的電子舌，來(lái)檢測(cè)牛奶發(fā)酵和細(xì)菌滋生。檢測(cè)牛奶的11個(gè)樣本，打開(kāi)包裝要立即進(jìn)行，然后，每隔30min得一個(gè)最大值。
[0048]在2個(gè)牛奶樣本中加入抑菌劑(疊氮化鈉)來(lái)防止細(xì)菌滋生。借助于dip.slide試驗(yàn)，每2h檢測(cè)牛奶樣本中的細(xì)菌菌落，然后，用參考值來(lái)校準(zhǔn)。
[0049]通過(guò)局部最小二乘(PLS)回歸算法和借助于反向傳播人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BPNN)來(lái)進(jìn)行多變量校正。
[0050]有6個(gè)工作電極(鉬、金、銥、鈀、銠和錸)、2個(gè)離子選擇電極(pH和氯化物)、二氧化物電極和導(dǎo)電率的結(jié)合了伏安法的合成電子舌，與溫度傳感器一起用來(lái)識(shí)別發(fā)酵牛奶樣本，用PCA和BPNN (反向人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))來(lái)處理數(shù)據(jù)，BPNN用來(lái)分類(lèi)。
[0051]已經(jīng)證明:伏安法、電勢(shì)分析法和電導(dǎo)分析法的結(jié)合，可改善電子舌的識(shí)別能力。
[0052]伏安法具有高敏感性、多功能性、簡(jiǎn)單性和魯棒性，所以，伏安法成為廣泛使用的分析技術(shù)。但這種方法還存在一些問(wèn)題，如發(fā)生在不同貴金屬電極上的化學(xué)反應(yīng)的差別還不清楚；伏安法電子舌對(duì)細(xì)菌的敏感特性不清楚。
[0053]生物傳感器生物傳感器由敏感元件和信號(hào)處理裝置組成。
[0054]敏感元件又分為分子識(shí)別元件和換能器兩部分，分子識(shí)別元件一般由生物活性材料，如酶、微生物及DNA等構(gòu)成。依據(jù)換能器介質(zhì)的不同，生物傳感器可分為電化學(xué)生物傳感器、光生物傳感器及壓電生物傳感器；也可按活性材料的不同劃分。
[0055]生物傳感器可用于對(duì)氣體或液體的檢測(cè),這里介紹的是幾種用于液體檢測(cè)的生物傳感器(電子舌)。
[0056]生物傳感器可用于食品中殘留農(nóng)藥的檢測(cè)，如有一種生物傳感器，使用人造酶為活性材料，利用有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑水解酶，對(duì)硝基酚和二乙基酚的測(cè)定極限為10?mol，在4 |D°C以下測(cè)定只需4min，可用于測(cè)定食品中殘留的有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑。
[0057]這種生物傳感器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳感的。
[0058]它通過(guò)分子識(shí)別元件感知樣品中是否含有或含有多少待測(cè)生物學(xué)大分子靶序列，換能器將感知的信號(hào)轉(zhuǎn)換為可觀察的信號(hào)。石英諧振式生物傳感器的研制，起源于1959年Sauerbrey等人的研究。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是能動(dòng)態(tài)、定量地監(jiān)測(cè)對(duì)象，在液體中可直接獲取信息，可實(shí)現(xiàn)單樣本多指標(biāo)或多樣本單指標(biāo)的檢測(cè)。
[0059]這種傳感器以電導(dǎo)、半導(dǎo)體或離子導(dǎo)電的材料構(gòu)成電極，上涂有一層生物化學(xué)薄膜作為敏感膜，如，YonHin和ZhuJian—zhong等人在微電極上固定葡萄糖氧化酶制作了微型葡萄糖傳感器J。Kim等人用MEMS技術(shù)制作了用于全血分析的微型生物傳感器，這種傳感器的工作電極由30X30的微陣列電極構(gòu)成，單個(gè)電極的直徑為6m。
[0060]生把尿素酶生物傳感器浸入1.0XlOmol / L尿素溶液中等到輸出電壓信號(hào)穩(wěn)定后，向尿素溶液中加入汞離子溶液，濃度逐漸增大。
[0061]加入汞離子，會(huì)迅速對(duì)固定酶產(chǎn)生抑制(t=5min)，測(cè)量的電信號(hào)也隨之下降。
[0062]當(dāng)汞離子濃度逐漸增大到1mol / L時(shí)，酶的剩余活性幾乎全部被抑制，檢測(cè)的下限為5X10 — mol / L0檢測(cè)汞離子的試驗(yàn)，證明了尿素酶生物傳感器應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的可能性。
[0063]電子舌與電子鼻的結(jié)合
