电子鼻及其在食品检测中的应用.
电子鼻电子舌
电子鼻电子舌概述电子鼻和电子舌是两种基于传感技术的人工感官设备，它们模仿了人类的嗅觉和味觉系统，可以用于检测和识别气味和味道。
电子鼻和电子舌在食品、医疗、环境监测等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍电子鼻和电子舌的原理、应用以及发展趋势。
电子鼻电子鼻是一种模拟人类嗅觉系统的传感器装置，可以用于检测和识别气体的成分和浓度。
它由气体传感器阵列、信号处理电路和模式识别算法等组成。
原理电子鼻的气体传感器阵列通过吸附或吸收气体分子来获取气体的信息。
常用的气体传感器有金属氧化物半导体传感器、电化学传感器、光纤传感器等。
气体分子的吸附或吸收会引起传感器的电阻、电流或光信号的变化，通过测量这些变化可以确定气体的成分和浓度。
应用电子鼻在食品、医疗、环境监测等领域有着广泛的应用。
在食品行业中，电子鼻可以用于检测食品的新鲜度、品质和真实性。
在医疗领域，电子鼻可以用于检测呼出气体中的特定化合物，从而帮助医生进行疾病的早期诊断。
在环境监测中，电子鼻可以用于检测空气中的污染物。
随着传感技术的发展和进步，电子鼻的灵敏度和准确性不断提高。
目前的电子鼻主要是通过模式识别算法来识别气体，但未来可以结合人工智能和机器学习等技术，进一步提高识别的准确性和可靠性。
此外，对于特定行业的需求也将推动电子鼻的发展，例如在食品行业中，对于食品安全和质量的要求不断提高，对持续监测和检测手段的需求也在增加。
电子舌电子舌是一种模拟人类味觉系统的传感器装置，可以用于检测和识别溶液中的味道和成分。
电子舌由化学传感器阵列、信号处理电路和模式识别算法等组成。
原理电子舌的化学传感器阵列通过吸附或反应溶液中的化学物质来获取味道的信息。
常用的化学传感器有离子选择电极、光化学传感器、电化学传感器等。
化学物质的吸附或反应会引起传感器的电阻、电流或光信号的变化，通过测量这些变化可以确定溶液中的成分和味道。
应用电子舌在食品、饮料、药品等领域有着广泛的应用。
在食品行业中，电子舌可以用于检测食品的口感、甜度和酸度等。
电子鼻在方便米饭气味识别中的应用
（ 四川 烹饪 高等专 科学校 食 品科 学 系 成都 ， （￣ＪＩ 业 大学食 品科学 院 雅安 １ Ｉ ｔ农 ， 摘 要 ６０ ７ ） １０ ２ ６５１） ２０ ４
采用 电子鼻 对 ３种 不 同方便 米饭 （ 米 芽菜 方便 米饭 、 菜 肉末 方便 米 饭 、 鸡 榨 素什 锦 方便 米饭 ） 的
２１ ０ ０年 １ 月 １
中国粮 油学报
Ｊ ｕ ａ ｆｔｅ Ｃ ｉｅｅＣｅｅ ｌ ｎ ｌ Ａｓｏ ｉｔ ｎ ｏ ｒ ｌ ｈｎ ｓ ｒａｓａ ｄ Ｏｉ ｓｃａｉ ｎ ｏ ｈ ｓ ｏ
Ｖｏ ． ５， ．１ １ ２ Ｎｏ １
ＮＯ ． ０１ Ｖ２ ０
第２ ５卷第 １ １期
电子 鼻在 方 便 米饭 气 味识 别 中的应 用
它不 仅可 以根 据 各 种 不 同 的气 味测 到 不 同 的信 号 ，
１ 材 料和 方 法
１ １ 材 料 ．
方 便米饭 样 品 ： 鸡米 芽 菜 方便 米 饭 、 菜 肉末 方 榨 便米饭 和素什 锦方便 米饭 。
１２ 仪 器 ．
Ｆ Ｘ４０ Ｏ ００电子鼻 （ 传感 器 由 １ ８各金属 氧化 物传 感 器组 成 ） Ｈ １０ 自动 进 样 器 、 ｈ Ｏ Ｉ １ 、 Ｓ０ ＭｐａＳ Ｆ＇ ２软 Ｖ
冻 保藏对 于其 品质 可能 存 在 一定 的影 响 。本 研 究将
样 品分 为新 鲜样 品 和冷 冻样 品。冷 冻 样 品采 用 真空包装后 ， 一 Ｏｃ下冷冻 ３ 在 ２ Ｃ 个月； 新鲜样 品在炒 制后采 用 密闭容 器包 装 ， 温冷 藏箱 保 藏 的 方式 ， 低 及
