科技|電子鼻嗅出食物變質與致敏原　智能雪櫃應用可提醒食材快過期

[星島綜合報道]食物是否變壞，很多人都會靠鼻子聞一聞再決定是否食用，但人的嗅覺始終有限。美國加州大學柏克萊分校（UC Berkeley）研究團隊近日研發出一款「電子鼻」（Electronic Nose），透過16個高靈敏度氣體感測器結合機器學習技術，可辨識食物釋放出的氣體指紋，不但能偵測食物是否開始腐壞，還可識別花生、核桃等常見致敏原，研究人員更形容其辨識能力比人類嗅覺更敏銳、更客觀。

這款電子鼻內建16個不同的氣體感測器，每個感測器表面均塗上不同的感測材料，當空氣中的氣體分子接觸感測器後，會產生不同的電訊號，再交由機器學習模型分析，建立各種食物的「氣味指紋」。與一般只能偵測單一氣體的一氧化碳警報器不同，電子鼻可同時分析多種氣體組合，因此更適合應用於複雜的食品環境。

研究人員沒有採用需要高溫運作的金屬氧化物感測器，而是利用厚度只有頭髮約百分之一的碳納米管（Carbon Nanotubes）作為導電材料，可於室溫下保持高靈敏度，亦能配合聚合物等更多種類的感測材料，大幅簡化製作過程，同時提升感測能力。

目前，研究團隊已訓練電子鼻辨識士多啤梨、藍莓、香蕉、核桃、榛子、腰果及花生七種食物，同時可分辨生雞肉、牛奶及雞蛋的新鮮程度，包括放置室溫24小時及48小時後所產生的不同氣味變化。

在致敏原測試方面，電子鼻可成功偵測低至0.05克的核桃碎片，相當於一顆去殼核桃約百分之一。不過，研究人員指出，現階段尚未測試系統能否在蛋糕、沙律等混合食物，或多種食材同時存放於雪櫃時，仍可準確辨識微量致敏原，因此距離實際商業應用仍需進一步研究。

除了實驗室版本外，研究團隊亦已開發可配合iPhone應用程式使用的便攜版本。研究人員認為，未來最具潛力的應用之一是智能雪櫃，例如系統可主動提醒用戶「西蘭花快將變壞，應盡快食用」，或提示雞肉已接近最佳食用期限，協助減少食物浪費，亦有望提升家庭食品安全。

有關研究成果已刊登於《Science Advances》。目前技術仍處於研究階段，但若日後成功商品化，電子鼻有望成為智能家居及食品安全監測的重要工具。

圖片：Brandon Sánchez-Mejia/UC Berkeley

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