不論人或動(dòng)物，鼻子和嘴總是離得很近，客觀上造成了從不同角度對(duì)同一食物同時(shí)識(shí)別的可能。
[0064]對(duì)物質(zhì)分析，同時(shí)使用電子舌與電子鼻，顯然比單獨(dú)使用其中一個(gè)要精確的多。
[0065]用電子舌與電子鼻的結(jié)合檢測(cè)酒是一個(gè)比較典型的例子。酒具有味覺(jué)和嗅覺(jué)的特征，是由于芳香族分子在液體和氣體狀態(tài)下是不同的。用電子舌與電子鼻檢測(cè)四種不同的酒，從檢測(cè)中分別得到八和四維的數(shù)據(jù)陣列。
[0066]因?yàn)檫@兩種傳感器的輸出量不同，所以，必須有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程。
[0067]每一個(gè)數(shù)據(jù)集合被標(biāo)準(zhǔn)化后，對(duì)每一個(gè)四種不同酒的檢測(cè)得到一個(gè)十二維的數(shù)據(jù)陣列。兩個(gè)數(shù)據(jù)集合的組合已經(jīng)在十二維空間導(dǎo)致樣本的一種新的表示法，這種表示法同時(shí)包含關(guān)于被測(cè)樣本的從電子舌與電子鼻產(chǎn)生的信息。
[0068]對(duì)四種酒的區(qū)分效果是令人滿(mǎn)意的。在主元平面組件的相關(guān)配置與電子鼻情形相似，在電子舌的作用下，成功地達(dá)到紅酒(2和5)和白酒(I和4)的組件之間地相對(duì)大的間距要求。
[0069]對(duì)用電子舌與電子鼻的結(jié)合來(lái)區(qū)分酒以外的其它飲料也進(jìn)行了研究…。
[0070]電子鼻有10個(gè)催化活性金屬，如鉬、銥、鈀為柵極的MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)傳感器和4個(gè)金屬氧化物(Taguchi)傳感器。
[0071]電子舌由6個(gè)金屬伏安電極組成。用這兩種傳感器對(duì)蘋(píng)果汁、橙子汁和菠蘿汁的4個(gè)樣本進(jìn)行檢測(cè)。由PCA和PLS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其中，PLS用來(lái)建立一個(gè)數(shù)字的分類(lèi)模型。從PCA知道單獨(dú)使用電子鼻不能區(qū)分蘋(píng)果汁和菠蘿汁。
[0072]另一方面，當(dāng)單獨(dú)使用電子舌數(shù)據(jù)時(shí)，橙子汁樣本不能完全從蘋(píng)果汁中區(qū)分出來(lái)。通過(guò)分別使用每個(gè)數(shù)據(jù)集合，PLS模型能準(zhǔn)確區(qū)分所有的樣本。
[0073]當(dāng)把兩種傳感器的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)時(shí)，能改善分類(lèi)能力。J電子鼻與電子舌的構(gòu)成電子鼻由氣敏傳感器、信號(hào)處理系統(tǒng)和模式識(shí)別系統(tǒng)等功能器件組成。
[0074]由于食品的氣味是多種成分的綜合反映，所以電子鼻的氣味感知部分往往采用多個(gè)具有不同選擇性的氣敏傳感器組成陣列，利用其對(duì)多種氣體的交叉敏感性，將不同的氣味分子在其表面的作用轉(zhuǎn)化為方便計(jì)算的與時(shí)間相關(guān)的可測(cè)物理信號(hào)組，實(shí)現(xiàn)混合氣體分析。
[0075]在電子鼻系統(tǒng)中，氣體傳感器陣列是關(guān)鍵因素，目前電子鼻傳感器的主要類(lèi)型有導(dǎo)電型傳感器、壓電式感器的材料為金屬氧化物、高分子聚合物材料、壓電材料等。
[0076]在信號(hào)處理系統(tǒng)中的模式識(shí)別部分主要采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別等方法。
[0077]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)處理非線(xiàn)性問(wèn)題有很強(qiáng)的處理能力，并能在一定程度上模擬生物的神經(jīng)聯(lián)系，因此在人工嗅覺(jué)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0078]由于在同一個(gè)儀器里安裝多類(lèi)不同的傳感器陣列，使檢測(cè)更能模擬人類(lèi)嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞，根據(jù)氣味標(biāo)識(shí)和利用化學(xué)計(jì)量統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)不同氣味進(jìn)行快速鑒別。在建立數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，對(duì)每一樣品進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和識(shí)別，可得到樣品的“氣味指紋圖”和“氣味標(biāo)記”。
