目前農(nóng)副產(chǎn)品及食品行業(yè)常用的檢測(cè)方法主要有感官評(píng)價(jià)和儀器分析方法，感官評(píng)價(jià)存在著明顯的缺陷，人的嗅覺(jué)容易受到生理、心理、經(jīng)驗(yàn)、環(huán)境等外界主客觀(guān)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(yīng)用，但對(duì)樣品前處理要求高，檢測(cè)過(guò)程漫長(zhǎng)，耗材昂貴。這兩種檢測(cè)方法難以滿(mǎn)足食品工業(yè)化發(fā)展的客觀(guān)、便捷、無(wú)損的要求。
01 電子鼻的產(chǎn)生
電子鼻是模仿生物嗅覺(jué)功能的一種電子系統(tǒng)，主要用來(lái)分析、識(shí)別和檢測(cè)復(fù)雜氣味和大多數(shù)揮發(fā)性化學(xué)成分。電子鼻作為一種新興智能感官儀器，是通過(guò)模擬人類(lèi)嗅覺(jué)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)對(duì)象的品質(zhì)評(píng)價(jià)，主要通過(guò)氣味指紋信息對(duì)氣體或揮發(fā)性成分做定性或定量的檢測(cè)，在糧油、酒茶類(lèi)、果蔬類(lèi)和肉乳類(lèi)等方面均有諸多報(bào)道，顯示出很好的應(yīng)用前景。
02 電子鼻技術(shù)發(fā)展歷史
人類(lèi)對(duì)化學(xué)傳感器的探索已有久遠(yuǎn)的歷史，最早可追溯到19世紀(jì)末，第一個(gè)“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(yīng)研制的。
1965年Buck等利用金屬和半導(dǎo)體電導(dǎo)的變化對(duì)氣體進(jìn)行了測(cè)量，Dravieks等則利用接觸電勢(shì)的變化實(shí)現(xiàn)了氣體的測(cè)量。然而，電子鼻的概念直到1982年由英國(guó)Warwick大學(xué)的Persuad和Dodd模仿哺乳動(dòng)物嗅覺(jué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和機(jī)理，對(duì)幾種有機(jī)揮發(fā)氣體進(jìn)行類(lèi)別分析時(shí)提出來(lái)的。隨后的5年電子鼻研究并沒(méi)有引起國(guó)際上學(xué)術(shù)界的廣泛重視。
1987年，在英國(guó)Warwick大學(xué)召開(kāi)的第八屆歐洲化學(xué)傳感研究組織年會(huì)則是電子鼻研究的轉(zhuǎn)機(jī)，在本次會(huì)議上，以Gardner為首的Warwick大學(xué)氣敏傳感研究小組發(fā)表了傳感器在氣體測(cè)量方面應(yīng)用的論文，重點(diǎn)提出了模式識(shí)別的概念，引起了學(xué)術(shù)界廣泛的興趣。
1989年在北大西洋公約組織（North Atlantic Treaty Organization，簡(jiǎn)稱(chēng)NATO）的一次關(guān)于化學(xué)傳感器信息處理會(huì)議上對(duì)電子鼻做了如下定義：電子鼻是由多個(gè)性能彼此重疊的氣敏傳感器和適當(dāng)?shù)哪Ｊ椒诸?lèi)方法組成的具有識(shí)別單一和復(fù)雜氣味能力的裝置。
隨后于1990年舉行了第一屆電子鼻國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議。
1994年Gardner發(fā)表了關(guān)于電子鼻的綜述性文章，正式提出了電子鼻的概念，標(biāo)志著電子鼻技術(shù)進(jìn)入到成熟發(fā)展階段。
1994年以來(lái)歷經(jīng)二十余年的發(fā)展，電子鼻的研究取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。目前對(duì)于電子鼻的研究主要集中在傳感器及電子鼻硬件的設(shè)計(jì)、模式識(shí)別及其理論、電子鼻在食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、生物領(lǐng)域的應(yīng)用、電子鼻與生物系統(tǒng)的關(guān)系等方面。其中傳感器及電子鼻硬件的設(shè)計(jì)和電子鼻在食品及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是電子鼻研究中的熱點(diǎn)。
03 電子鼻的概念及工作原理
Gardner給電子鼻下的定義是：電子鼻是由一種有選擇性的電化學(xué)傳感器陣列和適當(dāng)?shù)淖R(shí)別裝置組成的儀器，能識(shí)別簡(jiǎn)單和復(fù)雜的氣味。
