摘要 摘 要：电子鼻技术是一种新型智能仿生技术，在农业和工业的很多领域均得到广泛的应用，具有实时、样品处理简单、识别效果好、无损及检测速度快的优势。本文主要探讨电子鼻技术
摘 要：电子鼻技术是一种新型智能仿生技术，在农业和工业的很多领域均得到广泛的应用，具有实时、样品处理简单、识别效果好、无损及检测速度快的优势。本文主要探讨电子鼻技术在果蔬检测中的应用。
关键词：电子鼻技术;果蔬检测;应用
1 电子鼻的工作原理
电子鼻系统由传感器阵列、采样系统、信号预处理、气味表达、模式识别这 5 个部分组成。将气体置于一种敏感材料测试环境中，这种气体将会和所处环境中的敏感材料产生化学反应，而且会以传感器为媒介，将这种化学变化变为电信号。电信号经阵列预处理组件的特征提取、消除噪声、信号放大等处理后，选择最为合适的模式识别算法，对相关数据进行研究和深入分析。基于理论视域，若气体的类别不同，与敏感材料反应时的特征响应谱亦不会相同，因此，在进行定性测试时，根据特征响应谱这一极具个体特色的指标，就可以实现对不同气体的定量测量 [1]。在电子鼻系统的构成中，气敏传感器及其阵列是十分重要的一个组成部分。通常来说，农产品气味的构成比较复杂，仅借助单个气敏传感器，没有办法对农产品的气味构成进行判断。在这种背景下，可以使用阵列化的传感器，进而更好地对农产品的气味构成进行评断。当前，人们常用的气敏传感器包括以下几类。①金属氧化物类型。其工作原理是，气敏元件和被测气体之间发生氧化还原反应，这时电阻值、电导率将会随之发生变化。②导电聚合物型。其工作原理是，在气体被吸附后，聚合物链将会产生溶胀反应，改变聚合物分子链的电子密 度， 电 导 率 将 会 随 之 发 生 变 化。 ③ 质 量 敏 感 型， 它 分 为 QCM 和 SAW，其中前者的工作原理是气体分子被聚合物涂层吸附，促使石英盘质量增加，谐振特征频率随之发生变化，而后者的工作原理是，晶体在吸附气体分子后，其表面声波的频率、幅值以及相速将会随之发生变化 [2]。
2 电子鼻在果蔬品质检测中的应用研究
近些年来，电子鼻技术的使用领域很广，如环境检测、食品安全及医学等。在上述的这些领域中，电子鼻应用比较早，因此已经十分成熟。但是其在农产品检测的使用相对比较晚，因此其应用当前还不是十分的成熟。但是我国是一个农业大国，农产品资源 十 分 的 丰 富， 在 进 行 农 产 品 加 工的过程中，将会释放诸如 H2S、O2、 CO2、C2H5OH、NO2、C2H4、NH3 等特征气体。值得注意的是，这些气体的浓度的不同，代表着不同的农产品，使用电子鼻可以十分有效地检测这些气体以及相应的浓度，进而消除人为检测的弊端。
2.1 电子鼻在水果方面的应用首先，使用电子鼻可以很好地划分 水 果 的 类 型 和 品 种。 苏 申 明 等 人在 进 行 电 子 鼻 研 究 的 过 程 中， 使 用 FOX4000 电子鼻对大久保、千曲及新凤等 19 个品种不同的桃的香气进行检测，最终的研究结果表明电子鼻对于不同品种的桃香气具有不同的反应，使用 DFA 方法和 SQC 方法均可以很好地对香气进行划分，但是采用 PCA 方法则不能很好对其进行区分。由此可证明，DFA 和 SQC 可以很好地呈现桃果实香气的差异。其次，使用电子鼻可以对成长和贮存条件或者时间不同的水果进行检测。赵梦田 等人使用电子鼻系统，在连续 9 天的时间内对库尔勒香梨进行检测，使用 PCA 方法进行数据分析，电子鼻可以很好地区分不同时间贮藏的香梨，在香梨品质的现场快速检测中十分适用。再次，电子鼻可以用于检测或者评价不同种类水果的品质。赵秀洁 等人将采摘后放在常温和低温条件下的草莓使用电子鼻进行检测，然后根据硬度以及质量缺损率进行品质断定，其准确率十分高 [3]。
2.2 电子鼻在蔬菜方面的应用首先，使用电子鼻可以很好地检测蔬菜变质。Goncina 等将不同微生物接种在灌装去皮的番茄中，然后利用电子鼻检测其中的挥发性物质;在检测结束后，以 PCA 模型为主，分析相关的数据，根据最终的研究结果，电子鼻系统可以很好地对番茄变质进行检测。其次，使用电子鼻可以很好地检测蔬菜的产区。周春丽等使用电子鼻系统对采用 HS-SPME/GC-MS 技术检测出印度南瓜、中国南瓜以及美洲南瓜的不同香味进行分析，通过 PCA 方法分析比较不同地区南瓜的香气，研究国家表明，使用电子鼻可以很好地区别南瓜的类型。综上所述，使用电子鼻对瓜果蔬菜进行检测时，其准确率十分高，在 85%~100%，而且使用的电子鼻多为商用电子鼻。很多的自制电子鼻多是针对某一研究的专用仪器，其准确率虽然比较高，但是它的稳定性不是十分好，需要进一步的研究。另外，与传统的分析方法相比，人工神经网络的分析效果更好，由此可以发现，在农产品的检测中，电子鼻具有很大的潜力和市场。
3 结语
随着科学技术的进一步发展，电子鼻中需要使用到的新型气敏材料、纳米以及传感器等技术均获得长足的进步。在这样的背景下，电子鼻也向着更加先进的方向发展，如体积缩小、成本下降等。但是与此同时，人们对其要求也在提高，因此电子鼻技术仍需进一步的研究和改进。
参考文献
[1] 贾文珅 , 李孟楠 , 王亚雷 , 等 . 电子鼻技术在果蔬检测中的应用 [J]. 食品安全质量检测学报 ,2016(2):410-418.
[2] 王宇菲 , 谭妹二 , 许桂香 . 基于电子鼻技术多算法检测热带水果品质的实验研究 [J]. 软件 ,2016(3):40-43.
[3] 徐赛 , 陆华忠 , 吕恩利 , 等 . 仿生电子鼻对食品货架期识别进展研究 [J]. 中国农机化学报 ,2016(7):154-160.
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