食品变质是一个复杂的生物化学过程，在这一变质过程中释放出各种挥发性气体。这些气体作为变质的“化学指纹”，成为食品新鲜度判定的标识性气体。

基于气体传感器的电子鼻方法具有快速响应、无损检测、操作简便等优势，已经在多领域得到广泛研究与应用，该方法以MOS气体传感器为基础，通过阵列设计获取多个传感器的传感信号，并结合模式识别算法实现多组分气体识别，但是该方法易受环境干扰导致误报；传感器稳定性差、寿命短；识别复杂腐败气味准确性不足；设备成本高且需频繁维护；缺乏标准化数据库支撑；MOS气体传感器选择性较差，就需要对各种混合气体的响应进行大量测试和训练。

本团队提出了一种片上程序升温脱附技术的气味检测方法。片上程序升温脱附式原理的气味传感单元，包含一个吸脱附元件和一个气体传感元件。工作过程中，吸脱附元件对气味进行吸附和萃取，之后通过程序升温的方式将吸附的气体释放出来；气体传感元件可以检测这一过程中的气体浓度变化，获得气体传感元件响应信号随吸脱附元件温度变化的曲线，即为程序升温脱附谱线，通过该曲线可以获得气味的脱附峰位，峰位位置与气味类型对应，峰位高度与气味浓度对应。

我们基于片上程序升温分析方法，结合电子鼻嗅觉感知技术，研制了阵列式片上程序升温脱附式的气味传感器，并开发了气味检测仪，并测试了猪肉、牛肉、羊肉变质过程中的气味变化，以实现腐败阶段分级：新鲜/轻度变质/严重变质。选取储存在空瓶中的三种鲜肉作为目标大气环境，瓶中含有变质过程中挥发的各类化合物。采用不同结构的无机分子筛作为变质标识性气体的吸附与解吸材料。采用Pt@SnO2为气敏材料，开发出可进行程序升温脱附（TPD）的片上MEMS气体传感器。气味检测仪通过采样指示灯提示采样过程的状态；采样口是气体或气味样品进入仪器的入口，可通过该口对装有气味物质的容器进行采样；距离传感器辅助检测采样时的距离/位置，保障采样精准度；USB接口用于仪器与外部设备（如电脑）的数据传输，或为仪器供电。气味检测设备实物图由图如图3-40所示。

通用嗅觉终端：（a,b,c）通用嗅觉终端设备结构图；（d,e）通用嗅觉终端设备实物图；（f）通用嗅觉终端采样图

肉类样品实物图：(a)猪肉样品；(b)牛肉样品 ；(c)羊肉样品

为验证该通用气味检测终端在肉制品新鲜度检测方面的性能，本研究选取了三种典型的肉类作为分析对象。如图3-41所示：(a) 新鲜猪肉样品，(b) 新鲜牛肉样品，(c) 新鲜羊肉样品。为保证测试结果稳定准确，测试当日购买新鲜的样品，每个样品分为三组，并在指定的时间点进行检测例如每小时一测/每两小时一测，以模拟其自然腐败过程并构建涵盖新鲜、轻度变质与严重变质的样本集。后续实验将利用本小节所介绍的检测终端，对上述样品在腐败过程中释放的挥发性气味进行采集与分析。