感官智能分析系统

线上课堂丨食品药品智能感官分析综合解决方案随着人们生活水平和消费认识的提高，消费者在关注食品、药品安全的同时，更关注产品的食用体验，故而建立可靠、科学、稳定的感官评价方法显得尤为重要。感官评价的核心主要是味觉分析、嗅觉分析和物性分析，传统的感官评价主要是通过人进行感官评定，而此方法通常会受到评价员的经验、心情及身体状况等环境因素的影响，难以获得客观、一致的品评结果，为提高感官评价的客观性，减少人为差异，近年来智能设备电子舌、电子鼻、辣度仪和质构仪越来越多的应用到了食品的感官评价之中。课程详情电子舌技术采用同人的舌头味觉细胞工作原理相类似的人工脂质膜传感器技术，实现客观数字化的评价食品药品的各项味觉指标；辣度仪采用革命性的辣味传感器技术，快速检测辣味食品的辣度值；电子鼻技术则是对样品挥发的气味进行定性判断和定量预测；物性分析俗称质构仪则是分析食品在口腔中咀嚼时的感官，核心是分析食品在咀嚼时的力量、形变和时间的变化关系。目前智能感官设备越来越多的应用到了食品药品的感官评价当中并取得了良好的效果，在此以常见的食品和药品等为例介绍智能感官设备在感官综合解决方案中的应用。讲师简介李轩：硕士研究生，毕业于河北农业大学自2015年加入北京盈盛恒泰科技有限责任公司技术部后主要负责智能感官设备（电子舌、辣度仪、电子鼻和质构仪）在食品、药品、农产品等中应用的方法开发和应用支持，经过多年的实践经历在智能感官设备应用方面积累了大量工作经验。联系方式单位名称：北京盈盛恒泰科技有限责任公司扫码听课

前言 与赵镭博士初识在中国标准化研究院与法国阿尔法莫斯公司合作签约仪式上，彼时正值中国标准化研究院食品感官分析实验室筹建之时，时隔2年之后，笔者来到位于北京昌平科技园的中国标准化研究院昌平实验基地，此时一个功能齐备，设施完全的食品感官分析实验室呈现在眼前。 中国标准化研究院食品感官分析实验室 赵镭博士 笔者与赵博士相坐在宽敞明亮的评价员状态调整室里，一边品茗，一边聊起了基于该实验室平台之上的相关的食品感官分析“十一五”课题的研究情况以及我国食品感官分析的过去、现在和未来等。 谈话源起于电视剧《大宅门》的一个片段：京城百草堂的两位老先生涂二爷、许先生带着七爷白景琦去安国置办药材，在人声鼎沸的药材市场上，二位老先生通过观察草药的品相和闻其气味就能判断药材的产地和质量的好坏。…… “以人为本”的感官分析技术 “这应该就是大家普遍认识的，也是最为传统的感官评价活动。”赵镭博士说到，“这种看一看、闻一闻、尝一尝经验型地评价是感官分析技术发展的初期阶段。而实际上，为了保证感官分析结果的可靠性、有效性，避免环境因素和人的生理因素、心理因素等对感官分析的影响，客观地评价人对食品的反应和食品固有的质量特性，感官分析技术在发展过程中融合了许多学科的知识与技术。简单来说，食品感官分析就是将人的感觉器官作为“仪器”，结合心理学、生理学和统计学等学科，对食品进行定性和定量的检测与分析。一方面测知食品的色、香、味、形等感官质量特性，另一方面也能获知产品所能引起的人的反应（接受、偏爱）。” 当介绍到食品感官分析实验流程时，赵镭博士用仪器分析的实验流程做了一个类比。食品感官分析实验流程大体上也是：方法设计——样品前处理——“仪器调试”——测量——分析——结果解释与结论，具体到每个步骤做法就有所不同了。如方法设计里包括了评价方法的设计、评价人员的选用、评价程序的建立和评价环境的控制；而样品前处理既包括评价样品的制备也包括对送检样品进行去除包装、分装、分形等无损处理，保证提供给评价员的样品是一个双盲样品，以保证评价的客观性；“仪器”这里就是指具体的人了，通常我们做仪器分析实验需要调试基线平稳等，对于感官分析的主体——人也需要一个调试，如心理、生理调试等；之后测量就是采集评价员的视觉、嗅觉、味觉、触觉和听觉等感官知觉以及联觉对产品的反应；分析就是采用适合的统计学方法对采集的数据进行统计分析；最后就是结果解释与结论了，这与仪器分析一样对采用的方法、实验的局限性和可靠性等进行合理的解释与判断。 食品感官分析技术是一个以人为中心的分析技术，在这个过程中人的作用是巨大的，而人又是主观的、易受外界环境以及自身的生理和心理影响，因此会在一定程度上造成对产品评价的主观性和评价结果的变异性。