چکیده
بینی الکترونیکی درحوضه تکنولوژی سنسوری در طی ۲۲ سال گذشته به شدت مورد توجه قرار گرفتـه اسـت . ایـن شناخت عمیق در نتیجه کشف کاربردهای متفاوت بینی های الکترونیکی در حوضـه هـای مختلـف از علـوم کـاربردی
شامل شده است.بینی الکترونیکی به طور گسترده در صنایع غذایی و نوشیدنی استفاده می شود. این کـاربرد هـا شـامل
شناسایی ، تمایز ، تشخیص و کنترل کیفیت این منابع می باشد . در هر زمینه کاربردی هدف اصولی این مـی باشـد کـه
این بینی های الکترونیکی می تواند میان خواص متفاوت ارگانولیپتیکی نمونه های متنوع تمایز قائل شود.
در این مقاله انواع بینی های الکترونیکی به کار رفته در نمونه های متنوع مواد غذایی به تفصیل تشریح شده است .
کلید واژه : بینی الکترونیکی ، خواص ارگانولیپتیکی
-۱ مقدمه:
-۱-۱ تاریخچه بینی الکتریکی:
در محصولات غذایی طعم از ویژگیهای کیفی مهم و بیانگر اثر دو جزء بو و مزه است. برای مطالعه و تجزیه
و تحلیل طعم روشهای متعددی وجود دارد.متداول ترین روش ، ارزیابی حسی است که پرهزینه ، وقتگیر و به شدت وابسته به نیروی انسانی است (۱). با توجه به محدودیتهای ارزیابی حسی ،روشهای دستگاهی مانند کروماتوگرافی گازی ، کروماتوگرافی گازی با طیف سنجی جرمی GC-MS ، کروماتوگرافی گازی Sniffing و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا برای مطالعه طعم به کار رفته اند.((۲ تمامی روشهای ذکر شده نیاز به آماده سازی نمونه و نیروی کار
متخصص برای کار با دستگاه و همچنین تجزیه و تحلیل نتایج دارند . از این رو معرفی روشی سریع ، ساده ، کم هزینه گامی مهم در پیشبرد مطالعات مربوط به تجزیه و تحلیل طعم خواهد بود. (۱ , ۳)
۱ Sh_yazdanjoo@yahoo.com 2 homa_bagherian64@yahoo.com
در سالهای اخیر استفاده از بینی الکترونیکی برای تهیه پروفایلی سریع از عطر نمونه های غذایی و آشـامیدنی
مانند ، روغنهای گیاهی (۳)، گوجه فرنگی((۴,۲ ، روغن هسته لیمو ترش (۵) ، زرد آلو((۶، انبه((۷،آناناس (۸)انواع
نوشیدنی ها،شیر((۱۰ و فرآورده های گوشتی((۱۱ ، موفقیت آمیز بوده است .
مفهوم اولیه بینی الکترونیکی از دل تحقیقات مـداوم در دو زمینـه هـای سنسـورهای شـیمیایی و درک مـا از سیستم های بویایی انسان بیرون آمده است.((۱۲ توانایی آرایه ای از سنسورها ابتدا از پژوهشهایی که در سال ۱۸۸۲ در آزمایشگاه (ANL) Argonne National در نزدیکی شهر شیکاگو شروع شده بود ، مشـخص گردیـد . نیـروی ساحلی ایالات متحده بر روی گسترش این کار سرمایه گـذاری نمـود. ایـده پیشـنهادی ، گسـترش دسـتگاه حسـگر
جدیدی بود که بتواند کار آشکار کردن ، شناسایی و اندازه گیری بازه وسیعی از مواد شیمیایی و ترکیبی که به وسیله
قطار ، کشتی و کامیون در نقاط مختلف آمریکای شمالی حمل میشد را انجام دهد . به این ترتیب تیمی از دانشـمندان به همراه تعداد زیادی از دانشجویان برای ساخت اولین آرایه سنسور گاز ناهمگن با نام cps-100 گرد هـم آمدنـد . cps مخفف طیف سنح پارامتر شیمیاییَ می باشد که به دلیل شباهت خروجی آرایه سنسور با طیف ها انتخاب شـده
است . در این نامگذاری ، هیچ ارتباطی با بینی مشاهده نمی شود . دلیل آن ، این است که در زمان هنوز شباهت ایـن
وسیله با بینی طبیعی آشکار نشده بود . در همان زمان ، یک گروه از پژوهشگران بـه سرپرسـتی پرسـادُ در انگلـیس
برای درک فرایند زیستی سیستم بویایی ، به مساله آرایـه سنسـورها برخـورد کـرده بودنـد . آنهـا بـه تقلیـد از آرایـه سنسورهای گاز در سیستم بویایی ، آرایه ای از سه سنسور اکسید فلز الکتروشیمیایی( ( MOX ساختند. با ایـن آرایـه از سنسورها آنها قادر بودند ۲۲ مخلوط از مواد بد بو و عطرهای پیچیده را از یکدیگر جدا کنند (۱۳).
