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智能“舌头”辨真假
· 时间: 2008-12-30 · 本刊记者 唐元恺

 

新年将至,一些想买“轩尼诗”、“人头马”或“马爹利”酒送礼的顾客却着实犯了难:这几个品牌知名度和价钱都高,可不知是否“假冒”。

好在有专家及时站出来为他们排忧--鉴别干邑酒常见的方法有:按相关规定要求,洋酒标签上要有中文标志及卫生检验检疫章;真酒液体透亮,假的则光泽差;真品防伪标志在不同角度下可出现不同的图案变换,防伪线可撕下来,假酒的防伪线有时是印上去的……于是,顾客尚未畅饮人先“醉”(晕)!

那就买自己的名酒吧,比如因以高粱、玉米、糯米、小麦等五种粮食为原料而得名的“五粮液”。可识别过程也照样够让人“晕”的。真五粮液尤以喷香著称于世,假的则酒气刺鼻,喝时刺喉--可此时冤枉钱已花,只得“苦酒”自品!

买普通红酒同样不易,依然要有“知识”,需“观、闻、品”仨步骤:把酒倒入无色酒杯中,举齐眼高度观察酒色;闻香--专家称,这是判定酒质优劣“最明显可靠的方法”,而其实不说顾客当然也明白;然后是品味儿--就算舌尖细品,如果遭假,也只有扫兴的份儿啦,悔之晚矣!

对此种种,生自名胜杭州城的一只神奇“舌头”或许会不屑于“饶舌”:这点事儿,“小意思”,找我啊--别说真假,以及能够感受到人们用舌头体会到乃至品不出来的种种味道(结论比人来得更加精确),即便红酒年份、同一酒精度的白酒香味和口感有何不同,鉴别起来均不在话下。还有,同一品牌的茶饮料存放了多长时间,甚至是杭州特产的几种“龙井”茶,这只“舌头”也能轻而一举地尝出具体产地来……

其大名曰“智舌I号”(Smartongue),是中国第一台、国际上第三套可商品化的“电子舌”产品(分析检测仪器),公开亮相于10月19日至23日上海举行的第14届世界食品科技大会暨国际食品展览会上。此会被誉为全球食品界的“奥林匹克”(最具权威性与综合性),两年一届,本次是第一回于中国召开,由国际食品科技联盟(International Union of Food Science&Technology,IUFoST)和中国食品科学技术学会(CIFST)主办,吸引了来自60多个国家和地区的2000多位学者与企业家参加。“智舌”以原创独立的技术路线(亦居于国际业界技术领先地位)与自主知识产权和明显的高性能而广受与会者关注。

它由3部分构成:即“交互感应传感器阵列”,相当于生物系统的舌头,而且,它敢鉴别人不敢鉴别的东西,比如说有毒液体;“自学习专家数据库”,仿佛人的记忆系统,“尝”过了,就会永远地记住这个味道;“智能模式识别系统”,如同人的大脑,能够感受不同的化学物质,把各种不同的采集信号输入电脑,通过软件进行分析处理,针对不同的物质进行区分辨识,最后给出各个物质的感官信息。通过其绘制出的一张张精细图谱,不仅味道能够让人“看得见”,而且所有被测试食物样品的品质及其相互间的细微差异都可以被一一展示出来。

“智舌I号”出生在浙江工商大学感官科学实验室里,其“父”叫邓少平,该校食品与生物工程学院副院长,十几年前就是中国酒界知名专家与评酒师,在企业工作了近20年(曾任总工程师、厂长),曾迷上一位哲学家所写的著作《烹饪原理》,后又带着电子舌之梦进入高校当教授,花了整整15年,终于造就“智舌I号”。他还被CCTV请去破解山东一位百岁老人62年不吃盐和云南基诺族顿顿不离苦味食品之谜。特别是,他主持建立了中国第一个也是唯一一个专业性食品感官科学实验室,目前的主攻方向是食品感官品评实验心理学与信息管理技术、味觉分子细胞生物学(味觉平衡现象及机理研究)、人工智能化学感觉系统(仿生舌/鼻模型机)和人工细胞实验构建与物理理论。此实验室更是早已形成多学科理论与技术匹配完整的研究梯队与关键实验技术平台,系统研究食品感官品质的内涵、分析评价理论与方法、测定技术、工艺形成、消费嗜好等食品科学和消费科学的基本问题,这些也是食品质量与安全方向的基础问题。

