在食品检测中的应用。

一、电子鼻漂移的原因：电子鼻传感器的漂移是指随着时间推移，其响应信号逐渐发生变化，导致检测结果出现误差。

影响电子鼻传感器漂移的因素主要有以下几个方面：1. 传感器老化：使用时间越长，传感器的灵敏度和选择性会逐渐下降，导致漂移效应的严重性增加。

2. 环境变化：温度、湿度、气压等环境条件的变化会直接影响传感器的工作状态，从而导致漂移的发生。

3. 气体交叉干扰：不同气体成分相互作用会导致传感器响应信号的变化，使电子鼻检测结果不准确。

二、电子鼻去漂移方法：针对电子鼻漂移问题，目前有多种去漂移方法被提出和应用。

以下为几种常见方法：1. 多通道校正法：通过使用一组传感器并进行校正，可以减少个别传感器的漂移效应对整体检测结果的影响。

这种方法可以增加电子鼻的稳定性和准确性。

2. 信号处理方法：采用先进的信号处理算法，如主成分分析、小波变换等，可以降低漂移效应的干扰，并提高电子鼻的识别能力。

3. 温度补偿方法：通过监测和控制传感器的温度，能够消除温度变化对电子鼻工作的影响，从而减少漂移效应。

4. 传感器选择和组合优化：选择具有较好抗漂移特性的传感器，并进行合理的组合，可以有效降低整体系统的漂移效应。

三、电子鼻在食品检测中的应用：电子鼻在食品检测中的应用已经越来越广泛。

以下列举几个具体的应用案例：1. 嗅味分析：电子鼻可以对食品中的气味进行有效的分析和识别，帮助判断食品的新鲜程度和质量。

基于电子鼻技术的气味识别及其应用气味是人类感官中一种非常重要的形式，可以带来情感、记忆和行为改变。

越来越多的研究表明，气味不仅影响人类做出正确的决定，还有助于医学领域、安全领域、食品加工和环境监控等方面的应用。

然而，由于人类嗅觉系统的局限性，有必要引入新的气味检测技术进一步推进气味研究的发展。

电子鼻技术作为一种新兴技术，可用于气味检测和识别，在诊断疾病、品质控制和环境监测等许多领域具有广泛应用前景。

一、什么是电子鼻技术？电子鼻技术是以人工智能技术为基础的化学气体传感器，可以模拟人类嗅觉感知系统实现气味检测和识别，其基本原理是使用一组非特异性传感器材料阵列对气味进行检测。

这些传感器材料的选择通常是根据目标检测的气味种类选择的，材料阵列采用SIMOS和ASIC等薄膜技术进行制造，从而构造出具有高度灵敏度和选择性的传感器。

二、电子鼻技术的原理对于电子鼻技术，最核心的是判断不同气味之间的区别。

电子鼻的检测原理是非特异性的，即所选用的嗅觉物质是多种多样的，无法精准的对某一种气味产生反应，因此，电子鼻所采用的宏观原理在检测方法中可能会跟人类嗅觉系统产生不同，但是在气味预处理和数据分析方面，二者仍然有许多相似之处。

从原理上来说，电子鼻是由多个非特异性传感器组成的，每个传感器都可以对所检测的气体进行反应，并产生所对应的电信号。

通过对这些电信号进行处理和分析，即可实现电子鼻对气体的检测和辨识。

三、电子鼻技术应用1. 医疗领域电子鼻技术在医疗领域的应用主要是针对医学诊断以及疾病治疗领域等。

医学上，环境味觉是一种很重要的评估方法，例如将电子鼻技术的数据与血液中的生化标记物相关联，可以使医生准确诊断出某些疾病，例如呼吸系统疾病或者癌症等。

2. 食品加工领域电子鼻技术在食品加工领域的应用主要体现在食品的控制和监测上。

对于食物加工过程，若人眼检查或者人工嗅闻的检测方法可能在精确性和效率上受限，而利用电子鼻技术可以减少潜在问题，保险食品卫生安全质量。

zNose电子鼻在食品包装材料检测中的应用不同的食品包装材料会散发出不同的气味，这是由包装材料所用的原料、印刷方法及油墨成分所引起的，有害的气味意味着有害的化学物质，这必将对食品造成直接的污染。

怎样利用气味来快速检测这些包装材料呢？以往的化学分析方法如气相色谱法（ＧＣ）或气相－质谱联用分析（ＧＣ／ＭＳ），虽然客观性、重复性好，但是仪器操作复杂，分析时间长，而且很难将获得的数据和材料的气味直接联系起来。

世界先进的高科技产品电子鼻型气相色谱zNose，能提供一种客观、快捷、重复性好的方法来解决这个问题。

什么是zNose电子鼻zNose电子鼻是一种尖端的新型化学分析仪器。

它以超速气相色谱分析FGC和ＳＡＷ（声表面波）检测器联用为基础，将气味／香气的化学色谱转化成高分辨率的可视化嗅觉图象，然后根据这些嗅觉图象来识别不同的气味。

zNose电子鼻应用专利无覆盖层的声表面波（ＳＡＷ）检测器，大大提高检测器的灵敏度，没有死体积。

ＳＡＷ检测器与ＧＣ结合，能有效地探测毫秒级的尖端波峰。

与其它气相色谱仪相比，由于死体积在检测器之内，不能有效地探测毫秒宽度的波峰。

zNose电子鼻具有ppb~ppt级的高分析敏度，能在几秒内闻到生产和制造过程任何化学品的味道，并且从不遗漏。

zNose电子鼻的嗅觉图象，称为VaporPrint，是自动的视觉辩认模式。

通过采用传感器阵列和模式识别技术，zNose电子鼻可以得到不同气体或气味的VaporPrint，并将待测样品的VaporPrint和标准样品的VaporPrint进行比较，然后给出分析结果。

它既可以简单地做出最终的决策（如合格或不合格），可以设定超标自动报警，也可以给出气体或味道可视化的VaporPrint信息。

zNose电子鼻分析快速高效，一般的气相色谱仪一天可分析３０多个样品，而zNose电子鼻却能分析超过４００个样品！这不仅允许操作者完成更多的分析工作，而且扩大了ＧＣ在连续运行中的应用范围，改善过程控制并提供更多综合的分析数据。