空气传感器矩阵电子鼻可以检测牛肉新鲜度 - 仪表技术与传感器杂志社投稿

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空气传感器矩阵电子鼻可以检测牛肉新鲜度

作者:

关键词:

摘要：

一种检测牛肉新鲜度的空气传感器矩阵电子鼻

Zhe Zhang1，Jin Tong1，Dong-hui Chen1，Yu-bin Lan2

1.地面机械仿生工程重点实验室（中国教育部），吉林大学，长春大学，P.R 中国

航空应用技术，USDA-ARS-SP ARC-APMRU，学院站，TX , USA

摘要：中国是世界最大的肉类生产国。对食品安全的关注已经转移到肉的质量。对肉品质和类型的常规试验方法的应用受到诸多因素的限制，如更长的时间来准备样品和测试。一个传感器矩阵的几个单独的空气传感器构建和测试，直接进行检测牛肉新鲜度。结果表明，空气传感器：TGS2600，TGS2611，TGS2620和TGS2602由天津费加罗电子有限公司提供的，可以用来确定牛肉新鲜程度的，但tgs2442确定牛肉新鲜度是不合适的。本研究为使经济的牛肉新鲜度检测和实用的设计提供了基础。

关键词气敏传感器阵列牛肉新鲜度电子鼻

1引言

中国是一个最大的肉类生产的国家。2003年中国肉类总产量100百万吨，占世界生产总量3亿吨[1]的三分之一。肉的化学成分很复杂。其中大约有10%-30%脂肪，10%-20%的蛋白质和1%-5%葡萄糖[2]。肉的腐败速度很快因为微生物可以轻松的繁殖。自从1990年代已经发生了许多食品安全的重大事故。例如：2001年初在法国肉类食品被Lis-teria感染,和在2006年贝类出口到欧洲，美国和加拿大来自亚洲的产品中被检测出氯霉素[3]。在发达国家每年平均都有多达8100万人食物中毒。因此, 食品安全问题在世界范围内的受到了极大的关注。

根据目前的质量标准的牛肉,羊肉和兔肉,有两种方法来评估质量的牛肉：感官评价和化学检测。感官评价是一个主观的方法，其结果取决于商家的销售技巧，但结果经常是有误的。还有更多的化学方法检测肉品的质量。例如挥发性盐基氮(TVBN)、PH、Triphenyltetra-zolium chloride (TTC)和测试纸。但是有很多缺点如步骤繁琐、时间长、成本高，而且没有特别精确的检测方法[5]。气味测量是肉质量评价的化学方法之一。气味检测时，在鼻子的嗅觉细胞会被刺激性气体刺激。气相色谱法测定常用于测量气体含量，它可以用于测量许多化学化合物并与标准的化学品进行比较。因此，客观，经济，高效的方法是需要评估的肉质。

食物的气味是许多化学物质的组成的。气味使食物有一些独特的品质和特点。可靠的检测和确定最佳风味和口味的食品在食品发展行业中是至关重要的。一般来说，虽然使用了一些分析技术，但很难将其与感官信息关联起来。

电子鼻技术已被作为一种新的物理方法测量气味。电子鼻是由北大西洋条约Organi-zation（北约）于1989年对传感器信号的处理国际会议中定义的。电子鼻检测方法与其他基本的测量方法从客观，可重复使用，精度，成本上相比，结果发现，电子鼻是简单，快速，而且能实时测量。电子鼻的结构是类似的人的嗅觉，从分析，识别和鉴定气味的差异，以更高的精度的来分析。电子鼻技术是基于吸收和吸附的挥发性化学物质上的传感器组成的电子矩阵。当他们接触到不同气味和味道的气体，传感器会产生电阻值变化[7]。电子鼻技术是专门用于被长时间存放的食品快速的气体测量方法可以免除人体直接闻到有毒气体的风险。目前电子鼻主要用于对储量质量的分类、分析废水的处理、监测焙烧过程、检测和诊断肺部感染（例如，墙内铜）和通过呼气测试，测试新鲜的鱼和水果，控制奶酪、香肠、啤酒、面包的制做，检测肉类和蔬菜中的细菌生成。

电子鼻也被用来衡量牛肉新鲜度. Teng et al[13] 利用气敏传感器矩阵来测量德国产的牛肉的新鲜度，

它利用气敏传感器矩阵的德国产的牛肉的新鲜度，其中的传感器的数量和类型是固定的。Blixt and Borch使用了一个含有10个感官矩阵的金属氧化物组成的半导体场效应管，4个Tagushi型传感器和一个二氧化碳敏感传感器组成的电子鼻来检测的真空包装牛肉的变质。虽然至少使用了6个传感器，但是这些传感器不能构建成一个阵列。

有各种各样的商业电子鼻。集成型传感器的矩阵是用在其中的大部分，这表明一个电子鼻设计用于特定的目的。本研究的目的是使用气体传感器来构造一个传感器矩阵，用于确定牛的新鲜度。

2 实验

2.1 测头的结构和工作原理

2.1.1 工作原理电子鼻的设计包括化学传感器矩阵的设计，例如，气体传感器的设计和开发一个模式识别算法。传感器矩阵从一个样本中提取气体，并作为一组测量值；然后对已知的材料测量的数据进行对比。气体传感器对许多不同的物质有非常广泛的选择性。事实上，这些在大多数应用中都是缺点，但是在电子鼻中是优点。在矩阵中的每个传感器都会对特定的化学物质产生不同的反应[5]。图1显示我们研制的电子鼻系统的结构图。几个传感器有规律的排列在一起，构成一个传感器矩阵。传感器组成的矩阵检测到气味，然后生成电信号。然后信号经过滤波和放大再由调整电路板（ACB）和A/D转换成数字信号，然后计算机进行分析。

文章来源：《仪表技术与传感器》网址: http://www.ybjsycgqbjb.cn/zonghexinwen/2021/1228/862.html