此外，人也无法一次进行大量的检测和对有害物质的检测。针对这些问题，现代感官分析技术也就应运而生。 仪器分析、智能感官技术为感官分析“锦上添花” 现代感官分析技术将传统感官分析的内涵扩大，不仅仅依赖于人进行感官评价，而是把分析仪器和智能感官仪器也作为工具，辅助感官评价，使得感官分析更具确定性和精确性。赵镭博士介绍说，目前这也是我们课题研究的重点之一。具体来说，一方面就是以感官分析与理化分析的相关性研究为核心，将感官分析技术与现代仪器分析技术相结合，多技术融合进行产品品质特征的评价与控制，为规模化和自动化工业生产提供产品感官品质精确评价与控制的技术与方法。 我们知道食品的感官特性一般可归于色、香、味、形几个方面。于是，研究者们就将分析仪器测定的不同指标与这些感官特性之间的关联性做了大量的研究。研究表明，对于食品的色泽可以应用色差计来进行测定；而对于香气则可应用气相色谱—质谱联用技术来测定食品中的挥发性成分；对于味觉的研究则应用高效液相色谱仪对甜味、酸味、苦味、辣味物质进行测定；对于形方面，则使用流变仪、质构仪对食品的流变学特性、拉伸、硬度、脆度等物理特性进行测定。 另一方面就是以模拟人的嗅觉和味觉的电子鼻、电子舌等智能感官分析仪器为手段，来研究食品的香、味。用气敏和味敏的传感器阵列模拟人的嗅觉和味觉细胞采集气味物质和滋味物质的传感器信号，再用类似人中枢神经的模式识别系统对传感器信号进行判断识别，得出类似人的嗅觉和味觉感知的结论。 传统食品感官分析日渐成熟 现代食品感官分析尚待发展 当问及我国食品感官分析的现状时，赵镭博士介绍说：我国在传统的以人为核心的感官分析技术研究正日渐成熟，特别是在茶叶、白酒等嗜好性产品方面；而在分析仪器及智能感官仪器为载体的现代食品感官分析方面属于起步发展阶段。 目前我国颁布的产品类专用感官分析标准只有15项，其中国标5项、行标8项，产品种类涉及酒类1项烟草类2项、茶叶类7项、调味料类1项、饮料／饮用水类2项、其他类2项。标准的类型主要涉及某类产品感官评价术语标准、感官品质要求标准、感官评价方法标准和感官评价环境标准。至于分析仪器及智能感官仪器介入的食品感官分析方法标准在国内外至今还是空白。随着我国食品工业的快速发展，对感官分析技术的需求日益增长，对感官分析标准的需求也不断增加，而且传统的食品感官评价也需要向科学分析型转变。 2006年国家加大了对感官分析标准技术研究的投入，我们申请并承担了国家“十一五”科技支撑计划《关键技术推进工程》项目《重要基础性技术标准研制》的子课题《食品感官分析技术与重要标准研制》。课题主要针对解决食品感官分析领域的两大重点与难点问题，即“传统感官评价的规范化”，提高依赖于人的传统感官评价的可比性和可靠性；以及“传统感官评价的现代化”，将人的感官评价与现代仪器分析、智能技术相结合，解决感官评价的不确定性和不精确性。我们研究的重点在：1、嗜好性食品：茶叶、酒；2、工业化食品：果汁、乳品、方便食品。 截止目前我们已经完成了《感官分析 建立感官分析实验室一般导则》、《感官分析 采用三点选配法（3-AFC）测定气味、风味和味觉觉察阈值的一般导则》和《感官分析 方便面感官评价》等6项国家标准的研制，其中4项已颁布，2项今年即将颁布。 赵镭博士表示，虽然目前还没有感官标准涉及分析仪器和智能感官仪器，但是在我们研究课题中已经把这两种技术手段加入到感官分析标准的体系中，相信不久的将来，我国的感官标准就能呈现基础感官分析标准、仪器辅助及智能感官分析标准相结合的面貌。 食品安全监测 感官分析也显威力 近几年来我国频发食品安全事件，但都是以仪器分析作为检测手段，那么食品感官分析在这方面是否可以发挥作用呢？当笔者问及此问题时，赵镭博士说：“感官分析可应用于食品的质量评价、偏好评价和安全评价，前二者应用于产品质量稳定性评估和品质控制等质量管理及新产品开发、产品配方重组和改进、消费者调查和产品定位等产品的研发与营销；而安全评价则可解决一般理化分析所不能解决的人的复杂的生理感受和综合判断问题。当然，更多时候感官分析在食品安全监测中起到的是一个快速筛查的作用，通过感官分析可以初步判定其有问题，但是具体是什么物质引起的问题，还是要通过仪器分析来确定。” 在我国质监部门和卫生部门的监督检查以及企业内部的质控过程中，产品感官指标的检验通常是例行的检查项目。