时送样 分析 。样 品信息 见表 １ 。
瓶 中 ， 盖密封 待检 。样 品的检 测参数 见表 ２ 加 。
食品检测技术的重要性及应用分析
食品检测技术的重要性及应用分析摘要：在经济发展水平不断提高，人民生活水平不断改善的现代社会，人们对于食品安全的关注也越来越多。
为了保证人民的生命健康安全和保证我国食品行业的有序生产经营，加强食品安全的检测变的更为重要。
食品安全检测由食品安全部门进行，食品安全部门在进行检测时需要熟悉各类食品的检验指标，掌握更加专业的检测技术，提高食品检测的效率以及准确率，对食品检测进行更严格的质量把控。
关键词：视频检测；技术进步；重要性食品安全在人民生活中一直是备受关注的话题，食品检测作为直接关系到面向市场的食品的质量检测和质量保证的技术，在实际的生产生活中需要不断的更新自我，用更加先进的技术和更高的效率来为大众的食品安全提供保障。
现阶段，大众对于食品的要求越来越高，且开始追求产品的绿色性以及产品的营养性，这对食品检测来说是更大的挑战。
因此我国做出了一系列努力，其中包括利用新兴技术提高食品检测的专业度以及效率，制定更加严格的法律法规来保障食品的安全性，为食品检测行业提供更加良好的市场氛围，支持食品检测的创新与进步。
这些举措均促进了我国食品检测行业的发展。
1食品检测的重要性1.1食品检测对于生活和成长的重要性从三聚氰胺毒奶粉就可以发现，在生活中不起眼的某个食品就可以对大众的生活与成长造成巨大的影响。
由于食用食品，摄入营养是每个人都需要做的事，因此生活中常见的食品必须要经过较为严格的质量检测来保证人民群众的生命健康。
食品检测在技术上和在效率、体系建成上的进步可以促进对于有害商品的筛选，还可以增加大众对于有害食品的辨别度。
由于现在我国经济处于持续发展、持续进步的趋势，我国的食品类别大大丰富，食品行业的规模也大大增加，这就影响到了大众对于食品安全性的判断。
检测机构对于含有食品添加剂的食物和转基因食物的科学解释能够使大众形成较为科学的认知并合理的使用这些食品，从而保障自己的健康。
1.2食品检测对于食品企业和国家的重要性首先食品检测承担着味食品安全进行评价的责任，食品检测还可以为食品的销售提供技术鉴定支持。
无损检测技术在食品安全领域中的应用指南
无损检测技术在食品安全领域中的应用指南随着人们对食品安全的关注不断增加，无损检测技术作为一种非破坏性的检测方法，在食品安全领域中得到了广泛应用。
无损检测技术可以快速、准确地检测食品的质量和安全性，对食品行业的发展和消费者的健康至关重要。
本文将详细介绍无损检测技术在食品安全领域中的应用，并提供一些指南供相关从业人员参考。
一、光学检测技术光学检测技术是一种通过光的散射、吸收和传播等特征来检测食品的方法。
其中，近红外光谱技术（NIR）是一种常用的光学检测技术。
近红外光谱技术可以通过红外光的反射率、吸收率和透射率来检测食品内部的成分和特性。
这种技术可以被用于快速检测食品中的水分、脂肪、蛋白质等。
在食品加工和质量控制过程中，通过近红外光谱技术可以实时监测并调整食品的成分和质量。
二、声波检测技术声波检测技术是一种利用声波在物质中的传播特性来检测食品的方法。
声波检测技术主要包括超声波和声发射技术。
超声波技术可以通过声波的传播速度和信号的散射来检测食品的质量和结构。
它可以用于检测食品中的空洞、异物和结构缺陷等，在食品生产和加工过程中起到了重要作用。
声发射技术则是通过检测食品内部的微裂纹和损伤来评估其质量和安全性。
这种技术可以帮助及早发现食品中的潜在问题，并采取相应的措施进行处理。
三、磁力检测技术磁力检测技术是一种利用磁场的变化来检测食品中的异物和缺陷的方法。
这种技术可以通过应用磁感应原理，检测出食品中的金属异物，如铁、铝、铜等。
