基于电子鼻系统的粮食霉变检测方法研究.pdf

第11卷第5期 中国食品学报 V01．11No．5 l ofChineseInstituteofFoodScienceand 01 1 2O l 年8月 Journal Technology Aug．2 基于电子鼻系统的粮食霉变检测方法研究 惠国华 倪或 (浙江工商大学食品与生物工程学院 食品质量与安全系 杭州310035) 摘要粮食霉变是食品质量安全领域不容忽视的问题。本文研制出一套能快速检测粮食霉变程度的电子鼻系 统．谊系统主要包括数据采集、调理与传输单元，传感器阵列和气室以及供气动力装置三大部分。使用该系统连 续7d检测红皮花生、养麦、大米、燕麦4种粮食的霉变程度，以随机共振方法处理实验数据，通过信噪比谱特征 信息量化粮食霉变程度。较好地反映了粮食霉变的过程。该方法可以克服传感器基线漂移的不利影响，快速、准 确地检测粮食霉变过程中的气味挥发物，并监测粮食霉变程度，应用前景较好。 关键词粮食霉变；电子鼻系统；随机共振；信噪比 1)05-0162-07 文章编号1009—7848(201 粮食是世界上储藏量最大的食品。由于其本 腐败味、酸败味或甜味等气味挥发物，其主要成分 身含有丰富的营养物质，通常带有相当数量的不 为羟基类、醛基类、硫化物等化合物131。可以利用电 同种类的微生物。在适宜的条件下，这些微生物极 子鼻对粮食霉变进行检测。作为人类嗅觉的延伸18]， 易大量繁殖而导致粮食霉变。其中起主导作用的 电子鼻排除了人类主观因素的干扰．检测结果更 是黄曲霉、寄生曲霉、镰刀曲霉、青曲霉等霉菌Ill。 为客观、准确、稳定，而且所需检测时间短，样品无 全世界每年受霉菌污染的粮食比例在5％一7％，且 需复杂的前处理。检测对样品无损，操作简单，成 霉变过程中会产生大量毒素。严重威胁人类的健 本较大型仪器低廉191，这使得电子鼻可以应用到食 康。因此，监测粮食是否霉变及霉变程度对于指导 品、化妆品、香料香精、消防、汽车、海关检查、化工 粮食储藏、运输。以及食品质量与安全监控意义重 控制等1101领域。电子鼻的概念最先由英国Warwick 大。传统的检测方法主要有感官判断法12--51、DNA 探针法、聚合酶链式反应(PCR)法、乳凝集反应内外学者将电子鼻技术应用于粮食检测领域．开 法、显微镜检验法、薄层层析法(’眦)法、酶联免 展了大量的研究。如Josson等考察了微生物释放 疫法(EUSA)法、气相色谱(GC)法、高效液相色特征气味，结合神经网络模式识别算法，预测粮食 品质旧：Evans等则研究了粮食霉变早期挥发性气 谱(HPLc)法、气相色谱一质谱联用(GC—MS)法等， 然而这些方法在准确性、检测时间、灵敏度、选择 体成分的变化特点【13J：Olsson等结合气相色谱技术 性、样品前处理方法、样品基质干扰、价格等诸多 分析粮食样品1141。相对而言。国内的电子鼻技术研 方面存在制约因素161，很难满足实际应用的需要。 究起步较晚。尚处于实验室阶段。若在适合的数学 电子鼻是一种由具有部分选择性的化学传感器阵 工具帮助下．能够从一个特定样品中识别气味模 列和适当的模式识别系统组成，能识别简单或复 式并帮助区分其它样品[1．Sl。如邹小波等(1l研制出一 杂气味的仪器川。粮食在霉变过程中会产生霉味、 套能快速检测符物是否霉变的电子鼻装置。潘天 红等研制出一套谷物霉变识别电子鼻系统测试装