消費者常常根據(jù)食品包裝上標(biāo)識的有效期限來判斷是否適合食用，全球每年因此造成大量的食物浪費。據(jù)統(tǒng)計，每年被消費者和食品經(jīng)銷商不必要丟棄的食品高達數(shù)十億人民幣，造成了極大的浪費。食品新鮮度一方面直接影響食品的品質(zhì)，另一方面影響消費者感官感受和食用安全。在食品包裝上可視化地監(jiān)測儲存食物的品質(zhì)變化，對于食品的合理出庫、銷售，減少資源浪費，保障消費者食用安全具有重要意義。
近日，江南大學(xué)胥傳來教授和新加坡南洋理工大學(xué)Xiaodong Chen教授團隊合作，模擬人的嗅覺系統(tǒng)，基于指示劑變色原理和深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過手機掃描，實現(xiàn)了包裝食品的新鮮度實時監(jiān)測，準(zhǔn)確率可達98.5%，工作于近日在線發(fā)表于Adv. Mater.?2020, 2004805 。
研究團隊設(shè)計并構(gòu)建了殼聚糖顆粒，負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)建了對于肉制品劣變過程中氨氣、甲胺、三甲胺等氣體敏感的彩色條碼，通過監(jiān)測彩色條碼發(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4100張彩色條碼變化圖片），實現(xiàn)了對雞肉、魚肉、牛肉等肉制品的品質(zhì)監(jiān)測。團隊設(shè)計了手機APP，通過掃描復(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定結(jié)果（圖1）。?
圖1人工嗅覺系統(tǒng)（a）和深度彩色條碼（b）的工作原理
研究工作得到了國家留學(xué)基金委和新加坡國家研究基金的資助；在深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算方面，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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