農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)不僅與其形狀、大小等外觀指標(biāo)有關(guān)，還與硬度、黏度等物理指標(biāo)，以及成熟度、新鮮度和營(yíng)養(yǎng)成分等內(nèi)部指標(biāo)密切相關(guān)，其中水果的品質(zhì)與其香氣和滋味指標(biāo)也息息相關(guān)。
01 電子鼻在水果檢測(cè)中的應(yīng)用 02 電子舌在水果檢測(cè)中的應(yīng)用 電子舌是一種利用多傳感器陣列結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)復(fù)雜溶液進(jìn)行定性和定量分析的新型現(xiàn)代化分析檢測(cè)儀器，具有操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)迅速、準(zhǔn)確率 高、重復(fù)性好、客觀性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在肉品新鮮度檢測(cè)、酒的老化、茶葉滋味和水質(zhì)污染等方面得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者在果汁風(fēng)味和品質(zhì)檢測(cè)方面開(kāi)展大量相關(guān)研究。
04 結(jié)語(yǔ) 電子鼻和電子舌作為一種新興的“綠色”檢測(cè)技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)其開(kāi)展初探性研究，其應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛，包括食品工業(yè)、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、藥品衛(wèi)生、公安與軍事等。然而電子鼻和電子舌的應(yīng)用技術(shù)仍不完善，存在傳感器具有選擇性和限制性、傳感器的漂移問(wèn)題、傳感器易受溫濕度等環(huán)境因素影響、模式識(shí)別算法欠缺、便攜性差等弊端。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子鼻和電子舌的功能將不斷完善，也將逐步從實(shí)驗(yàn)室研究走向大眾實(shí)用，對(duì)推動(dòng)電子鼻和電子舌在水果等行業(yè)快速檢測(cè)分析中的商業(yè)化應(yīng)用起到重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
基于電子鼻和電子舌具有檢測(cè)快速、操作簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好及邊際成本低等優(yōu)點(diǎn)，已在食品工業(yè)、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)應(yīng)用。因此，對(duì)國(guó)內(nèi)外電子鼻和電子舌在水果檢測(cè)方面的應(yīng)用最新研究成果進(jìn)行綜述，旨在為水果采后貯藏和流通過(guò)程中品質(zhì)變化和病原微生物感染的早期快速檢測(cè)和監(jiān)測(cè)提供理論參考。
一、電子鼻在水果貯藏時(shí)間識(shí)別中的應(yīng)用
水果的香氣隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生變化，電子鼻作為一種近年來(lái)新興的食品檢測(cè)技術(shù)，可以根據(jù)水果氣味的變化識(shí)別水果的不同貯藏時(shí)間，從而滿足現(xiàn)場(chǎng)客觀、快速、無(wú)損、準(zhǔn)確的檢測(cè)需求，目前電子鼻被成功用于沃柑、柑橘、蘋果、水蜜桃、葡萄等水果貯藏時(shí)間的識(shí)別。
有研究利用電子鼻系統(tǒng)獲取不同貯藏時(shí)間沃柑的氣味特征值，通過(guò)樣品果的驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，線性判別分析能更好地區(qū)分和判別沃柑的不同貯藏時(shí)間，可應(yīng)用于沃柑貯藏時(shí)間的快速判斷。也有研究利用電子鼻和化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)蘋果的貯藏期進(jìn)行鑒別，結(jié)果表明電子鼻對(duì)不同貯藏期蘋果的區(qū)分效果良好，采用偏最小二乘法建立的貯藏期蘋果有機(jī)酸、固形物含量的數(shù)學(xué)模型，總酸和固形物含量驗(yàn)證集的決定系數(shù)為0.906 3和0.917 0，均達(dá)到較好的預(yù)測(cè)效果，表明使用電子鼻和感官指標(biāo)結(jié)合模型預(yù)測(cè)蘋果的貯藏期和貯藏期固形物和總酸含量的方法是可行的。
二、電子鼻在水果成熟度檢測(cè)中的應(yīng)用
水果的成熟度是水果品質(zhì)的主要因素。不同成熟度的水果，其芳香氣味不同。因此，利用電子鼻無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水果成熟度的區(qū)分，從而滿足消費(fèi)者的不同需求。
采用電子鼻對(duì)柑橘的成熟度進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，研究表明線性判別法比主成分法更能準(zhǔn)確判別出不同采摘期的柑橘，其正確判斷率為88%。采用電子鼻系統(tǒng)對(duì)不同成熟度的“錦繡黃桃”進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，發(fā)現(xiàn)利用主成分分析和判別因子分析均能判別黃肉桃果實(shí)的成熟度，但是結(jié)合硬度和乙烯釋放速率指標(biāo)，主成分分析比判別因子分析更能準(zhǔn)確區(qū)分桃子的不同成熟度。采用電子鼻對(duì)甜瓜的成熟度和風(fēng)味進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，研究表明主成分分析和線性判別式分析均可以很好地區(qū)分半數(shù)期和完熟期的甜瓜，采用主成分分析時(shí)，電子鼻可以100%地區(qū)分和判定不同成熟度的甜瓜。
三、電子鼻在水果品質(zhì)監(jiān)控中的應(yīng)用
