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肉与肉制品检测中的电子鼻技术应用分析

2020-09-10晏慧莉

看世界·学术下半月 2020年6期

晏慧莉

摘要:随着人们生活水平的不断提升,人们对于食品质量和食品新鲜程度也提出了更高的要求。肉与肉制品作为人们蛋白质的主要来源之一,能够保障人们的身体健康。肉与肉制品质量检验至关重要,直接影响着人们的生活水平。本文将针对电子鼻技术内涵进行详细的分析,其目的是研究出肉与肉制品检测中的电子鼻技术应用,提出电子鼻技术改进空间和未来研究方向。

关键词:肉与肉制品;食物检测;电子鼻技术

一、电子鼻技术内涵分析

电子鼻技术的主要构成是由气敏传感器阵列、信号处理器系统、模式识别系统等三个重要系统所构建成的信息化系统。在电子鼻实际运作的工程中,气味分子会被气敏传感器所吸附,并且产生相关的信号信息,信息在传输的过程中生成信号,并通过系统将信号进行处理与加工,并针对信号结果做出分析与判断【1】。当前市场当中所运用电子鼻设备,一般有以下几种类型。分别是金属氧化物传感器、金属氧化物半导体效应传感器、有机导电聚合物传感器和质量传感器。在开展肉与肉制品检测中,最常用的信号处理方法一般是人工神经网络和统计模式识别。在工神经网络和统计模式识别当中主要涉及到的技术算法便是主成分析、判别分析、最小二乘回归法、因子分析等诸多数据分析算法内容。

二、肉与肉制品检测中的电子鼻技术应用

(一)肉与肉制品新鲜程度检测中电子鼻技术应用

在开展肉与肉制品新鲜度检测评定的过程中,会通过电子鼻的气敏传感器手段搜集牛肉气味,并且将牛肉气味进行阵列,集合数据分析处理手段,将不同新鲜程度的牛肉开展识别实验。电子鼻的气味识别率最高可以达到99.3%左右,当前很多电子鼻都针对被检测的肉类制定出了完善的检测系统,结合肉类不同新鲜度模式,通过特征值优选、种群规模确定样本数量,利用RBF神经网络作为模式识别手段,对牛肉的新鲜程度进行识别【2】。此外,在运用电子鼻开展肉质新鲜程度识别时,还有专家学者针对“冷冻肉”新鲜程度进行了检测。在不同贮藏温度的条件之下,针对肉样新鲜规律进行了检测,在实验和检测当中发现,(- 18、0、4、10、20℃)的条件之下,肉样的挥发性也存在差异。随着贮藏温度越高,肉样新鲜度发生变的时间更短。PLS法发现了电子鼻监测数据与感官评分检测之间存在一定程度关联,电子鼻作为现代信息技术手段,可以代替传统感官评定检测手段,并且可以针对保温温度、时间等因素对肉质的现象程度影响进行分析。通过电子鼻所输出的信号进行分析,构建成输出信号与采集时间的斜率特征值,该值会随着温度增高和时间增高而增加,对温度和时间呈现出正比例关系,这也印证了肉类保存时间越久、新鲜度越低的现象。电子鼻的结构与人类鼻子结构、嗅觉原理相仿,通仿生学单元设计,建立出了检测鸡肉新鲜程度的手段。通过互联网训练手段当中采用了10折交叉验证的方案,针对鸡肉新鲜程度进行了验证。此外,针对鸡肉新鲜程度验证的手段,还可以利用金属氧化物半导体传感器的手段,评估肉的新鲜程度。