電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號(hào)預(yù)處理和模式識(shí)別三部分組成。某種氣味呈現(xiàn)在一種活性材料的傳感器面前，傳感器將化學(xué)輸入轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由多個(gè)傳感器對(duì)一種氣味的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對(duì)該氣味的響應(yīng)譜。顯然，氣味中的各種化學(xué)成分均會(huì)與敏感材料發(fā)生作用，所以這種響應(yīng)譜為該氣味的廣譜響應(yīng)譜。電子鼻正是利用各個(gè)氣敏器件對(duì)復(fù)雜成分氣體都有響應(yīng)卻又互不相同這一特點(diǎn)，借助數(shù)據(jù)處理方法對(duì)多種氣味進(jìn)行識(shí)別，從而對(duì)氣味質(zhì)量進(jìn)行分析與評(píng)定。
電子鼻的工作可簡(jiǎn)單歸納為傳感器陣列——信號(hào)預(yù)處理——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法——計(jì)算機(jī)識(shí)別（氣體定性定量分析）。從功能上講，氣體傳感器陣列相當(dāng)于生物嗅覺(jué)系統(tǒng)中的大量嗅覺(jué)感受器細(xì)胞，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)識(shí)別相當(dāng)于生物的大腦，其余部分則相當(dāng)于嗅神經(jīng)信號(hào)傳遞系統(tǒng)。
04 電子鼻的實(shí)際應(yīng)用
電子鼻——嗅覺(jué)測(cè)試，可應(yīng)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(cè)、農(nóng)殘、醫(yī)療診斷等等。
文章來(lái)源：整理自電子鼻的發(fā)展與應(yīng)用綜述[A]. 漆明星,孫明.中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)信息技術(shù)分會(huì)第十二屆學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C]. 2017，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。
提醒：文章用于學(xué)習(xí)和交流，僅供參考！如有不當(dāng)，歡迎留言指正和交流。且讀者不應(yīng)在在缺乏具體的專(zhuān)業(yè)建議的情況下，擅自根據(jù)文章內(nèi)容采取行動(dòng)，因此導(dǎo)致的損失，本運(yùn)營(yíng)方不負(fù)責(zé)。如文章涉及侵權(quán)或不愿我平臺(tái)發(fā)布，請(qǐng)聯(lián)系處理。
電子鼻是模仿生物嗅覺(jué)功能的一種電子系統(tǒng)，主要用來(lái)分析、識(shí)別和檢測(cè)復(fù)雜氣味和大多數(shù)揮發(fā)性化學(xué)成分。電子鼻作為一種新興智能感官儀器，是通過(guò)模擬人類(lèi)嗅覺(jué)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)對(duì)象的品質(zhì)評(píng)價(jià)，主要通過(guò)氣味指紋信息對(duì)氣體或揮發(fā)性成分做定性或定量的檢測(cè)，在糧油、酒茶類(lèi)、果蔬類(lèi)和肉乳類(lèi)等方面均有諸多報(bào)道，顯示出很好的應(yīng)用前景。
02 電子鼻技術(shù)發(fā)展歷史
人類(lèi)對(duì)化學(xué)傳感器的探索已有久遠(yuǎn)的歷史，最早可追溯到19世紀(jì)末，第一個(gè)“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(yīng)研制的。
1965年Buck等利用金屬和半導(dǎo)體電導(dǎo)的變化對(duì)氣體進(jìn)行了測(cè)量，Dravieks等則利用接觸電勢(shì)的變化實(shí)現(xiàn)了氣體的測(cè)量。然而，電子鼻的概念直到1982年由英國(guó)Warwick大學(xué)的Persuad和Dodd模仿哺乳動(dòng)物嗅覺(jué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和機(jī)理，對(duì)幾種有機(jī)揮發(fā)氣體進(jìn)行類(lèi)別分析時(shí)提出來(lái)的。隨后的5年電子鼻研究并沒(méi)有引起國(guó)際上學(xué)術(shù)界的廣泛重視。
