消費(fèi)者常常根據(jù)食品包裝上標(biāo)識(shí)的有效期限來(lái)判斷是否適合食用，全球每年因此造成大量的食物浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年被消費(fèi)者和食品經(jīng)銷商不必要丟棄的食品高達(dá)數(shù)十億人民幣，造成了極大的浪費(fèi)。食品新鮮度一方面直接影響食品的品質(zhì)，另一方面影響消費(fèi)者感官感受和食用安全。在食品包裝上可視化地監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存食物的品質(zhì)變化，對(duì)于食品的合理出庫(kù)、銷售，減少資源浪費(fèi)，保障消費(fèi)者食用安全具有重要意義。
近日，江南大學(xué)胥傳來(lái)教授和新加坡南洋理工大學(xué)Xiaodong Chen教授團(tuán)隊(duì)合作，模擬人的嗅覺(jué)系統(tǒng)，基于指示劑變色原理和深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)手機(jī)掃描，實(shí)現(xiàn)了包裝食品的新鮮度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確率可達(dá)98.5%，工作于近日在線發(fā)表于Adv. Mater.?2020, 2004805 。
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并構(gòu)建了殼聚糖顆粒，負(fù)載可視化指示劑染料，研制了20種多孔納米復(fù)合材料，構(gòu)建了對(duì)于肉制品劣變過(guò)程中氨氣、甲胺、三甲胺等氣體敏感的彩色條碼，通過(guò)監(jiān)測(cè)彩色條碼發(fā)生顏色變化，并關(guān)聯(lián)肉制品新鮮度指標(biāo)揮發(fā)性鹽基氮的水平，結(jié)合深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)（超過(guò)4100張彩色條碼變化圖片），實(shí)現(xiàn)了對(duì)雞肉、魚(yú)肉、牛肉等肉制品的品質(zhì)監(jiān)測(cè)。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了手機(jī)APP，通過(guò)掃描復(fù)合于食品包裝上的彩色條形碼，30s即可獲得包裝肉品的新鮮程度測(cè)定結(jié)果（圖1）。?
圖1人工嗅覺(jué)系統(tǒng)（a）和深度彩色條碼（b）的工作原理
研究工作得到了國(guó)家留學(xué)基金委和新加坡國(guó)家研究基金的資助；在深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方面，得到了莫納什大學(xué)Jianfei Cai教授的大力支持；江南大學(xué)胥傳來(lái)教授、莫納什大學(xué)Jianfei Cai教授、新加坡南洋理工大學(xué)Xiaodong Chen教授為共同通訊作者。文章第一作者為江南大學(xué)食品學(xué)院郭玲玲博士后，新加坡南洋理工大學(xué)王婷博士后為共同第一作者。
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