کارهای بعدی در اواسط دهه ۱۸۸۲ در آمریکا شامل آرایـه ای از سنسـورهای MOX در دانشـگاه گـارنگی ملون و آرایه ای از سنسورهای مکانیکی SAW در آزمایشـگاه هـای تحقیقـاتی Naval مـی سـد کـه هـر دو بـرای آشکارسازی ترکیبات هیدروکربن طراحـی شـده بودنـد . در ژاپـن ، بـرای تسـت تـازه بـودن مـاهی از آرایـه ای از سنسورهای MOXاستفاده شد . تکنولوژی استفاده از آرایه ای از سنسورها در این قاره در دهه ی ۱۸۸۲ ادامـه پیـدا کرد . اما ، بینی الکترونیکی با برگزاری کنفرانس NATO در همین زمینه در سال ۱۸۸۱ وارد مرحله ای تازه گردید .
البته لازم به ذکر است که کلمه بینی الکترونیکی یـا enoseبـرای آرایـه ای از سنسـورها بـه همـراه دسـتگاه بویـایی
مصنوعی ، بعد از استفاده ی آن در عنوان یک کنفرانس در ایسلند در سال ۱۸۸۱ مرسوم شد .
در سال ۱۸۸۲ که ایده آرایه سنسورها مطرح گشت ، پژوهشهای مختلف و ابزارهای تخصصی زیادی نیـازبود کـه
تحقق آن را امکان پذیر سازد . پیشرفت همزمان در الف ) سنسورهای شیمیایی کوچک ، ارزان و با کیفیت ب ) ریـز پردازنده ، به ویژه ریز پردازنده هایCMOSبا توان مصرفی کم و مناسب برای دستگاه های کوچـک قابـل حمـل ، و
پ )گسترش الگریتم های تشخیص الگو و دسته بندی برای مسایل شیمی ، برای تحقیق بینی الکترونیکی مـورد نیـاز بود . (۱۴)
۳Chemical ParameterSpectrometry 4Persaud
-۲-۱ ساختار بینی الکتریک
ساختار اصلی بینی الکترونیکی مطابق شکل ۱ شامل سه مرحله اسـت : مرحلـه نمونـه بـرداری شـامل آرایـه ای از
حسگرها با حساسیت متنوع است که در اثر تعامل با نمونه بو پاسخهایی پویا ( دینامیک ) تولید می کنند . مرحلـه بعـد
در بینی الکترونیکی واحد پردازش سیگنال است . پردازش سیگنال برای هدف های مختلفی انجام می شـود . بـه طـور
کلی ، پاسخ های آرایه حسگرها تحت تاثیر چندین عمل مزاحم محیطی ( مانند دمای متغیر عملیـاتی و تغییـر رطوبـت نسبی محیط ) قرار می گیرد که در نتیجه پاسخ های ناپایداری را در طول زمان تولید می کند .(۱۵) معمولا برای جبران
این شرایط از روش های پردازش سیگنال استفاده می شود . مرحله سوم در فناوری بینی الکترونیکی واحد دسته بنـدی
بو است . وظیفه این واحد تخصیص یک نمونه بوی نامعلوم به دسته ای از پیش تعیـین شـده اسـت کـه بـا اسـتفاده از مجموعه داده یادگیری آموزش دیده است (۱۶).
