手機(jī)版
隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，完全憑借感官品評(píng)小組的感官分析方法難以滿足數(shù)量大并跨地區(qū)產(chǎn)品的品控要求。人們不斷尋找替代或部分替代人類感官分析的儀器分析方法，模擬人的感覺器官的傳感器技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的新技術(shù)，如模擬人的嗅覺的電子鼻、模擬人的味覺的電子舌等。
01.電子舌（電子舌Alpha MOS Atree）
電子舌（智舌）（Electronic Tongue）是一種主要由交互敏感傳感器陣列、信號(hào)采集電路、基于模式識(shí)別的數(shù)據(jù)處理方法組成的現(xiàn)代化定性定量分析檢測儀器。它的傳感器陣列由不同類型材料的獨(dú)立傳感器組成。比較常用的傳感器有：硫?qū)俨Ａ鞲衅鳌VC 薄膜傳感器、Langmuir –Blodgett 修飾膜傳感器以及非修飾貴金屬電極傳感器等。
以 PVC 薄膜傳感器為基礎(chǔ)的電子舌系統(tǒng)最早是由日本九州大學(xué)的TokoK研究小組［1-4］開發(fā)研究的并且制造了世界上第一臺(tái)電子舌系統(tǒng)。
巴西的 Riul A Jr 研 究 小 組 憑 借 其 在 LangmuirBlodgett 膜研究中積累的大量成果和經(jīng)驗(yàn)［5-7］成功地把 Langmuir-Blodgett 修飾膜傳感器作為電子舌傳感器陣列研究的一個(gè)新的方向。
瑞典Linköping 大學(xué) Winquist F 研究小組研究開發(fā)了以6種具有交互敏感作用的貴金屬裸電極（金、銥、鈀、鉑、錸、銠）構(gòu)建的傳感器陣列，構(gòu)建了在食品品質(zhì)監(jiān)控、微生物發(fā)酵以及環(huán)境檢測中應(yīng)用的電子舌系統(tǒng)［8-11］。
目前生產(chǎn)電子舌的企業(yè)還比較少。有法國Alpha MOS公司的Astree II電子舌、日本的Kiyoshi Toko電子舌。中國浙江工商大學(xué)感官科學(xué)課題組經(jīng)過10多年的科學(xué)研究于2007年推出新一代電子舌系統(tǒng)——智舌(Smartongue)，這是繼法國、日本后中國生產(chǎn)的首臺(tái)電子舌產(chǎn)品。智舌作為一種新型的智能測試儀器。可以為相關(guān)研究和檢測部門提供技術(shù)支持.應(yīng)用于液體食品如酒類、飲料、茶葉等的真假辨識(shí)、產(chǎn)品質(zhì)量控制與貨架期分析等多個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化產(chǎn)品的在線、實(shí)時(shí)、快速檢測。
02.電子鼻（電子鼻 Alpha MOS Heracles NEO）
電子鼻又稱氣味掃描儀，是20 世紀(jì)90 年代發(fā)展起來的一種快速檢測食品的新穎儀器。電子鼻的核心器件有氣體傳感器等。其技術(shù)響應(yīng)時(shí)間短、檢測速度快，不需要復(fù)雜的預(yù)處理過程；測定評(píng)估范圍廣；能避免人為誤差，重復(fù)性好；還能檢測一些人鼻不能夠檢測的氣體，如毒氣或一些刺激性氣體。并且在圖形認(rèn)知設(shè)備的幫助下，其特異性大大提高。
1964年，Wilkens和Hatman利用氣體在電極上的氧化一還原反應(yīng)對(duì)嗅覺過程進(jìn)行了電子模擬，這是關(guān)于電子鼻的最早報(bào)道。
1987年，在英國Warwick大學(xué)召開的第八屆歐洲化學(xué)傳感研究組織年會(huì)是電子鼻研究的轉(zhuǎn)機(jī)。在本次會(huì)議上，以Gardner為首的Warwick大學(xué)氣敏傳感研究小組發(fā)表了傳感器在氣體測量方向應(yīng)用的論文，重點(diǎn)提出了模式識(shí)別的概念，引起了學(xué)術(shù)界廣泛的興趣。
1989年，北大西洋公約研究組織專門召開了化學(xué)傳感器信息處理高級(jí)專題討論會(huì)，致力于人工嗅覺及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)這兩個(gè)專題。1991年8月，北大西洋公約研究組織在冰島召開了第一次電子鼻專題會(huì)議。電子鼻研究從此得到快速發(fā)展。
1994年，Gardne發(fā)表了關(guān)于電子鼻的綜述性文章，正式提出了“電子鼻”的概念，標(biāo)志著電子鼻技術(shù)進(jìn)入到成熟、發(fā)展階段。
但是，以固體傳感器為核心的電子鼻，在實(shí)際應(yīng)用中還存在不足，如信號(hào)漂移、分析過程容易受水氣影響等。為了克服這些缺點(diǎn)，用質(zhì)譜或FID檢測器替代固體傳感器的非傳感器型電子鼻得到了一定的發(fā)展[12]。
03.電子眼（電子眼 Alpha MOSIRIS）
目前現(xiàn)有的電子眼，是一款強(qiáng)大的產(chǎn)品外觀、顏色和形狀視覺分析儀。可用于產(chǎn)品視覺方面的質(zhì)量控制和研發(fā)。其發(fā)展歷史是相當(dāng)豐富且多元化的，涵蓋了從早期的視覺模擬嘗試到現(xiàn)代的高度復(fù)雜智能系統(tǒng)。
1950s-1970s：電子眼技術(shù)的萌芽期主要集中在圖像感知和處理的基礎(chǔ)研究上。這一時(shí)期，研究者試圖通過簡單的電子設(shè)備來模擬人眼對(duì)光線的感應(yīng)能力。這包括最初的視頻攝像技術(shù)和圖像掃描技術(shù)。
1970s-1980s：這一時(shí)期見證了計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理技術(shù)的早期發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的進(jìn)步，人們開始開發(fā)算法來解析和理解圖像內(nèi)容。最初的重點(diǎn)是在于圖像的邊緣檢測、特征識(shí)別等基問題。
1990s：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能的迅速發(fā)展，1990年代見證了電子眼技術(shù)的重大突破。這一時(shí)期的關(guān)鍵進(jìn)展包括深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初步應(yīng)用，使得機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠更加準(zhǔn)確地識(shí)別和解析復(fù)雜圖像。
