电子舌 electronic tongue
定义：由交互敏感传感器阵列、信号处理电路及模式识别算法构成的智能分析仪器。可在短时间内分辨和定量溶液中不同的味觉或化学成分。
学科：食品科学技术_食品科学_食品化学_食品风味化学
相关名词：滋味 传感器 指纹分析 指纹图谱 电子鼻
电子舌的设计思想源于味觉的感受机制。由其定义可以看出，电子舌主要由三部分组成：传感器阵列、信号采集模块和模式识别系统。
传感器阵列由不同材质或不同修饰方法的多个传感器构成，传感器之间存在交互敏感性，即一个传感器能够感受多个物质，同一物质可以被不同的传感器感受到；味觉传感器是电子舌的关键组成部件，根据传感器原理可将其区分为电位型电子舌、伏安型电子舌、阻抗谱型电子舌、光学型电子舌和声波型电子舌等。电子舌由于修饰方法和响应原理的不同，其性能和检测样品的种类等之间也存在一定的差异。
信号采集模块能够收集传感器阵列信息，并将其以电信号的形式储存在计算机中；
模式识别系统以数学算法为手段，模拟人脑的运算方式，分析、处理收集到的信号，并将其转化为样品整体特征属性。模式识别的主要方法有主成分分析、聚类分析、人工神经网络分析和混沌识别等方法。
味道是食品感官评定中的重要指标。虽然电子舌被认为是食品味觉检测的设备，但是电子舌所描述的特征和生物系统的味觉并非完全相同的概念，与生物味觉机制的比较研究有助于为设备研发者打开新的思路。
真实味觉：专业人员对于味觉的感官评定主要以液体为主，但固体样品同样适用，因为通过咀嚼过程，固体样品可以被唾液稀释和分解，起初没有味道的物质也可能被重新赋予味道，比如吃完馒头后会有甜的感觉。感官评价中的味觉方法只限于待测组分已知或者确定无毒、无害的样品的评价，而且这种评价只限于味觉信息。
电子舌：目前电子舌在食品领域的应用主要分为定性和定量分析两个方面。定性分析是指根据样品差异性实现不同样品的辨别、区分，或者是根据样品间差异性的大小对样品的等级和种类进行识别，如电子舌对饮料、橄榄油、酒类和新鲜度的区分；定量分析则是将电子舌测定结果与感官评价专员给出的结果进行比较判断，通过对应关系，得到相应的定量预测模型，得到的是一类成分的总的量或程度的信息，如电子舌对样品味觉感受差异的评价、制药工业中对苦味掩盖及掩盖效果的评价等。
味蕾：味蕾由50-150个味觉细胞组成，味觉细胞共分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4种类型。Ⅰ型细胞表达咸味的受体和离子通道，与咸味感受相关；Ⅱ型细胞表达甜、鲜、苦味受体，且每个细胞只能表达一种味觉的受体，与甜、鲜、苦味的感受有关；Ⅲ型细胞则表达酸味觉的受体和离子通道，与酸的味觉感受有关。每个味蕾都能对5种味道进行识别，而对于某种味觉的敏感性则取决于该类细胞数量在味蕾细胞总数中占的比例；Ⅳ 型细胞为基底细胞，分化为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型细胞。
传感器：电子舌所用的传感电极分为修饰和不修饰两种。修饰电极以一种电极作为基底电极，应用物理或者化学合成的方法在电极表面修饰不同材料的敏感膜，敏感膜具有非专一性和弱选择性，对待测液中无机物、有机物、离子或非离子性组分具有交叉敏感特性，不同的修饰膜对同一物质敏感度也不相同，传感电极对呈味物质的敏感性普遍高于人类味觉测定的极限。
舌是口腔中感受味道的主要器官。味觉物质与舌表面的味蕾结合后，与味蕾细胞上的受体或离子通道作用，激发细胞内的信号过程，促使细胞释放神经递质，引起神经冲动，传递到脑的味觉中枢，完成味道的识别。
味觉信息的编码有两种模型，即专线传输模型和交叉纤维模型。专线传输模型认为感受每种味觉的细胞分别与传递各自味道的神经纤维连接，不同味觉信号最终传递到脑作进一步的分析；交叉纤维模型认为味觉信息在由细胞转入到神经纤维前就已经进行了编码，编码后的信息通过公共的神经传递，相当于在还没有到达大脑之前就已经确定了味道。
传感电极之间具有低选择性和交互敏感性，每个电极感受到的信号都是多种物质累加的结果。一支电极无法区分自身感受到的味道。
大脑分析：人所能感受到的味道是复合型味道，大脑是人类味觉信息的处理终端，在此，品尝到的味觉信号被加以分析。对于单一组分样品，品尝到的味道能够客观反映该物质味觉信息；对于复杂样品的测定，很难对样品的某种单一味觉作出判断。味觉还存在相消效应、对比效应、疲劳效应等现象。
模式识别：模式识别是利用数学方法让计算机对复杂的信息进行分类处理，在错误率最低的情况下，使识别结果尽可能接近实际。人工味觉系统模式识别方法主要釆用了统计模式识别方法（如主成分分析、聚类分析、判别分析等）、人工神经网络模式识别方法（如BP神经网络、RBF神经网络等）、模糊识别方法等。
通过对电子舌设备和真实味觉的比较，不难发现：电子舌与真实味觉之间互有所长，但不能完全取代味觉的感官评定，对其研究还需要进一步的深入。希望通过对味觉形成机制研究的不断深入和电子、计算机等学科的发展，能够使电子舌性能得到优化。
参考文献：王兴亚, 庞广昌, 李阳. 电子舌与真实味觉评价的差异性研究进展[J]. 食品与机械, 2016, 32(1):5.
