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FUTURE FOOD TECHNOLOGY
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電子鼻是什么
一、前言
目前農副產品及食品行業(yè)常用的檢測方法主要有感官評價和儀器分析方法，感官評價存在著明顯的缺陷，人的嗅覺容易受到生理、心理、經驗、環(huán)境等外界主客觀因素的影響而且容易疲勞，不利于連續(xù)工作。儀器分析方法雖在食品行業(yè)中有廣泛應用，但對樣品前處理要求高，檢測過程漫長，耗材昂貴。這兩種檢測方法難以滿足食品工業(yè)化發(fā)展的客觀、便捷、無損的要求。
二、電子鼻的產生
電子鼻是模仿生物嗅覺功能的一種電子系統(tǒng)，主要用來分析、識別和檢測復雜氣味和大多數揮發(fā)性化學成分。電子鼻作為一種新興智能感官儀器，是通過模擬人類嗅覺系統(tǒng)來實現對檢測對象的品質評價，主要通過氣味指紋信息對氣體或揮發(fā)性成分做定性或定量的檢測，在糧油、酒茶類、果蔬類和肉乳類等方面均有諸多報道，顯示出很好的應用前景。
三、電子鼻技術發(fā)展歷史
人類對化學傳感器的探索已有久遠的歷史，最早可追溯到19世紀末，第一個“電子鼻”是由Wilkens等在1964年利用氣體分子在電極上的氧化還原反應研制的。
1965年Buck等利用金屬和半導體電導的變化對氣體進行了測量，Dravieks等則利用接觸電勢的變化實現了氣體的測量。
然而，電子鼻的概念直到1982年由英國Warwick大學的Persuad和Dodd模仿哺乳動物嗅覺系統(tǒng)的結構和機理，對幾種有機揮發(fā)氣體進行類別分析時提出來的。
隨后的5年電子鼻研究并沒有引起國際上學術界的廣泛重視。
1987年，在英國Warwick大學召開的第八屆歐洲化學傳感研究組織年會則是電子鼻研究的轉機，在本次會議上，以Gardner為首的Warwick大學氣敏傳感研究小組發(fā)表了傳感器在氣體測量方面應用的論文，重點提出了模式識別的概念，引起了學術界廣泛的興趣。
1989年在北大西洋公約組織（North Atlantic Treaty Organization，簡稱NATO）的一次關于化學傳感器信息處理會議上對電子鼻做了如下定義：電子鼻是由多個性能彼此重疊的氣敏傳感器和適當的模式分類方法組成的具有識別單一和復雜氣味能力的裝置。
隨后于1990年舉行了第一屆電子鼻國際學術會議。
1994年Gardner發(fā)表了關于電子鼻的綜述性文章，正式提出了電子鼻的概念，標志著電子鼻技術進入到成熟發(fā)展階段。
1994年以來歷經二十余年的發(fā)展，電子鼻的研究取得了突飛猛進的進展。目前對于電子鼻的研究主要集中在傳感器及電子鼻硬件的設計、模式識別及其理論、電子鼻在食品、農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護、生物領域的應用、電子鼻與生物系統(tǒng)的關系等方面。其中傳感器及電子鼻硬件的設計和電子鼻在食品及農業(yè)領域的應用是電子鼻研究中的熱點。
四、電子鼻的概念及工作原理
電子鼻定義是：電子鼻是由一種有選擇性的電化學傳感器陣列和適當的識別裝置組成的儀器，能識別簡單和復雜的氣味。
電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號預處理和模式識別三部分組成。某種氣味呈現在一種活性材料的傳感器面前，傳感器將化學輸入轉換成電信號，由多個傳感器對一種氣味的響應便構成了傳感器陣列對該氣味的響應譜。顯然，氣味中的各種化學成分均會與敏感材料發(fā)生作用，所以這種響應譜為該氣味的廣譜響應譜。電子鼻正是利用各個氣敏器件對復雜成分氣體都有響應卻又互不相同這一特點，借助數據處理方法對多種氣味進行識別，從而對氣味質量進行分析與評定。
電子鼻的工作可簡單歸納為傳感器陣列——信號預處理——神經網絡和各種算法——計算機識別（氣體定性定量分析）。從功能上講，氣體傳感器陣列相當于生物嗅覺系統(tǒng)中的大量嗅覺感受器細胞，神經網絡和計算機識別相當于生物的大腦，其余部分則相當于嗅神經信號傳遞系統(tǒng)。
五、電子鼻的應用領域
電子鼻——嗅覺測試，可應用于很多方面，比如食品飲料、包裝、化工、制藥、煙草、環(huán)境、病原微生物快速檢測、農殘、醫(yī)療診斷等等。