感官鉴别不仅可以直接发现食品感官性状在宏观上出现的异常现象，而且当食品感官性状发生微观变化时也能很敏锐地觉察到。例如，食品中混有杂质、异物，发生霉变、沉淀等不良反应时，质量监督人员和消费者能够直观地鉴别出来并作出相应的决策和处理，而不需要再进行其他的检验分析。尤其重要的是，当食品的感官性状只发生微小变化，甚至这种变化轻微到仪器都难以准确发现时，通过人的感觉器官都能给予应有的鉴别。 后记 随着社会经济的发展，人们将从关注食品安全到关注食品的感官品质，人们不仅要求吃的安全，更要求吃得可口，这就为食品感官分析技术提供了一个很好的发展契机。作为国家的公益机构中国标准化研究院适时建立食品感官分析实验室，致力于传统食品感官分析技术的推广与规范化、科学化工作以及现代食品感官分析的食品感官评价与仪器数据相关性研究工作，将使这项在中国有悠久历史的感官品评技术焕发出新的光芒。 采访编辑：杨娟 附录：赵镭博士简介 赵镭，副研究员，博士。1990年6月毕业于四川大学化学系，获理学学士学位。1990年至1993年，在西北农林科技大学生命科学学院执教。1995年至2001年，任北京三鸣生物工程有限公司新产品开发部经理。1997年9月至2000年12月及2001年9月至2004年6月，在中国农业大学食品科学与营养工程学院农产品加工及贮藏工程专业学习，获工学硕士和博士学位。2004年9月至2006年8月从事中国农业大学、浙江雨田集团联合培养博士后研究工作。2006年8月至今，就职于国家质检总局中国标准化研究院，负责食品感官分析标准化领域工作。 在食品领域具有最高和较高影响力的国外知名SCI原投刊物和国内学报及核心期刊上发表文章30余篇，其中SCI原投科技论文6篇；编撰书籍5部；开发成功了获中华人民共和国卫生部批准的保健食品2个；主持或主要参与国家十一五课题、省部级项目和博士后基金项目等10余项，获得鉴定成果1项，成果水平达到国际先进；负责起草或参与起草了《感官分析 方法学 排序法》、《感官分析 方法学 采用三点选配法(3-AFC)测定嗅觉、味觉和风味觉察阈值的一般导则》和《感官分析 建立感官分析实验室的一般导则》等感官分析国家标准10项。

2009年12月30日，中国标准化研究院科研计划部对食品所承担的《食品感官分析技术及重要标准研制》任务进行了验收。北京工商大学副校长孙宝国院士、国家食品质量监督检验中心主任宋全厚高工等八位专家出席了会议，会中各位专家达成一致意见，任务顺利通过验收。 　　《食品感官分析技术及重要标准研制》是科技部2006年下达的国家科技支撑计划重大项目《关键技术推进工程》课题《重要基础性技术标准研制》中的任务6(项目编号：2006BAK04A05)。该任务针对“传统感官评价的规范化—提高感官评价的可比性和可靠性”和“传统感官评价的精确化—增加感官评价的客观性和精确性”两个核心目标，采用产学研结合的方式与中国农业大学、上海大学、以及今麦郎食品有限公司、法国阿尔法莫斯公司等建立了科研合作关系，共同开展课题研究。形成了在国内龙头企业试点示范，针对实际生产需求进行研究并实地应用验证，并邀请国外知名企业参与，进行标准数据采集与分析的良好模式。 　　本任务主要研究内容包括：食品感官分析共性及关键技术基础研究、食品感官分析重要通用技术标准及应用指南研究与制定和我国传统特色及大宗食品感官分析技术研究与标准制定三大部分。 　　主要取得了4个方面的研究成果：第一、构建了食品感官品评价的指标体系。该体系建立了感官品质指标识别技术、确立了食品感官品质指标体系建立的原则与方法、构建了典型特色食品(茶叶、白酒)和大宗工业食品(方便面)的感官品质指标体系、建立了以感官指标为核心的品质指标基础数据库。第二、开发了食品感官品质评价智能算法及信息系统，探索实现我国特色及各大类食品品质指纹数据管理、质量预测和真伪辨别的智能化 第三、研制了6项重要感官分析技术标准(包括4项通用基础标准和2项产品专用标准)与1部感官分析技术标准应用指南，以规范感官评价过程要素及具体产品的感官评价方法，并指导技术标准的应用。第四、成功开展了感官分析国际标准化活动，培养了感官分析领域专业和技术人才。 　　该任务的圆满完成标志着中国标准化研究院开展的关键技术推进工程重大项目在感官分析技术领域取得了重要进展。