電子舌是一種模仿生物感受味覺機制設計的現(xiàn)代化儀器,設計模型源于多傳感器和多組分化學分析方法,利用傳感器陣列檢測液體樣品,通過模式識別處理對樣品進行定量或定性分析。主要由3部分組成:傳感器陣列、信號采集模塊和模式識別模塊。
其中,傳感器陣列對液體做出響應并輸出信號,信號進行數(shù)據(jù)處理和模式識別后,得到反映樣品味覺特征的結(jié)果。這種技術與傳統(tǒng)分析化學方法相比,傳感器輸出的并非樣品成分的分析結(jié)果,而是一種與樣品某幾種特性相關的信號。這些信號經(jīng)過模式識別后,能夠得出樣品味覺的總體評價。
味覺是一個復雜的生物系統(tǒng),舌頭上被稱為“味蕾”的味覺感受器是產(chǎn)生味覺的主要組織。一個味蕾由多個味覺細胞構(gòu)成,一個味細胞有30-50mV的膜電位,在舌面上放一味覺物質(zhì),則味覺細胞會發(fā)生極化現(xiàn)象,被稱為感受器電位變化。
一旦產(chǎn)生電位變化,刺激信號就能夠從味細胞傳到味神經(jīng),由味神經(jīng)產(chǎn)生脈沖放電,不同的味道具有不同刺激,隨后,大腦會根據(jù)不同刺激強度味覺的感官特性。
硬件電路由信號激發(fā)單元、信號調(diào)理單元以及數(shù)據(jù)采集單元組成。信號激發(fā)單元負責產(chǎn)生檢測物質(zhì)體系所需的激勵信號;調(diào)理單元負責調(diào)整脈沖信號,加以組合,以滿足不同檢測物質(zhì)的需要;數(shù)據(jù)采集單元負責采集被檢物質(zhì)對于激勵信號的響應信號。
電子舌技術在食品領域的應用研究已非常廣泛,主要應用于食品溯源、食品新鮮度、食品品質(zhì)分級和食品生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)控等方面。國內(nèi)研發(fā)了一種設計了一種基于多頻率大幅脈沖作為激發(fā)掃描信號,以金、銀、鉑等金屬裸電極為工作電極的伏安型電子舌系統(tǒng),結(jié)合合適的數(shù)據(jù)分析方法可對葡萄酒、白酒、茶葉、肉類、牛乳等品質(zhì)區(qū)分以及食源性致病菌、農(nóng)藥的定性定量分析。