磁力检测技术在食品加工和包装过程中广泛应用，可以有效地防止金属异物污染食品，保障食品的安全性。
四、红外热像检测技术红外热像检测技术是一种利用物体辐射的红外热辐射来检测食品的方法。
红外热像技术可以对食品进行热量分布和温度变化的测量，从而检测食品中的热态异常情况，如发霉、腐烂和变质等。
这种技术可以帮助食品生产企业及时发现并处理潜在的食品质量问题，提高食品安全水平。
五、电子鼻和电子舌技术电子鼻和电子舌是一种利用特定的传感器来模拟人的嗅觉和味觉的技术。
电子鼻-电子舌参数详解
滤波处理
去除信号中的噪声干扰，提取 有用的信号成分。
特征提取
对处理后的信号进行特征提取 ，提取出与气体浓度相关的特 征信息。
模式识别
利用分类算法对提取的特征进 行分类和识别，实现对气体成
分的定性或定量分析。
参数优化与校准
01
温度控制
控制传感器的工作温度，以获得最 佳的检测性能。
校准方法
采用标准气体对传感器进行校准， 确保测量结果的准确性。
采样方式
静态采样
将待测气体样品引入传感 器室内，保持室内气体浓 度稳定一段时间后进行检 测。
动态采样
将待测气体样品连续引入 传感器室内，实时监测气 体的浓度变化。
循环采样
将待测气体样品引入传感 器室内，进行循环检测， 以获得更准确的测量结果。
信号处理方法
信号放大
对传感器输出的微弱电信号进 行放大处理，提高信号的信噪
03
02
压力调节
调节传感器室内的压力，以适应不 同气体浓度的检测需求。
数据处理算法
优化数据处理算法，提高气体浓度 的测量精度和响应速度。
04
03 电子舌参数详解
传感器类型
金属氧化物传感器
利用金属氧化物作为敏感材料，对气体分子进行吸附和反应，从 而改变电导率或电阻值，实现气体分子的检测。
石英晶体微天平传感器
应用领域
01
02
03
食品质量控制
检测食品的新鲜度、风味、 品质等指标，控制食品生 产过程中的质量。
药品质量控制
检测药品的有效成分、纯 度、稳定性等指标，保证 药品的质量和安全。
环境监测
检测空气中的有害气体、 水质中的污染物等，评估 环境质量，保障人类健康。
电子鼻
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典型应用(食品类)
酒类的区分与辨识 肉品新鲜度分析 饮料中香精香料分析 谷物生长分析 水果中芳香类物质分析 食品腐败变质过程分析 香气的等级区分及质量研究 牛奶新鲜度分析
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样品气体
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电子鼻内部模块
数据采 集及模 式识别
PC机 用户界面
清洗泵 气室及传感器阵列
采样泵
流量计
智鼻机箱
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零气口
排气口
220V AC USB接口
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零气发生装置
工作原理
电子鼻模拟人的嗅觉对被测气体进行感知、分析 和识别，其过程包含3个部分：
(1)气敏传感器阵列与气味分子反应后，通过一 系列物理化学变化产生电信号；
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电子鼻技术的应用及前景
英国柴郡克鲁城镇的欧斯米泰克公司成功地开发出了电子 鼻，试验表明，它能“嗅”出侵蚀病人皮肤伤口的细菌， 提醒医生及时采取相应措施。
他研究的电子鼻是由32个不同的有机高分子感应器组成的 矩阵，对各种挥发性化合物散发的气味十分敏感，化合物 不同，则反应不同。
