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1、食品与发酵工业FOODANDFERMENTATIONINDUSTRIES＊电子鼻在乳品工业中的应用12223刘志东,郭本恒,王荫愉,吴正钧,赵建1(上海水产大学食品学院,上海,200090)2(光明乳业技术中心,上海,200072)3(江南大学,江苏无锡,214036)摘要介绍了电子鼻的工作原理,基本组成和发展历程。综述了电子鼻在乳品工业中的应用进展,特别是在乳制品成熟时间和货架期的预测、挥发性物质的分析、微生物的分类,干酪种类的分类和乳制品产地的区分等方面。展望了电子鼻在乳品工业中的应用前景。关键词电子鼻,乳品工业
2、,应用,进展长期以来,鼻子一直是评价气味的主要手段。但电子鼻是一种由一定选择性的电化学传感器阵这种方法一方面主观性强、重复性差;另一方面,鼻子列和适当的模式识别系统组成,能够识别简单和复杂对气味具有适应性,容易出现疲劳而影响评判结气味的仪器。电子鼻是仿照生物的嗅觉系统设计出[1]果。随着仪器科学的发展,气相色谱法(GC),气相来的,因此它的工作原理和生物的嗅觉系统十分相[1,3,7]色谱-质谱联用技术(GC-MS)和高效液相色谱似。电子鼻技术具有检测速度快、操作简单、灵(HPLC)等也应用于风味物质的检测。但这些检测
3、敏度高、重现性好等优点,也可以用于危险环境的气方法对于风味物质检测所需费用昂贵,检测周期长,[1,8]体如毒气或一些刺激性气体等的检测。[2]还需要有熟练的人员操作。随着人类对生物嗅觉电子鼻主要包括传感器阵列,信号处理系统和模过程了解的加深以及计算机科学、材料科学和仿生学[9～11]式识别系统3个部分。等学科的发展,使得研制出一种能够较客观测定和判1.2电子鼻技术的发展过程别气味及其他挥发性物质的仪器成为可能。电子鼻1964年,Wilkens和Hatman利用气味在电极上正是在这一背景下出现的。它是通过传感器阵列与的
4、氧化-还原反应原理研制出了第一个“电子鼻”。气体物质分子反应后,经过一系列物理、化学变化产1965年,Buck等人利用气味调制电导原理与Dra-生电信号,电信号经电子线路放大并转换成数字信号vieks等人利用气味调节接触电位原理进行了“电子输入计算机中,进而进行数据处理和模式识别判断,[4]鼻”的研究。1982年,英国Warwick大学的Per-它所获得的是样品中挥发性组分的整体信息(“指纹”saud和Dodd教授模仿哺乳动物嗅觉系统的结构和数据),再将这些信息与经建立的数据库中的信息加机理,并对几种有机挥发性气体进
5、行类别分析时提出以比较和判断,因而它也具有类似“鼻子”的功[5]来了“人工鼻”的概念。1990年举行了第一届国际[1,3]能。[8]电子鼻会议。1994年,Gardner和Bartlett提出了电子鼻技术在食品工业中主要用于质量控制、过[7]电子鼻的定义。程监测、新鲜度和成熟时间检验,致病微生物的检测等方面。但由于乳制品基质的复杂性,电子鼻技术在2电子鼻技术在乳品工业中的应用乳品工业中的应用还较少,主要是不同类型的电子鼻[4～6]随着电子鼻技术的迅猛发展,电子鼻在乳品工业在乳制品的风味区分、质量评价等方面的应用。中应
6、用的深度和广度不断扩大,主要体现在以下几方本文综述了近年来电子鼻技术在乳品工业中的研究面:乳制品成熟期和货架期的预测、乳中挥发性物质进展,并展望了电子鼻在该领域的应用前景。的分析、乳中微生物的分类、干酪种类的分类和乳制1电子鼻的定义,基本组成和发展历程[6]品产地的区分等方面。2.1乳制品成熟期的预测1.1电子鼻的定义和基本组成[6]乳中还含有不同含量的脂类、蛋白质和糖类。第一作者:博士研究生。不同浓度的乳顶空后会成为各种有机挥发性物质的＊国家“十五”科技攻关重大专项资助(No.2002BA518A-08)收稿日期:
7、2006-10-30,改回日期:2007-01-08混合物(如:丙酮、2-丁酮、甲苯、柠檬油精、苯乙烯、氯仿)并且有较高的相对湿度。1022007Vol.33No.2(Total230)综述与专题评论[12]2005年,Trihaasa等人将4个不同批次(96℃时保温15min,顶空的气体由N2流带入进样器。个)的丹麦蓝干酪(以干物质计,45%的脂肪含量),在传感器温度为250℃,传感器的响应和恢复时间为210℃条件下贮存4周后,在4℃条件下继续贮存8～3min。[17]周,最后贮存在-18℃条件下。实验采用FOX3
8、0002004年,法国Labreche等人用电子鼻确定乳(12个AlphaM.O.S.,法国)电子鼻进行干酪的顶制品的货架期,结果表明,电子鼻测定的结果不仅可空气体分析。样品在4℃条件下解冻,每种样品20g以用于确定乳制品的货架期还可以用来控制乳制品在20mLNaCl(50mg/mL)溶液中均质,取5mL的的新鲜度。实验采用带有3个MOS(18