[0079]電子鼻采用了人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了由儀器“嗅覺(jué)”對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行由于這種智能傳感器矩陣系統(tǒng)中配有不同類(lèi)型傳感器，使它能更充分模擬復(fù)雜的鼻子，也可通過(guò)它得到某產(chǎn)品實(shí)實(shí)在在的身份證明.從而輔助專(zhuān)家快速地進(jìn)行系統(tǒng)化、科學(xué)化的氣味監(jiān)測(cè)、鑒別、判斷和分析一。
[0080]電子舌是用類(lèi)脂膜作為味覺(jué)物質(zhì)換能器的味覺(jué)傳傳感器、場(chǎng)效應(yīng)傳感器、光纖傳感器等，最常用的氣敏傳感器，它能夠以類(lèi)似人的味覺(jué)感受方式檢測(cè)出味覺(jué)物質(zhì)。
[0081]在近幾年中，應(yīng)用傳感器陣列和根據(jù)模式識(shí)別的數(shù)字信號(hào)處理方法，出現(xiàn)了電子鼻與電子舌的集成化。在俄羅斯，研究電子舌與電子鼻復(fù)合成新型分析儀器，其測(cè)量探頭的頂端是由多種味覺(jué)電極組成的電子舌，而在底端則是由多種氣味傳感器組成的電子鼻，其電子舌中的傳感器陣列是根據(jù)預(yù)先的方法來(lái)選擇的，每個(gè)傳感器單元具有交又靈敏度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明一種用用于食品檢測(cè)的電子舌:使用該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確識(shí)別不同香型和同種香型不同品牌的白酒，采用PCA(主成分分析法)方法對(duì)所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.得出訓(xùn)練樣本完全線(xiàn)性可分.測(cè)試樣本的分類(lèi)正確率能達(dá)到I OO，同時(shí)該系統(tǒng)具有速度快，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)； 物傳感器大量應(yīng)用于臨床和食品檢測(cè)上，也可用于環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)； 本發(fā)明一種用用于食品檢測(cè)的電子舌可以檢測(cè)水中的重金屬離子，其原理是重金屬離子會(huì)抑制酶的活性； 這種傳感器把脲酶固定在對(duì)氨離子敏感的FET表面，形成了尿素酶場(chǎng)效應(yīng)管(LII^aenzymeFET)； 這種傳感器由8個(gè)含有類(lèi)脂膜的電極組成，類(lèi)脂膜用類(lèi)脂物質(zhì)組成；類(lèi)脂膜把味覺(jué)物質(zhì)的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 每個(gè)類(lèi)脂膜被安裝在帶一個(gè)洞的塑料管上，這樣柱體內(nèi)部就與外界隔離； 管的末端用一個(gè)塞子封住，在塞子上安有Ag / Agcl電極；管子盛有3mol / L的KCl溶液； 8個(gè)檢測(cè)電極被分成兩組，并與2個(gè)電極夾連接；電極由機(jī)械手控制； 味覺(jué)物質(zhì)使類(lèi)脂膜的電位發(fā)生變化，輸出電信號(hào)；這個(gè)電信號(hào)是味覺(jué)物質(zhì)味道的性質(zhì)和強(qiáng)度，而不是味覺(jué)物質(zhì)的數(shù)量； 產(chǎn)生不同味覺(jué)特征的物質(zhì)的響應(yīng)模式不同，因此，可以很容易區(qū)分每一種味道； 因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)偏差小于1%，所以，復(fù)檢性非常高；另一方面，味覺(jué)傳感器具有與同一味覺(jué)組相似的響應(yīng)模式，酸物質(zhì)的樣本HC1、檸檬酸和醋酸具有類(lèi)似的響應(yīng)模式；對(duì)于其它味覺(jué)物質(zhì)，如苦味、甜味和鮮昧，也適用；味覺(jué)傳感器能響應(yīng)它對(duì)應(yīng)的味道，味覺(jué)傳感器有對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分子識(shí)別的能力；因此，使用多通道味覺(jué)傳感器可以輕易地區(qū)分不同的飲料； 從多通道味覺(jué)傳感器對(duì)