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电子舌在食品感官品评中的应用
发布日期:2023-03-30
        电子舌作为一种快速检测味觉品质的新技术,能够以类似人的味觉感受方式检测出味觉物质,可以对样品进行量化,同时可以对一些成分含量进行测量,具有高灵敏度、可靠性、重复性。由于电子舌的这些优势,目前该技术在饮料鉴别与区分、酒类产品( 啤酒、清酒、白酒和红酒) 区分与品质检测、农产品识别与分级、航天医学检测、制药工艺研究、环境监测等中有较多应用。
        在初级农产品检测与分级中的应用
        采用电子舌研究了4 种栽培方式的番茄的鉴别,发现电子舌能够从糖、酸两个角度将不同栽培方式的番茄区分开来。在水产品方面,电子舌能够辨别新鲜的鱼和变质的鱼,海水鱼和淡水鱼。对新鲜猪肉进行评价研究,发现电子舌对不同品种、部位、贮存时间等条件下的各肉样肉质(猪肉为样品)差异能够有效区分,并能很好地反映肉品在贮存过程中特定的整体变化规律,为利用电子舌进行肉品新鲜度和货架寿命的监控提供了实验基础,表明电子舌在肉品评价研究中具有重要的应用价值。
        在茶叶评审中的鉴别应用
        贺玮等对3个等级15种普洱茶分别进行了感官审评与电子舌测定,证明即使是特征十分相近的茶叶,电子舌也能做很好的区分。童城研究发现电子舌不仅对同一品种的不同茶叶能很好的区分,对绿、红、青、黄、白、黑六大茶类由于发酵程度不同的差别也能进行很好的区分,同时对不同加工方式的绿茶,不同产地的红茶都能进行很好的区分,并且发现电子舌检测的各茶样之间的相对距离与感官品质滋味评语之间存在着基本一致的趋势。王新宇等以 4 个等级的炒青为研究对象,应用电子舌检测装置并辅以模式识别对茶叶的质量进行评估,发现当提取 5 个主成分因子来建立模型时,模型对不同等级的茶叶识别率均达到100% 。
        在软饮料鉴别与区分中的应用
        在这一领域,国内外己有较多研究,主要是在茶饮料、矿泉水、果汁和咖啡等方面的研究。滕炯华等研究的由多个性能彼此重叠的味觉传感器阵列组成的电子舌,能够识别出几种不同的果汁饮料( 苹果、菠萝、橙子和红葡萄),且识别率达到了94%。牛海霞采用多频脉冲电子舌用主成分分析的方法对 6 种不同的茶饮料进行区分辨识。结果显示,钛(10Hz)钨(100Hz)组合电极能够对 6 种茶饮料有较好的区分辨识效果。姜莎等应用传感器型电子舌对中国市场上已有的 7 种红茶饮料进行检测,所得数据用主成分分析法(PCA)和聚类分析法(CA)进行分析。结果表明,该电子舌可以很好地区分这 7 种红茶饮料。由此可见,电子舌在茶饮料的品牌区分、质检以及真伪辨识中有巨大的应用潜力。
        在酒类鉴别与评价中的应用
       电子舌在酒类方面的应用,尤其在品牌的鉴定、异味检测、新产品的研发、原料检验、蒸馏酒品质鉴定、制酒过程管理的监控方面大有用武之地。Legin 等使用由 30 个传感器组成阵列的电子舌技术对 4 种不同类别的啤酒进行测试,结果表明,电子舌技术能清楚地显示各种啤酒的味觉特征,且能够给出重复稳定的信号。Ciosek 等选择由离子选择电极和部分选择电子组成的流通传感器阵列电子舌,采用PLS 和              ANN 技术组合对数据进行分析,对不同生产日期、不同生产地的同一品牌的啤酒进行了正确区分。
在葡萄酒方面,Rudnitskaya 等对 2 至几十年不同品种的160个Portwine样品进行了电子舌检测和理化指标分析,结果表明电子舌检测结果与理化指标分析的结果基本一致。同时他还采用传感器输出信号对 Portwine 进行酒龄预测,其误差在 5 年左右,当对 1 0~3 5 年的Portwine 进行预测时,其误差在 1.5 年内,表明电子舌在预测Portwine酒龄时具有可行性。李华等应用电子舌技术,对昌黎原产地不同品种、不同年份的干红葡萄酒进行了检测,通过主成分分析法对检测结果分析,发现各葡萄酒样在各自的区域范围内互不干扰,说明了电子舌对昌黎原产地不同品种、不同年份的干红葡萄酒有很好的区分效果。在白酒品评方面,王永维等采用 PCA 和 DFA 的两种数据分析方法处理电子舌传感器对不同白酒的响应信号,两种方法均能够很好地区分同一档次不同品牌的白酒。
        在其他固态食品中的感官评价
        张浩玉等选用10种不同口味的醋豆产品,在4种不同的稀释浓度下,用电子舌采集数据,对采集到的味觉信号数据进行分析和处理,并建立费歇尔(Fisher)多级判别模型、三层BP神经网络模型对醋豆的类型进行判别,研究发现在醋豆溶液的稀释倍数为250×10倍时,两个模型都能达到较好的预测效果,Fisher 多级判别的正确识别率达到 95.70%,交互验证的正确识别率达到93.50%,三层BP神经网络的训练集正确识别率达到 85.87%,测试集正确识别率达到 78.26%。醋豆是一种复合风味的休闲食品,不同醋豆产品的口味间存在差异,这种复杂风味的食品的品质差异程度如何,人的感官是很难定量描述的,但是通过电子舌仪器检测到的客观数据可以客观衡量不同醋豆产品之间的感官差异。
        和其他感官仿生技术结合
        对于食品的热点/活动,人们往往运用眼、耳、口、鼻多方面的感官才能很好地把握食品的特性。同样,单一使用电子舌在有些时候并不能很好地区分食品特性,需要和多种感官仿生技术,如电子鼻与计算机视觉处理技术结合起来,选择好数据的处理方法,才能将结果进行较好的区分。Legin 等分别用电子舌和电子鼻检测了橘子汁、苹果汁和菠萝汁这 3 种果汁,结果发现在单独用电子舌或者电子鼻识别时,不能将一个橘子汁样品与一个苹果汁样品区分开来,而电子舌与电子鼻数据的联合分析则能够将这些果汁很好的区分开来。Toko 等的实验表明,用电子舌在辨别超高温与灭菌牛奶时有明显的区别,而在辨别新鲜牛奶与变质牛奶时却不很明显,若利用电子鼻检测却刚好相反,所以利用电子鼻与电子舌联合检测不仅能很好地区分超高温牛奶与灭菌牛奶,也能判别牛奶的新鲜度。王新宇采用计算机视觉技术提取了茶叶图像的颜色和纹理特征参数,利用电子舌技术检测了不同级别的炒青绿茶茶汤,将 5 种不同种类的绿茶区分开来,正确识别率达到100%,电子舌与计算机视觉技术的联合应用大大提高了对绿茶的识别率。
        来源:感官科学与评定 转载请注明来源。
        参考文献:蒋丽施.电子舌在食品感官品评中的应用[J].肉类研究,2011,25(02):49-52.
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