[发明专利]一种监测腐败菌繁殖的传感器制备方法及快速检测腐败菌的方法

说明书

本发明公开了一种监测腐败菌繁殖的传感器制备方法及快速检测腐败菌的方法，利用智能手机采集传感器阵列图像，并进行提取处理响应信号，结合模式识别区分优势腐败菌，包括S1：将智能手机固定在有稳定照明光源的拍摄位置，设置测光方式、感光度、曝光时间和白平衡的参数；S2：在相同的位置和参数条件下，先采集传感器阵列反应前的图像，再将传感器阵列与样品反应，每隔a天后采集传感器阵列图像用于后期处理和分析；S3:对图像预处理；S4:提取传感器阵列的特征信号；S5:借助主成分分析PCA对特征信息X进行预处理，用预处理后的数据建立线性判别LDA、K最近邻算法KNN、人工神经网络BPNN和支持向量机模型SVM预测优势腐败菌的类别。

技术领域

本发明属于食品安全智能检测领域，具体涉及一种利用手机采集嗅觉可视化传感器 数据、处理数据和显示识别结果的腐败菌快速检测方法，可以应用于食品腐败菌的检测。

背景技术

肉制品加工的杀菌中，虽然可以杀灭酶和致病菌，对细菌孢子很难死，在后续加工和贮藏过程中容易出现新鲜度下降、变质等问题，导致真空包装水晶肴肉货架期短，销 售区域半径受到很大限制，制约了生产企业的发展。肉制品变质主要是由于少数部分优 势腐败菌群的生产繁殖引起，因此寻求一种快速、在线、非接触式的肉制品优势腐败菌 分析方法显得尤为重要。目前常用于区分不同的优势腐败菌的方法主要是PCR诊断法， 这些方法能够准确检测肉品的品质及微生物的致腐能力，但是会破坏样本，耗时耗力， 试验周期长，不能及时反馈检测结果。由于不同优势腐败菌的代谢能力、消耗营养物质 的种类是有差异的，导致不同优势腐败菌产生的代谢产物，如挥发性成分等也是不同的， 因此可以通过分析挥发性成分种类、含量来区分不同的优势腐败菌。挥发性成分是一种 比较直观的肴肉品质指标，但是由于它“看不见，摸不着”的特性，导致很难对其定性定 量分析，尤其是在肴肉变质初期各种腐败菌总数较低、挥发性成分浓度较低，很难被人 的嗅觉直接感知出来，当人的嗅觉能察觉到肉制品有异味时已经腐败，此时对于肉制品 的保藏和加工已经没有意义了，因此需要用更快速无损、在运输和加工过程中实时监测 的方法检测并且区分出不同优势腐败菌，在猪肉的保藏过程中，快速区分不同的优势腐 败菌，采用具有针对性的保藏手段，这对于提高保藏效果有重要的意义。

嗅觉可视化技术是根据可视化传感器与待检测挥发性成分反应前后的颜色变化对 气体进行定性定量的分析，以实现挥发性成分的“可视化”检测，是一种理想的肉品贮藏特性监测工具，但是由于传统的信号采集(扫描仪或者CCD相机)、信号处理(计算机 和模式识别方法)方式和设备的限制，嗅觉可视化技术目前还未走向实际应用、走进人 们的日常生活。随着智能手机的普及，很多监测手段由大型化、实验室化，逐渐变为便 携化和日常化，本发明将Android智能手机和嗅觉可视化传感器结合，制备一种可以用 于现场实时监测肴肉腐败菌繁殖情况的便携检测方法。该技术的研究可以为嗅觉可视化 从实验室推向市场应用提供可能，也可以使消费者能够参与到肉制品变质过程的监控中。

发明内容

针对上述现有技术中利用工业相机采集数据和计算机处理数据的检测方法大型化 的缺点，本发明将智能手机和嗅觉可视化传感器结合，公开一种可以用于现场实时监测肉制品腐败菌繁殖情况的便携式快速检测方法。

本发明公开一种监测腐败菌繁殖情况的嗅觉可视化传感器制备方法，利用毛细管点 样法将气敏材料固定在传感器载体上，制成3×3的可视化传感器阵列。

所述气敏材料为对优势腐败菌代谢产生有机酸、胺和含硫化合物具有灵敏响应的气 敏材料，具体包含6种卟啉或金属卟啉和3种pH指示剂；

上述6种卟啉或者金属卟啉，具体为四苯基卟啉、四苯基氯化铁、四苯基氯化锰、四苯基卟吩锌、四苯基卟吩铜、四苯基卟吩钴；

上述卟啉使用氯苯或者乙醇溶解，使用的浓度为0.01mol/L-0.09mol/L；

上述3种pH指示剂，具体为甲基红、中性红、百里酚酞；