(二)肉与肉制品区分检测中电子鼻技术应用

在开展肉欲肉制品区别检测的过程中,电子鼻子技术主要有一下几点。其一,利用免疫去势、手术去势的手段开展检测。针对此种手段主要内容便是通过主成分分析、线性断别式和交互验证判别分析的手段,针对电子鼻15s、30s、60s的相应数值进行充分处理。在实验结果当中表明了15s响应值的线性判别式分析的效果最佳,聚类效果非常好。交互验证判别分析的总体正确率为85%以上。手术去势组目能够基本上将肉与肉制品进行区分。其二,电子鼻可以针对不同营养强养殖来开展肉以及肉制品之间的区别。肉与肉制品在不同贮藏时间之下所返热气味存在差异,通过小二乘回归建立起传感器信号和化学指标以及感官数据,并且将其关系构建成区别化的关系模型。在肉与肉制品返热的气味儿检测之下,发现与感官品质先关的硫代巴比妥值、己醛、戊醛、戊醇和壬醛都与翻热后气味物质的形成有关。其三,利用金属氧化物传感器阵列组成的电子鼻区分了4中不同养殖方式的猪肉所制作的火腿,并且利用PCA和概率神经网络的手段,针对不同猪肉所制成的火腿进行了详细的检测。其四,利用氧化锡多传感器系统,针对不同养殖方式的猪肉与不同成熟时间的火腿,进行人工神经网络分析,通过氮气作为载气,在250℃的情况下进行温度加热。电子鼻可以有效通过亚火腿的原料肉种类和成熟时间来辨别肉制品是否是假冒伪劣产品。其五,利用气质联用手段,将八个金属氧化物传感器与最小二乘模式识别法开展肉与肉制品检测。通过猪肉在加工过程当中的气温变化来判断肉制品的品质,并且清晰的区分出不同猪肉的实际样式方式。电子鼻作为一种先进的技术手段,可以有效的结合不同肉的养殖方式和肉与肉制品合理详细检测,不仅可以切实增强肉与肉制品的品质,而且可以避免死肉、病肉流入到市场当中,切实保障了我国肉类市场以及肉制品市场需求。

(三)肉与肉制品有害成分检测中电子鼻技术应用

针对肉与肉制品有害成分检测工作来说,电子鼻检测手段主要有以下几种手段。其一,通过电子鼻手段,针对看冷却4摄氏度条件下储存10d内活菌总数变化的实际规律进行检测,以便于判断出肉与肉制品当中的菌群活动规律与变化规律。通过电子鼻的手段针对菌群的结果进行检测,并通过PLS和支持向量机的手段,针对电子鼻所反映出的结果进行分析,检验并验证肉与肉制品有害成分和有害菌群。其二,利用的电子鼻的手段,针对猪肉在不同条件下挥发的气味进行检测,并且将气味当中的微生物变化数量进行分析,总结出不同主贮藏时间、不同储藏环境对猪肉气味信号的影响,并分析出细菌总数之间的线性关系,以便于清晰准确的检测出肉与肉制品有害成分。

三、电子鼻技术改进空间和未来研究方向

(一)电子鼻技术改进空间

電子鼻技术虽然自身存在一定程度的方便性,并且可以有方便、快捷的开展食品质量检查,并且其成本相对较低,能够为社会发展带来强大技术保障。但是随着我国社会经济以及科技技术的不断发展,电子鼻技术不断改进已经成为必然的现象。客观来说,电子鼻技术当前还仍旧处于一发展初期阶段,改进空间很大。当前电子鼻技术往往与生物嗅觉技术存在的差异还存在一定程度的距离,并且电子鼻在开展肉与肉制品检测的过程中,其灵敏度、数据信息识别度等都仍旧未达到令人满意的程度和效果,其硬件结构以及识别算法的技术水平也有待提升。

(二)电子鼻技术未来研究方向

电子鼻技术日后的研究方向和研究趋势,主要有以下几个层面。其一,传感器层面。电子鼻技术的传感器将会更加灵敏,并且融入仿生生物学的内容,可以使用多种环境下开展食物检测。其二,提取方法、识别方法更加优化。电子鼻技术需要寻求更加精准、更加高效的提取方法和识别方法,切实保障电子鼻技术的数据分析能力和结果检测效率。其三,外形材料层面。未来的电子鼻,将会在外形与材料上进行巨大改进,电子鼻将会朝着小型化、集成化、实用化的趋势发展。

结束语

总而言之,电子鼻作为一种先进的技术手段,可以有效的为肉制品检测工作带来强大的基础保障。在开展电子鼻检测的过程中,应该充分的认识到电子鼻检测技术自身的优势,结合自身的检测需求,发挥出电子鼻技术的最大优势,保障食品的健康、新鲜,为人们生活提供基础保障。

参考文献:

[1]龚爱平. 电子鼻在肉制品早期污染检测技术中的应用研究进展[J]. 深圳信息职业技术学院学报, 2018, v.16;No.58(02):30-35.

[2]王建辉, 徐杰, 李招, et al. 一种基于电子鼻技术快速预测肉及其制品脂肪氧化程度的方法:.