用電子舌頭嘗味道

云無心

每個人對味道的感知能力不同，偏好不同，要得到具有代表性的數(shù)據(jù)，不僅要對這些品嘗者進行培訓(xùn)，還要用比較多的人一起來嘗，然后進行量化分析，結(jié)果未必準確，真正用起來，也有點勞民傷財。另一方面，人作為“品嘗儀器”，很快就會“味覺疲勞”——一般而言，連著品嘗四五個樣品，舌頭的靈敏性就會受到影響。

在醫(yī)藥領(lǐng)域，用人來嘗就有更大的局限。雖然說“良藥苦口”，但味道太糟糕還是會影響到藥物的被接受程度。如果能用儀器來進行品嘗，就可以克服這些局限了。這樣的儀器，就是“電子舌頭”。

人的舌頭上布滿了味蕾。食物成分被味蕾感知，就形成了“味道”。這個“感知”的實質(zhì)，就是“味道成分”與味蕾上的“味道受體”結(jié)合，產(chǎn)生電信號，通過神經(jīng)傳遞到大腦，經(jīng)過大腦的處理而形成不同的味道。人的舌頭上大約有10000個受體，每個受體由40～100個細胞組成。

不同的味道由不同的物質(zhì)產(chǎn)生，與受體作用的方式也不盡相同。目前，科學(xué)家們對各種味道的產(chǎn)生機理雖然還不能說“很清楚”，但也有了相當深入的認識。比如苦，則是咖啡因、奎寧等苦味物質(zhì)與特定蛋白受體結(jié)合而產(chǎn)生——復(fù)雜的是，人類的舌頭上大約有80種苦味受體。

而我們感知到的味道，是各種“味道信號”的組合。所謂的“電子舌頭”，就是用電子儀器來模擬“品嘗”這個過程。

技術(shù)的核心是各種電極，每一個電極探測一種或者一類成分。在目標物質(zhì)與電極上的特定分子結(jié)合之后，產(chǎn)生電信號，而電信號的強弱跟目標物質(zhì)的濃度成正比。通常的探測儀器都希望特異性好，也就是只跟特定的分子結(jié)合，而不受其他“干擾物”的影響。而電子舌頭的探頭則反其道而行之，希望特異性低、選擇性差，能跟多種類似的分子結(jié)合。這是因為，我們嘗味道的時候，并非只嘗某種特定分子，而是各種能產(chǎn)生那種味道的所有分子的總和。比如甜味，不僅是蔗糖，葡萄糖、果糖等也都能產(chǎn)生甜味，都需要被探測到。否則，只能嘗到蔗糖是甜的，而蜂蜜就不甜，這樣的儀器就與“舌頭”相去甚遠了。

一個電子舌頭上會有大量各種各樣的電極。除了酸、甜、苦、咸、辣這五種基本味道，其他的一些由舌頭上的化學(xué)反應(yīng)決定的“口味感知”，比如澀等，也可以加入進去。在用儀器來分析一種混合物組成的時候，往往需要把樣品進行比較繁雜的處理，使之符合儀器的工作要求。而電子舌頭對樣品準備的要求很低，只需要溶解在水中就可以了。

把許多個電極組成的“舌頭”放進樣品液體中，電極就產(chǎn)生電信號就傳到軟件里。幾分鐘后各個電極產(chǎn)生的電信號穩(wěn)定下來，就形成了該樣品的特征信號。再用軟件對這些信號進行解析，就得到了這個樣品的“味道”。這樣的“舌頭”，工作效率高而且不會疲勞，能使得品嘗樣品的速度大大加快。

當然，在正式測量之前，還是要對“電子舌頭”進行培訓(xùn)。也就是，把用人品嘗出來的味道跟電子舌頭產(chǎn)生的信號相比較，建立數(shù)學(xué)模型。再用它去“嘗”新樣品，把得到的電信號用建立的數(shù)學(xué)模型解析回去，就得到了相應(yīng)的“味道”。

電子舌頭的準確性和可靠性取決于探頭電極的設(shè)計，以及解析軟件的仿真程度。雖然這種技術(shù)有了很大的進展，也有了一些產(chǎn)品問世，但味道的感知實在太過復(fù)雜，電子舌頭至少在目前還無法代替人的舌頭。在評價最終產(chǎn)品的味道時，還依然需要人來品嘗。但是在產(chǎn)品開發(fā)的過程中，電子舌頭就可以發(fā)揮其速度快、成本低、一致性好的優(yōu)勢，加速產(chǎn)品開發(fā)進度。