農產品品質與安全信息的嗅覺可視化檢測方法研究

《農產品品質與安全信息的嗅覺可視化檢測方法研究》是依託江蘇大學，由黃星奕擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：農產品品質與安全信息的嗅覺可視化檢測方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：黃星奕
• 依託單位：江蘇大學

項目摘要

為提高農產品、食品質量安全監控水平，突破傳統氣味檢測方法，擬開發精度更高、更可靠、更直觀的氣味檢測新方法-嗅覺可視化方法。利用卟啉類化合物與氣體反應前後顏色變化的特徵，將氣味信息變為圖像信息，變聞氣味為看氣味（圖像）,既形象又直觀；用計算機視覺將每種卟啉顏色變化用256個量級表達，所研發的感測器點陣中幾十種卟啉的組合將達到非常高的數量級,可大大提高檢測精度；通過解析卟啉與檢測物之間相互作用的過程，分析卟啉化合物內部特性對吸收光譜最大峰紅移的影響，揭示其反應機理。採用小波變換和獨立分量分析等方法對信息進行最佳化，提取最優特徵向量。通過不同非線性模型的比較尋找最佳模式分類方法，建立嗅覺信息可視化感測回響機理的非線性識別模型，力爭取得與生物現象相一致的結果。所開發的嗅覺可視化識別方法，其精度、可靠性和適應性將比傳統電子鼻提高一個量級。得到農產品、食品行業氣味檢測可視化系統的示範模型。

結題摘要

農產品質量安全是食品安全的基礎環節，直接關係到人民身體健康和生命安全，關係到農業發展和農民增收，關係到政府形象和社會穩定。為提高農產品、食品質量安全監控水平，本項目突破傳統氣味檢測方法，研究了精度更高、更可靠、更直觀的氣味檢測新方法—嗅覺可視化方法。通過對人的嗅覺感測機理的研究，探索嗅覺可視化感測機理。採用卟啉金屬配合物構建感測器陣列，根據感測器陣列與待測農產品的氣體分子反應前後的顏色變化特徵識別不同農產品、辨別農產品不同變質程度以進一步判別其食用安全性等。將氣味變化信息通過圖像信息呈現，變“聞”氣味為“看”氣味（圖像）,檢測結果既形象又直觀。通過對卟啉化合物基本性質的研究，進一步追蹤卟啉與檢測物之間的相互作用過程。採用理論方法針對金屬卟啉及其衍生物的分子結構最佳化及能量計算，針對金屬卟啉及其衍生物的吸收光譜進行理論研究，揭示了其反應機理，從理論上明晰了嗅覺信息可視化感測機理。通過不同非線性模型的比較尋找最佳模式分類方法，建立了可靠的非線性識別模型。參照理論計算結果，再針對GC-MS分析所得典型農產品特徵氣味信息，從幾百種卟啉類化合物中篩選出二十多種，依照研究得到的感測器陣列構建準則構建新的感測器點陣。通過試驗驗證了所製備的感測器陣列回響信號變異小、重現性好、有較好的穩定性。實現了對不同貯藏天數樣本的高精度識別，識別能力有質的提高，精度提高了一個量級。開發出農產品、食品行業氣味檢測可視化系統的示範模型，在多類典型農產品的套用試驗中得到驗證，運行穩定、可靠。可用於對各種農產品、食品有關氣味方面的質量安全指標進行檢測和評定，為食品農產品質量和安全信息的監控提供了一種快速無損檢測新途徑。