人工味觉技术在饮料产品质量检测中的应用

人工味觉技术在饮料产品质量检测中的应用

人工味觉技术是将仿生学、传感器技术和计算机技术集合而成的仿生传感器，具有模拟人体味觉器官的作用，能够对物质进行科学有效的识别。与传统检测方法不同的是，人工味觉技术分析出的不是食品样品中某种或某几种成分的结果，而是被检测样品的整体味觉信息。其次被检测的样品，不用经过预处理，就可以直接通过人工味觉进行检验，对于减少检测环节、简化检测分析步骤具有重要的意义。第三与感官评价专家组相比，人工味觉技术更加客观，分析也更加精确。

检测样品的选取 为测定饮料产品的生产质量，本文在检测中选取了市面上较常见的统一鲜橙多橙汁饮料样品共9个不同生产批次的样品，分别编码TY1-TY9。每个批次的样品中各分为3个重复子样本作为待检测样品。每个子样本采用人工味觉技术（电子舌）重复检测3次，然后取其平均值。共计27个样本。

检测方法与统计 电子舌测量方法。采用人工味觉技术对样品质量进行检测，包括采集样品、数据收集和数据处理三个过程。样品的选取和采集在前文中已经论述，检测中每个样品的测量时间约为2min，之后1min对传感器进行清洗，以防止上一个样品的残留进入下一个样品的测试，进而确保检测结果的准确性和可重复性。因此，一个完整的测量过程仅需要3min，极大的提高了检测的效率。需要注意的每次检测后的清理，都要用超纯水传感器清洗液，待所有检测完成后，要对传感器进行清洗，以提高检测设备的使用寿命。最后测试环境，环境温度为25°C±2°C；相对湿度50%。由于使用自动进样器连续采样，因此设定采样时间120s/次，最后清洗时间为360s。

传感器响应信号的统计。橙汁中的成本，主要包括各种还原糖（果糖和葡萄糖）和非还原糖（蔑糖），它们都属于可溶性糖。还包括不可溶性的果胶、纤维素等。酸类主要有柠檬酸及少量的苹果酸。维生素主要有维生素C和P-胡萝卜素。氨基酸、多酸和水等。其中与产品口感直接相关的是各种糖和酸，口味则与糖、酸的种类、含量。一般情况下，不同的糖酸比决定了橙汁的风味。

图1 不同批次橙汁主成分分析（1-9为批次）

橙汁批次质量稳定性检测 主成分分析。本文对橙汁产品质量稳定性的检测，主要是通过对样品中主要的成分进行测定，进而分析不同批次间产品质量的差异。通过对样品7个传感器响应信号的前两个主成分进行统计，绘制图表如图1。从图中可以看出，不同批次的样品相互混淆。并没有显示出聚类趋势，说明样品之间具有很大的相似性，不同批次产品之间的质量是稳定的。

产品质量控制。质量控制是为保证橙汁检测结果的精度在以知的概率之内，以检测结果为纵坐标，检测次序为横坐标，检测结果均值为中心线，CL表示中心线、UCL表示上控制界限线、LCL表示下控制界限线。然后将未知样品的分析结果“点”到质控图中，如果“点”未出上下界限说明分析条件正常，将橙汁样本检测结果分为9组进行绘制，如下图2所示。图的上半部分是均值质控图，下半部分是值质控图。可见9个橙汁批次的样本均在控制线以内，说明橙汁产品质量在不同批次之间是稳定的。

图2 不同批次橙汁质量控制图

采用人工味觉检测技术，结合产品质量控制图可以更高效的对橙汁饮料批次的质量稳定性进行检查，而且质控图能够直接反映出不同批次产品的质量是否一致。人工味觉技术在饮料食品的检验中，具有操作简单，高效无污染的特点。但是需要注意的是，虽然结合生物模拟器，人工味觉技术获得很大的进步。但是在当前的研究水平下，人工味觉技术仍然无法取代人类的味觉,尤其是在检测信号的转换、电化学感觉等方面。需要我们食品检验人员，不断的创新检验技术，才能不断提高人工味觉技术的适用性。

□济宁市食品药品检验检测中心 吕峰