电子鼻在食品中的研究现状【文献综述】

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1、毕业论文文献综述食品质量与安全电子鼻在食品中的研究现状摘要：电子鼻作为一种嗅觉传感器技术，以其客观性、可靠性和重现性等优点在食品分析中得到广泛应用。该文介绍了电子鼻工作原理及基本组成基础，并建立了一种快速检测食源性致病菌的电子鼻方法,通过利用电子鼻技术检测细菌培养液的挥发性代谢产物，以期对改善我国食品分析现状提供有益参考。关键词：电子鼻微生物代谢产物应用通常情况下，人们判定食品气味和香味主要靠嗅觉，但是这种方法主观性强，重复性差，存在较大的个体差异，没有统一的标准，同时人的嗅觉对气味具有适应性，容易出现疲劳而影响分析结果[1]。目前人们用常规的气体分析设备，如气相色谱一质谱(GC／

2、MS)来分析食品中气味的成分和浓度，它的测定需要制备和处理样品，选择合适的萃取剂，以及合适的色谱分析条件，虽然这种方法能精确测定气味的组成和浓度，但是该操作比较烦琐，耗时久，分析费用高，而且无法建立它们与嗅觉效果之间的关系[2]。直到1982年英国Warwick大学的Persaud和Dodd模仿哺乳动物嗅觉系统的结构和机理提出了电子鼻的概念，此后，电子鼻作为一种分析、识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器就产生并发展起来[3]。近年来，由于电子鼻技术具有检测速度快、操作简单、灵敏度高、重现性好等优点，使其在诸多领域得到深入的研究和广泛的应用，尤其是在食品行业，它已发展成为很重要的装置

3、[4]。1关于电子鼻结构与原理1994年，英国Warwiek大学Gardner和Southampton大学Bartlett使用“电子鼻”这一术语并定义为“电子鼻是一种由具有部分选择性化学传感器阵列和适当模式识别系统组成、能识别简单或复杂气味仪器”。电子鼻又称气味扫描仪，在检测时充分发挥其客观性、可靠性和重现性等优点，主要用以识别、分析、检测一些会挥发成分。1.1结构电子鼻整个系统主要是由气敏传感器阵列、信号预处理单元和模式识别单元三大部分组成，分别包括气敏传感器阵列，信号处理和模式识别。1.2原理电子鼻工作原理是模拟人的嗅觉形成过程一种技术应用。人的嗅觉系统由嗅觉细胞、嗅觉神经网络

4、（包括多个嗅觉神经元）和大脑组成。气敏传感器（具有单一选择性）作为电子鼻感知气味基本元件相当于人嗅觉系统嗅觉细胞，将多个具有不同选择性气敏传感器组成阵列，利用其对多种气体交叉敏感性，可通过不同气味分子在其表面产生作用转化为可测物理信号组。而信号预处理单元和模式识别单元就相当于人的大脑，信号预处理单元对信号进行特征提取后，信号进入模式识别单元接受进一步处理从而得出混合气体组成成分和浓度。因智能气敏传感器阵列系统装有不同类型传感器，所以能模拟出类似鼻子复杂判断识别系统[5]。另外，在建立数据库基础上，传入气体组分经信号分析后与存储于数据库中该种气体图案进行比较鉴定后，就能快速进行系统化

5、、科学化气味监测、鉴别、判断和分析。其最早应用是1982年英国学者Persuad和Dodd用3个SnO：气体传感器模拟哺乳动物嗅觉系统对戊基醋酸脂、乙醇、乙醚、戊酸、柠檬油、异茉莉酮等有机气体进行类别分析[6-7]。2关于微生物代谢产物微生物挥发性代谢产物是微生物代谢产物的重要组成部分,是重要的信息素,也是人类了解微生物生命活动本质规律的重要窗口。不同微生物个体的挥发性代谢产物往往不同,它们一般具有种属特征,因此这些气味物质以及由它们组成的气味指纹图谱可以做为微生物鉴定与检测的潜在依据[8-9]。微生物检测方法较多。传统方法依靠微生物的培养及形态学生理生化实验,耗时长、效率低且敏感

6、性差,不能及时检出样品中的病原菌;现代免疫学和分子生物学等方法主要针对微生物的蛋白质和核酸进行检测,特异性好、效率高,但是这些方法往往需要对微生物进行富集培养或者细胞破壁提取DNA等,预处理过程相当麻烦,而且达不到实时检测的目的。基于气指纹技术的电子鼻检测方法主要是针对微生物的挥发性代谢产物,对样品本身没有什么特殊要求,检测迅速、灵敏度高,而且最主要的优点是无需对样品本身进行任何处理,因而在微生物快速无损检测方面具有良好的应用前景。3关于电子鼻技术的应用基于气味指纹技术的电子鼻检测方法主要是针对微生物的挥发性代谢产物,对样品本身没有什么特殊要求,无需对样品本身进行任何处理,具有检测

7、迅速、灵敏度高、使用寿命长、成本低廉，因而在微生物快速无损检测方面具有良好的应用前景[9-11]。其次由于不同种类的细菌菌体所含的酶系统不同,从而分解能力不同造成其代谢产物不同。另外,由于细菌生长要经历迟缓期、对数期、稳定期、衰退期四个阶段，所以对同一细菌的不同生长阶段,挥发物的浓度也有差异。也就是说在同样的培养基中培养一定时间后,对营养基质的利用情况和所产生的产物就会不同[12]。电子鼻区别于其他检测系统的最大特点就是能够很好显示被测液体样品的综合信息。基于上述两方