基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器和新鲜度检测方法

本发明属于食品检测领域，尤其涉及一种基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器和新鲜度检测方法。

背景技术：

1、我国是世界第一大渔业生产国，水产品总产量多年位居世界第一位。但由于水产品水分含量高、肌肉组织脆弱、内源蛋白酶活跃，极易导致腐败变质，影响其食用品质及安全性。水产品冷链物流是指水产品从产地捕获后，在产品加工、贮藏、运输、分销、零售等环节始终处于适宜的低温控制环境下，最大程度地保证水产品品质和质量安全，减少损耗、防止污染的特殊供应链系统。水产品冷链物流是发展和完善现代海洋渔业产业链的关键环节，也是建设蓝色粮仓的重要保障。近年来，随着我国经济的不断发展、人们生活水平的不断提高，人们的消费观念和消费水平也有了很大的转变与提升，我国水产品冷链物流行业得到了快速发展。但与发达国家相比，我国水产品冷链物流技术还存在较大差距，主要体现在智慧物流建设方面仍处于起步阶段，自动化、智能化、信息化程度偏低，冷链物流过程监测指标(温湿度为主)和技术手段单一，新鲜度品质智能监测技术落后，水产品新鲜度智能传感器开发不足，难以实现冷链物流过程中新鲜度品质的智能监测。

2、传统的鱼类新鲜度检测评价方法主要依靠感官评价法、理化指标法和微生物法，该类方法可以提供准确的定量结果，但检测过程繁琐、耗时长，会破坏鱼肉的原有形态和价值。因此，基于传统的检测方法都不能满足鱼肉新鲜度的现场快速无损检测要求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，本发明提供一种基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器和新鲜度检测方法，该装置体积小、易携带，被检测对象范围广、灵敏度高，可用于水产品收购、运销、加工、储藏等冷链物流过程中新鲜度的实时监测。

2、为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

3、一种基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器，包括：

4、气体收集模块，用于收集待测冷藏海水鱼的密闭包装容器中的腐败特征气体；

5、检测模块，用于根据所述腐败特征气体的浓度，得到待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值。

6、作为优选，还包括：显示模块，用于显示待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值。

7、作为优选，所述检测模块包括：

8、传感器电路，用于根据腐败特征气体，产生氧化还原反应的电流信号；所述电流信号包含硫化氢浓度、三甲胺浓度、氨浓度；

9、i/v转换电路，用于将所述电流信号转换为电压信号；

10、放大电路，用于放大所述电压信号；

11、a/d转换电路，用于将所述电压信号转换为数字信号；

12、控制电路，用于对所述数字信号进行新鲜度检测，得到待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值。

13、作为优选，控制电路包括：

14、获取单元，用于获取历史海水鱼腐败特征气体；

15、构建单元，用于根据历史海水鱼腐败特征气体的硫化氢浓度、三甲胺浓度、氨浓度和挥发性盐基氮值，构建新鲜度预测模型；

16、预测单元，用于将待测冷藏海水鱼的腐败特征气体浓度浓输入到所述新鲜度预测模型中，得到待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值。

17、作为优选，所述传感器电路采用硫化氢、三甲胺、氨三种气体的电化学气敏传感器组成的传感器阵列。

18、作为优选，利用偏最小二乘法将三种腐败特征气体浓度与挥发性盐基氮值建立新鲜度预测模型。

19、本发明还提供一种基于海水鱼腐败特征气体的新鲜度检测方法，包括：

20、步骤s1、收集待测冷藏海水鱼的密闭包装容器中的腐败特征气体；

21、步骤s2、根据所述腐败特征气体的浓度，得到待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值；

22、步骤s3、显示待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值。

23、作为优选，步骤s2包括：

24、根据腐败特征气体，产生氧化还原反应的电流信号；所述电流信号包含硫化氢浓度、三甲胺浓度、氨浓度；

25、将所述电流信号转换为电压信号；

26、放大所述电压信号；

27、将所述电压信号转换为数字信号；

28、对所述数字信号进行新鲜度检测，得到待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值。

29、作为优选，对所述数字信号进行新鲜度检测，得到待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值，包括以下步骤：

30、获取历史海水鱼腐败特征气体；

31、根据历史海水鱼腐败特征气体的硫化氢浓度、三甲胺浓度、氨浓度和挥发性盐基氮值，构建新鲜度预测模型；

32、将待测冷藏海水鱼的腐败特征气体浓度浓输入到所述新鲜度预测模型中，得到待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值。

33、作为优选，利用偏最小二乘法将三种腐败特征气体浓度与挥发性盐基氮值建立新鲜度预测模型。

34、本发明技术方案，可以快速、实时监测冷链物流过程中海水鱼的腐败特征气体，进而实现对新鲜度的预测与评价，利用模型对冷藏大黄鱼进行分级评价，分级准确率可达100％。本发明能够帮助生产商、经销商、零售商和消费者直观、便捷地判断海水鱼类新鲜度等级，有助于提升水产品冷链物流品质、减少过程腐败损耗。同时该技术实现了冷链物流过程中水产品新鲜度品质的智能无损监测，对建设产品冷链物流全程监控与追溯体系具有重要意义，具有良好的潜在经济和社会效益。

技术特征：

1.一种基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器，其特征在于，还包括：显示模块，用于显示待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值。

3.如权利要求2所述的基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器，其特征在于，所述检测模块包括：

4.如权利要求3所述的基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器，其特征在于，控制电路包括：

5.如权利要求4所述的基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器，其特征在于，所述传感器电路采用硫化氢、三甲胺、氨三种气体的电化学气敏传感器组成的传感器阵列。

6.如权利要求5所述的基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器，其特征在于，利用偏最小二乘法将三种腐败特征气体浓度与挥发性盐基氮值建立新鲜度预测模型。

7.一种基于海水鱼腐败特征气体的新鲜度检测方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的基于海水鱼腐败特征气体的新鲜度检测方法，其特征在于，步骤s2包括：

9.如权利要求8所述的基于海水鱼腐败特征气体的新鲜度检测方法，其特征在于，对所述数字信号进行新鲜度检测，得到待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的基于海水鱼腐败特征气体的新鲜度检测方法，其特征在于，利用偏最小二乘法将三种腐败特征气体浓度与挥发性盐基氮值建立新鲜度预测模型。

技术总结
本发明公开一种基于海水鱼腐败特征气体的气敏传感器和新鲜度检测方法，包括：气体收集模块，用于收集待测冷藏海水鱼的密闭包装容器中的腐败特征气体；检测模块，用于根据所述腐败特征气体的浓度，得到待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值；显示模块，用于显示待测冷藏海水鱼的挥发性盐基氮值。采用本发明的技术方案，体积小、易携带，被检测对象范围广、灵敏度高，可用于水产品收购、运销、加工、储藏等冷链物流过程中新鲜度的实时监测。

技术研发人员：李学鹏,王金厢,励建荣,张渤函,步营,仪淑敏,徐永霞,朱文慧,米红波,吕艳芳
受保护的技术使用者：渤海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13