2000s至今：進(jìn)入21世紀(jì)，電子眼技術(shù)的發(fā)展速度大大加快。這一時(shí)期，深度學(xué)習(xí)技術(shù)取得了重大突破，尤其是在圖像識(shí)別、物體檢測和場景理解等方面。隨著智能手機(jī)和其他便攜式設(shè)備的普及，集成電子眼的應(yīng)用變得越來越廣泛，比如面部識(shí)別、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等。
04.質(zhì)構(gòu)儀（質(zhì)構(gòu)儀 AMETEK BROOKFIELD CT3）
質(zhì)構(gòu)儀也叫物性分析儀，是一種物性分析儀器，測定的參數(shù)包括硬度、粘性、凝膠強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度等，功能非常強(qiáng)大。質(zhì)構(gòu)儀所反映的主要是與力學(xué)特性相關(guān)的食品質(zhì)地特性，其結(jié)果具有較高的靈敏性與客觀性，并可通過配備的專用軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)量化處理，以量化的指標(biāo)客觀全面地評(píng)價(jià)食品，從而避免人為因素對(duì)食品品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的主觀影響。
質(zhì)構(gòu)的起源要追溯到17世紀(jì)， RobertHooke和IsaacNewton分別闡述了固體彈性形變原理和簡單的液體流動(dòng)定律，進(jìn)而形成了胡克定律和牛頓力學(xué)。同時(shí)，這兩種定律也成為了質(zhì)構(gòu)研究的基礎(chǔ)，盡管當(dāng)時(shí)還沒能專門應(yīng)用到食品領(lǐng)域。到了1861年，德國人Lipowitz設(shè)計(jì)出世界上第一臺(tái)用于測定膠狀食品穩(wěn)定程度的質(zhì)構(gòu)儀。隨后，世界研究學(xué)者對(duì)于質(zhì)構(gòu)儀開始了長達(dá)一個(gè)半世紀(jì)的探索研究。
19世紀(jì)，先后有Babcock發(fā)明了用于測試牛奶和冰激凌的粘性的儀器；Hogarth發(fā)明了測試面團(tuán)堅(jiān)硬性的裝置獲得了專利；Wood和Parsons又發(fā)明了用于檢測黃油硬度的探針等。19世紀(jì)的研究進(jìn)展為以后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1989年英國SMS公司成立，開始從事物性儀器的研發(fā)和銷售。并且在這之后，研究者對(duì)于膠體的測定也逐步趨于完善，儀器設(shè)備也趨于多樣化。
來源：感官科學(xué)與評(píng)定，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源。封面圖及文章圖片來源：創(chuàng)客貼。
參考文獻(xiàn)：
[1］Iiyama S‚Ezaki S‚T oko K‚et al．Study of astringency and pungency with multichannel taste sensor made of lipid membranes［J］．Sensors and Actuators B‚1995‚24：75—79．
[2］T oko T ．Electronic tongue［J］．Biosensors＆Bioelectronics‚1998‚13：701—709．
[3］Hayashi K‚T oko K‚Yamanaka M‚et al．Electric characteristics of lipid-modified monolayer membranes for taste sensors[J］．Sensors and Actuators B‚1995‚23：55—61．
[4］Habara M‚Ikezaki H‚T oko K．Study of sweet taste evaluation using taste sensor with lipid／polymer membranes[J].Biosensors and Bioelectronics‚2004‚19：1559—1563．
[5］Constantino C J L‚Dhanabalan A‚Riul Jr A‚et al．Surface Potentials of Polyaniline LB Films［J］．Synthetic Metals‚1999‚101：688—689．
[6]Riul Jr A‚T aylor D M‚Mills C A‚et al.Langmuir and Langmuir - Blodgett(LB)films of 4-dicyanomethylene‚4Hcyclopenta [2‚1-b‚3‚4-b0］dithiophene[J].Thin Solid Films‚2000‚366：249—254．
[7］Antunes P A‚Santana C M‚Aroca R F‚et al．T he use of Langmuir – Blodgett films of a perylene derivative and polypyrrole in the detection of trace levels of Cu2＋ ions［J］．Synthetic Metals‚2005‚148：21—24．
[8］Winquist F‚Wide P‚Lundström I．An electronic tongue based on voltammetry ［J］．Analytica Chimica Acta‚1997‚357：21．
[9］ Ivarsson P‚Holmin S‚Höjer N E‚et al．Discrimination of tea by means of a voltammetric electronic tongue and different applied waveforms[J］．
Sensors and Actuators B‚2001‚76：449—454．
[10］ Söderström C‚Winquist F‚Krantz-Rülcker C．Recognition of six microbial species with an electronic tongue ［J］．Sensors and Actuators B‚2003‚89：248—255．
[11］ Winquist F‚Bjorklund R‚Krantz-Rülcker C‚et al．An electronic tongue in the dairy industry ［J］．Sensors and Actuators B‚2005‚111：299—304．
[12]香味分析原理與技術(shù) 謝建春 編著