电子鼻只需要数小时便可发现是否有细菌存在。而过去采 用实验室化验的方法，通常1至3天才能得到结果。
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电子鼻技术的发展历史
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目前难题
气体传感器对工作环境敏感 模式识别方法有待改进 当混合气体成分发生改变时，需要增减或改变
传感器，这给实际应用带来不便。
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所需对策
研制性能更好的气体传感器，使其降低对工作环境的要求， 减小工作环境对其影响
电子鼻和电子舌在食品监测中的应用
第20卷第2期2004年3月农业工程学报T ran sacti on s of the CSA E V o l .20 N o.2M ar . 2004电子鼻与电子舌在食品检测中的应用研究进展王 俊,胡桂仙,于 勇,周亦斌(浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州310029)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;检测中图分类号:T S 207.3 文献标识码:A 文章编号:100226819(2004)022*******收稿日期:2003201228 修订日期:2004202218作者简介:王 俊(1965-),男,教授,博士生导师,主要从事农产品加工工程研究,杭州市 浙江大学生物系统工程与食品科学学院,310029。
Em ail :j w ang @zju .edu .cn0 引 言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。
为提高食品品质评审的客观性、可靠性、重复性,减少人为评定差异,近年来国内外在应用电子鼻与电子舌技术方面,开展了一系列研究,并取得相当进展。
电子鼻又称气味扫描仪,是20世纪90年代发展起来的一种快速检测食品的新颖仪器。
它以特定的传感器和模式识别系统快速提供被测样品的整体信息,指示样品的隐含特征[1]。
电子舌是一种使用类似于生物系统的材料作传感器的敏感膜,当类脂薄膜的一侧与味觉物质接触时,膜电势发生变化,从而产生响应,检测出各类物质之间的相互关系[2]。
这种味觉传感器具有高灵敏度、可靠性、重复性。
电子鼻的仿生数据分析方法
通过计算数据的主成分，提取出数据中的主要特征，便于后续的分析和处理。
03
电子鼻数据预处理
数据清洗
去除异常值
在数据采集过程中，难免会由于各种原因产生一些异常值，这些值可能会对数据分析产生 负面影响，因此需要将其去除。
填补缺失值
在数据中，有时会存在一些缺失值，这可能是由于设备故障或者数据采集过程中的误差导 致的。为了使数据更加完整，可以采用一定的方法对缺失值进行填补。
案例二：食品检测
总结词
电子鼻仿生数据分析方法在食品检测领域具 有广泛的应用前景，能够实现对食品新鲜度 、品质和安全性的快速、准确检测。
详细描述
电子鼻仿生数据分析方法能够通过感知和分 析食品的气味信息，实现对食品新鲜度、品 质和安全性的快速、准确检测。这种方法能 够检测出食品中的有害物质、细菌和其他污 染物，保障食品安全。例如，在肉类、鱼类 、蔬菜等食品的检测中，电子鼻仿生数据分
06
电子鼻仿生数据分析方法应用案 例
案例一：疾病预测
要点一
总结词
电子鼻仿生数据分析方法在疾病预测方面具有高准确 性和实时性，能够快速识别疾病的气味特征，为早期 诊断提供有力支持。
要点二
详细描述