“眼下,食品的质量安全是人们关注的焦点,‘智舌’在可液化的所有食品如酒类、饮料、茶叶、乳品等的真假辨识以及企业的产品质量控制与货架期、食品农药残留与病原微生物的快速检测等方面已经表现出了明显的优势。”邓少平表示,作为一种已获得国家发明专利的新型测试技术,除了能当相关研究、检测部门的常规科学研究仪器以外,“智舌I号”还为规模化产品提供了现场实时快速检测的智能质量监控手段。

1995年,俄罗斯教授乌拉索夫(Yu G Vlasov)等人提出以多传感器为基础的“电子舌”的概念。作为一种智能仿生技术,其工作原理与真正的舌头相类似,后者利用舌面不同位置的味蕾感受各类味觉物质的刺激信号,通过神经传输到大脑,最后大脑针对味细胞采集信号的整体特征进行处理分析,给出不同物质的区分辨识以及其它相关信息。虽然直到目前生物味觉感觉、感受的分子细胞生物学原理还没有被完全揭示,但模拟其基本原理的科学行动越来越密集。2004年,美国科学家理查德•阿克塞尔(Richard Axel)、琳达•巴克(Linda Buck)因揭示嗅觉分子机制而荣获诺贝尔生理或医学奖医学奖,这也推波助澜了电子鼻与电子舌的研制。

正是在这一年,日本及法国等相继推出电子舌商品化产品。而仔细研究了它们的技术原理、结构与应用效果之后,邓少平毅然决定放弃多年研究出来的“果实”,另辟蹊径。当主体的研究潮流还大都集中在味觉传感器阵列的修饰构建上时,他大胆果断地将研究的核心转向集中在信号激发和响应变化的丰富模式上;直接选用非修饰的、非特异的惰性金属电极阵列,这样使得传感器的阵列容易构建,同时在系统稳定性和使用寿命方面大大优化;最终实现对食物产品的品质的评定而不仅局限于味觉上。

一种叫做“组合脉冲弛豫谱”的物理思想在其脑中开始形成。原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫“驰豫”(relaxation)过程。按照浙江工商大学食品感官科学实验室网站的说法,脉冲实现的物理形式和技术方法可以多种多样,利用不同形式的物理脉冲及其序列组合,就可以从相应的弛豫响应信号中得到检测体系特有的复杂信息,从而构成了一种新的智能分析的科学思想和技术方法,其最大的特点和优势是可以针对不同分析体系及体系中特定成份的基本性质进行特定脉冲系列的设计及弛豫响应信号数学解析,适合应用于不同的智能感知分析技术和系统的构建。

在“智舌I号”的结构中,传感器阵列中每个独立的传感器仿佛人舌面上的味蕾一样,具有交互敏感作用,即一个独立的传感器并非只感受一种化学物质,而是感受一类群化学物质,在对某类特定的化学物质产生响应的同时,对另一部分其它性质的化学物质也有响应。

“由于采用组合脉冲驰豫谱技术,使得‘智舌I号’适用范围更广,水溶液、有机溶液、粉体等都可检测,而且检测速度很快。”邓少平表示,每个样品测试只需1到3分钟,比起很多其它电子舌6到8分钟节约了一半以上的时间,“响应谱信息量大,分辨力大大提高;清洗方便、迅速,只要1到2分钟就可清洗完成。”

在邓少平的思路中,“智舌”的技术发展有5个应用层次:品牌产品稳定性与真假辨识,若干微量特定组分定性、半定量测定,病原微生物快速定性、定量检测,味觉感觉属性相关性测定,广义多组分快速智能解析,最终成为一种具有广泛应用背景的通用智能分析仪器。“要实现这个目标,不仅仅是构造一台样机、写几篇论文就大功告成,而是要花大力气解决产业化关键技术及建立系统的应用方法学。”

据了解,“智舌”成型的样机已进入了多家食品酒类生产企业及国家相关的检测部门。“说不定未来的某一天,这种神奇的‘舌头’就像家用电器一样,成为人们日常生活必不可少的用具。”邓教授说。

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