翘起鼻子:电子鼻实时检测肉类变质，准确率高达98.5%

2020年11月11日-利用一个模仿哺乳动物鼻子的人工嗅觉系统，现在可以实时评估肉类的新鲜度，从而评估其安全食用。

新加坡南洋理工大学的一项研究表明，这项技术可以比最佳食用日期更快、更准确地确认肉类是否适合食用，从而有助于减少食物浪费。

“我们的技术为实时监测食品安全提供了可能，这在肉类新鲜度监测场景中得到了验证，”该研究的联合第一作者陈晓东教授说FoodIngredientsFirst．

识别变质肉类
电子鼻由两部分组成:随着腐烂的肉释放气体而随时间改变颜色的条形码，以及由人工智能(AI)驱动的智能手机应用程序形式的条形码阅读器。

当对商业包装的鸡肉、鱼肉和牛肉样本进行测试时，研究小组发现人工智能算法预测肉类新鲜度的准确率为98.5%。

点击放大陈晓东教授(左)领导的国际团队发明了电子鼻(来源:南洋理工大学新加坡分校)．电子鼻在识别变质肉类方面的准确率为100%，在“嗅出”新鲜和不太新鲜的肉类方面的准确率为96%至99%。

“当涉及到肉类新鲜度监测时，食品行业的黄金标准方法是康威法，该方法基于总挥发性碱性氮，”陈说。

“尽管康威法的准确度很高，但它既耗时又具有破坏性，包括研磨肉、预处理肉和滴定都需要几个小时。”

面对这些瓶颈，该团队受到启发，开发了“深度条形码技术”，该技术依赖于在变色条形码上形成的“气味指纹”。

深度卷积神经网络(DCNN)可以准确识别气味指纹，并将产品分为新鲜、不新鲜或变质。

“这种方法快速(不到30秒就能得到结果)，非破坏性(基于肉类释放的气体)，实时，使其完全兼容食品供应链，”陈解释说。

产品可行性
除了共同撰写这项研究，Chen还是新加坡南洋理工大学材料科学与工程的校长讲座教授，该团队与国际合作者一起开发了电子鼻。

他解释说，电子鼻与其他同时代的腐败检测设备相比有一些明显的优势。点击放大电子鼻使用无毒、可生物降解的条形码来检测腐烂肉类释放的气体的变化(来源:南洋理工大学新加坡分校)．

“我们的概念验证人工嗅觉系统在现实场景中进行了测试，可以很容易地集成到包装材料中，并在短时间内产生结果，而不需要最近开发的一些电子鼻中用于电信号收集的笨重线路。”

陈说，这种条形码也是可生物降解的、无毒的，这意味着它们可以安全地应用于食品供应链的各个环节，以确保食品的新鲜度。

模仿大自然的鼻子
电子鼻技术是基于与哺乳动物鼻子工作原理相似的模型开发的。

当腐烂的肉产生的气体与哺乳动物鼻子里的感受器结合时，信号就会产生并传输到大脑。

然后，大脑收集这些反应并将它们组织成模式，使哺乳动物能够识别肉老化和腐烂时存在的气味。

在电子鼻中，条形码中的20个格就像受体一样。每条巧克力棒都是由壳聚糖(一种天然糖)制成，嵌入纤维素衍生物，并装载不同类型的染料。

这些染料与腐烂肉类释放的气体发生反应，并根据不同类型和浓度的气体改变颜色，形成独特的颜色组合，作为气味指纹。

例如，条形码中的第一个条包含弱酸性的黄色染料。当接触到腐烂肉类产生的含氮化合物(称为生物胺)时，这种黄色染料就会与这些化合物发生反应，变成蓝色。

随着肉的进一步腐烂，颜色强度随着生物胺浓度的增加而变化。

电子鼻经过训练，可以从大量的条形码颜色库中提取颜色，并从这些颜色变化中检测和提取意义。

深远的应用程序
Chen进一步指出，这种检测食品安全的方法可以使许多不同的利益相关者受益。

他建议说:“这可以帮助食品供应商根据食物必威彩票平台ty22点tv的新鲜程度将食物分为不同的类别，并通过销售策略(即先销售不太新鲜但可食用的食物)减少食物浪费。”

他补充说:“该技术还可以为客户提供一个透明的自助食品监控系统，从而建立他们对该行业食品安全的信心。”

这种实时监测食物新鲜度的方法已经申请了专利。该团队目前正在与一家新加坡农业综合企业合作，将这一概念推广到其他类型的易腐品。

电子鼻描述在最近发表的论文在科学杂志上先进材料．除了南洋理工大学新加坡分校的科学家团队，来自中国江南大学和澳大利亚莫纳什大学的科学家也参与了该项目的合作。

作者:Missy Green

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