水果在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中，極易受到機(jī)械損傷和外界微生物感染等因素的影響，因此水果在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中極易出現(xiàn)腐爛、霉變等品質(zhì)衰變，并產(chǎn)生不良?xì)馕叮梢?jiàn)氣味可以作為水果不同品質(zhì)的判別因子，從而為電子鼻監(jiān)控水果品質(zhì)提供理論依據(jù)。有專家提出一種基于電子鼻技術(shù)監(jiān)控不同貯藏環(huán)境（常溫、冷柜和氣調(diào)）下荔枝果皮衰變的方法，感官識(shí)別將荔枝果皮的衰變程度分為G1，G2，G3，G4和G5五個(gè)等級(jí)。結(jié)果表明電子鼻能夠識(shí)別常溫與冷柜貯藏的G1，G2~G3和G4荔枝，氣調(diào)貯藏的G1，G2~G3，G4和G5荔枝。將不同貯藏環(huán)境采樣數(shù)據(jù)合并后，各貯藏環(huán)境的G1，G2~G3，G4和G5荔枝均可采用同一模型識(shí)別。
一、電子舌在果汁品質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用
有研究]以3類20種品牌橙汁為研究對(duì)象，利用電子舌對(duì)橙汁感官品質(zhì)定量評(píng)價(jià)，結(jié)果表明因子分析法可以有效分析不同類型橙汁的感官指標(biāo)。另有研究采用電子舌系統(tǒng)對(duì)6種不同貯藏時(shí)間下的橙汁品質(zhì)進(jìn)行研究。結(jié)果表明，線性判別分析中的第一判別式和第二判別式的綜合貢獻(xiàn)率為95.7%，6種儲(chǔ)存時(shí)間下的鮮榨橙汁樣本均得到有效定性辨別，粒子群優(yōu)化最小二乘支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型對(duì)鮮榨橙汁的不同儲(chǔ)存時(shí)間具有較高的定量預(yù)測(cè)精度，其相關(guān)系數(shù)、均方根誤差和平均絕對(duì)誤差分別為0.991，0.287 7和0.232 8。
二、電子舌在果汁區(qū)分識(shí)別中的應(yīng)用
采用電子舌系統(tǒng)對(duì)橙汁和白酒的品牌和純度進(jìn)行檢測(cè)，研究采用離散小波變換提取反饋信息中的特征值信息，通過(guò)主成分分析、偏最小二乘回歸分析實(shí)現(xiàn)對(duì)多種橙汁及白酒的定性和定量分析。結(jié)果表明，電子舌對(duì)橙汁、白酒的品牌識(shí)別率均達(dá)到100%，純度預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)集決定系數(shù)R2 分別為0.985和0.998，模型相對(duì)分析誤差RPD分別2.894和3.272。研究電子舌在鮮榨橙汁摻假識(shí)別中的應(yīng)用，分析發(fā)現(xiàn)辨別因子分析比主成分分析對(duì)樣品的區(qū)分效果更好，偏最小二乘回歸分析顯示橙汁飲料的不同摻入比例與電子舌響應(yīng)信號(hào)有較好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.963 8；PLS模型預(yù)測(cè)誤差值在1.85%~2.20%之間。研究電子鼻和電子舌在果汁不同貨架期（4 ℃ 2個(gè)月，38 ℃ 1個(gè)月以及38 ℃ 2個(gè)月）監(jiān)控中的應(yīng)用，電子舌的主成分分析表明3款不同貨架期果汁能很好地落在各自范圍且會(huì)不干擾，且各區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)離散度小，不同產(chǎn)品之前無(wú)重合，可見(jiàn)電子舌能很好地區(qū)分不用貨架期的果汁。
03 電子鼻和電子舌聯(lián)用在水果檢測(cè)中的應(yīng)用
當(dāng)前，關(guān)于電子鼻和電子舌的研究大多數(shù)主要集中于電子鼻或電子舌的單獨(dú)使用對(duì)樣品進(jìn)行的單一檢測(cè)，這樣獲取的信息雖然能實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的簡(jiǎn)單區(qū)分、鑒別和分類；但大多情況下單一檢測(cè)數(shù)據(jù)難以全面反映樣品的信息，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)用，這是因?yàn)楦鞣N各樣的食品兼有味覺(jué)和嗅覺(jué)的特征，需要綜合氣味、滋味、色澤、組織狀態(tài)等信息做出全面衡量，僅采用電子鼻從氣味或電子舌從滋味單一角度進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)往往難以獲得令人滿意的結(jié)果。鑒此情況，電子鼻和電子舌數(shù)據(jù)的聯(lián)用，即氣味和滋味響應(yīng)信息的融合就顯得尤為重要。
采用電子鼻和電子舌對(duì)不同成熟度的草莓鮮榨汁進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明，電子鼻和電子舌傳感器響應(yīng)信號(hào)融合后能夠很好地預(yù)測(cè)不同成熟度草莓鮮榨汁的可溶性固形物、VC、總酸含量及pH，其預(yù)測(cè)能力好于單一的電子鼻或電子舌，其中電子舌不能很好預(yù)測(cè)總酸含量，其校正決定系數(shù)和預(yù)測(cè)決定系數(shù)分別上升為0.965和0.908。分別采用電子鼻、電子舌和氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)不同采摘期的柑橘進(jìn)行檢測(cè)，分析發(fā)現(xiàn)電子鼻和電子舌的傳感器信號(hào)與被檢測(cè)對(duì)象的理化參數(shù)、揮發(fā)性成分之間存在交叉敏感性，且預(yù)測(cè)模型呈現(xiàn)多元化。
參考文獻(xiàn)：任二芳,牛德寶,溫立香,劉功德,謝朝敏,程三紅.電子鼻和電子舌在水果檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].食品工業(yè),2019,40(10):261-264.
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