1987年，在英國(guó)Warwick大學(xué)召開(kāi)的第八屆歐洲化學(xué)傳感研究組織年會(huì)則是電子鼻研究的轉(zhuǎn)機(jī)，在本次會(huì)議上，以Gardner為首的Warwick大學(xué)氣敏傳感研究小組發(fā)表了傳感器在氣體測(cè)量方面應(yīng)用的論文，重點(diǎn)提出了模式識(shí)別的概念，引起了學(xué)術(shù)界廣泛的興趣。
1989年在北大西洋公約組織（North Atlantic Treaty Organization，簡(jiǎn)稱(chēng)NATO）的一次關(guān)于化學(xué)傳感器信息處理會(huì)議上對(duì)電子鼻做了如下定義：電子鼻是由多個(gè)性能彼此重疊的氣敏傳感器和適當(dāng)?shù)哪Ｊ椒诸?lèi)方法組成的具有識(shí)別單一和復(fù)雜氣味能力的裝置。
隨后于1990年舉行了第一屆電子鼻國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議。
1994年Gardner發(fā)表了關(guān)于電子鼻的綜述性文章，正式提出了電子鼻的概念，標(biāo)志著電子鼻技術(shù)進(jìn)入到成熟發(fā)展階段。
1994年以來(lái)歷經(jīng)二十余年的發(fā)展，電子鼻的研究取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。目前對(duì)于電子鼻的研究主要集中在傳感器及電子鼻硬件的設(shè)計(jì)、模式識(shí)別及其理論、電子鼻在食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、生物領(lǐng)域的應(yīng)用、電子鼻與生物系統(tǒng)的關(guān)系等方面。其中傳感器及電子鼻硬件的設(shè)計(jì)和電子鼻在食品及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是電子鼻研究中的熱點(diǎn)。
03 電子鼻的概念及工作原理
電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號(hào)預(yù)處理和模式識(shí)別三部分組成。某種氣味呈現(xiàn)在一種活性材料的傳感器面前，傳感器將化學(xué)輸入轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由多個(gè)傳感器對(duì)一種氣味的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對(duì)該氣味的響應(yīng)譜。顯然，氣味中的各種化學(xué)成分均會(huì)與敏感材料發(fā)生作用，所以這種響應(yīng)譜為該氣味的廣譜響應(yīng)譜。電子鼻正是利用各個(gè)氣敏器件對(duì)復(fù)雜成分氣體都有響應(yīng)卻又互不相同這一特點(diǎn)，借助數(shù)據(jù)處理方法對(duì)多種氣味進(jìn)行識(shí)別，從而對(duì)氣味質(zhì)量進(jìn)行分析與評(píng)定。
電子鼻的工作可簡(jiǎn)單歸納為傳感器陣列——信號(hào)預(yù)處理——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法——計(jì)算機(jī)識(shí)別（氣體定性定量分析）。從功能上講，氣體傳感器陣列相當(dāng)于生物嗅覺(jué)系統(tǒng)中的大量嗅覺(jué)感受器細(xì)胞，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)識(shí)別相當(dāng)于生物的大腦，其余部分則相當(dāng)于嗅神經(jīng)信號(hào)傳遞系統(tǒng)。
04 電子鼻的實(shí)際應(yīng)用
電子鼻——嗅覺(jué)測(cè)試，可應(yīng)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(cè)、農(nóng)殘、醫(yī)療診斷等等。
文章來(lái)源：整理自電子鼻的發(fā)展與應(yīng)用綜述[A]. 漆明星,孫明.中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)信息技術(shù)分會(huì)第十二屆學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C]. 2017，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。
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