电子鼻仿生数据分析方法利用仿生学的原理，通过模 拟人类嗅觉系统对气味信息的感知和分析，实现对疾 病气味特征的快速识别和分类。这种方法具有高灵敏 度和特异性，能够准确检测出疾病的气味标志物，为 早期诊断提供有力支持。例如，在肺癌、糖尿病、肝 病等疾病的诊断中，电子鼻仿生数据分析方法表现出 优异的应用效果。
THANKS
感谢观看
要点二
线性判别分析（LDA ）
LDA是一种监督学习算法，它通过构 建一个投影矩阵，将原始数据映射到 新的低维空间中，使得同类数据在新 的空间中距离更近，不同类数据在新 的空间中距离更远。LDA适用于有标 签的数据降维。
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电子鼻及其在食品感 官中评定的应用
目录
什么是电子鼻？ 电子鼻的结构及工作原理？ 电子鼻的类型？ 电子鼻在食品感官评定中的应用？
什么是电子鼻？
电子鼻，又称人工嗅觉系统，主要是通过 气体传感器和模式识别技术的结合模拟生 物嗅觉系统，实现气体检测和识别等功能。 快速表征气味物质的整体特征信息，并运 用一定数学处理方法就可以得出直观的结 果新方法 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。
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待 测 物 品 气 味 化学成分分析报告 专业人员品评报告 传感器阵列 数据预处理器 成分分析数据库 专家品评数据库 特征提取库 数据处理器 计 算 机
知识库
智能显示器
结果输出
电子鼻的类型
电子鼻的类型很多，主要有气相型、金属 氧化物型、光传感型等等。当今最流行的 要数金属氧化物型，目前主要应用在医疗、 食品、烟草、发酵、香精香料生产、环境 恶臭分析等。
江苏大学赵杰文教授、邹小波博士应用13个金属 氧化物传感器阵列，利用神经网络技术和遗传算 法对镇江香醋和山西陈醋进行了识别。
殷勇等将Wilks准则引入主成分分析中，实现了电子 鼻对3种不同种类酒的正确鉴别。 于慧春等利用电子鼻对同类不同等级的茶叶、茶水 和茶底挥发性成分进行检测，结果表明以茶水为对 象时判别效果相对较好。
电子鼻在食品工业中的应用
原材料的检测
生产过程的监测 产品的评价
电子鼻在食品感官评定中的应用
酒类的区分与辨识 肉品新鲜度分析 饮料中香精香料分析 谷物生长分析 水果中芳香类物质分析 食品腐败变质过程分析 香气的等级区分及质量研究 牛奶新鲜度分析
电子鼻应用举例
在1993年，Pearce等人就首次把传感器应用 在啤酒检测上，实验室制造的由12个有机 导电聚合物传感器组成的系统检测了3种近 似的商品酒，有2种是酿造后再贮存的啤酒， 还有1种是淡色啤酒，结果表明：这3种啤 酒很容易被鉴别，而且还很快鉴别出一种 人为感染的啤酒和未被感染的酒。
电子鼻恶臭分析仪
气相色谱和电子鼻联用
手机内置电子鼻பைடு நூலகம்
电子鼻的结构及工作原理
电子鼻系统主要由气敏传感器阵列、信号 预处理和模式识别3部分组成,如下图所示。
(1)气敏传感器阵列与气味分子反应后，通过一系列物理 化学变化产生电信号； (2)电子信号经过电子线路，将信号放大并转换成数字 信号输入计算机中进行数据处理； (3)处理后的信号通过模式识别系统，最后定性或定量 的输出对气体所含成分的检测结果。
孙钟雷根据猪肉腐败过程中散发的气体类型选择了 5个MOS型传感器，对不同新鲜度的猪肉样品进行 测定，识别率达95%。
邹小波等研制出一套由金属氧化锡传感器阵列和 RBF神经网络组成的电子鼻对小麦、水稻和玉米三 种谷物进行检测，结果显示采用RBF神经网络对霉 变小麦和水稻的识别正确率达100%，对霉变玉米 的识别正确率在90%以上