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食品、饲料等常被霉菌污染,使食品的感官品质和营养品质受到破坏,甚至产生有毒有害物质,这不仅造成严重的经济损失,还对人类及动物的身体健康带来严重的危害。霉菌能直接引起人类和动物疾病。有些种类的霉菌可以通过侵染食物或牲畜饲料而在其中产生非常有毒的物质,即真菌毒素。曲霉毒素在测试过的所有动物种类身上都能引起癌症,并且被认为是致癌能力最强的化合物之一。霉菌检验需要耗费大量时间,产毒素霉菌的鉴定更需要鉴定人员对霉菌有丰富而科学地认识才能准确鉴定。快速、简便、经济、可靠的食品中污染的霉菌的检测技术,是食品安全的有利保障,也是各级检验检疫部门的迫切需求。因此,探求更好的快速检测技术是有关研究人员的长期关注焦点和研究热点。本文以新型伏安型电子舌——智舌为研究手段,以一些常见的污染食品的霉菌作为研究对象,初步探索智舌在食品中霉菌快速检测中的可行性。智舌是以多频率脉冲作为激发扫描信号,辅以特定传感器阵列,检测待测物质的整体响应信号,结合多元统计方法构建的一类新型电子舌,具有检测速度快、样品前处理简单等优点,在霉菌快速检测方面具有很大的潜力。本研究的主要内容如下：1.智舌监测示踪液体培养基中霉菌的生长本试验率先使用基于脉冲伏安法的智舌对4种食品中常见的霉菌(曲霉、青霉、毛霉和根霉)的4株菌株的生长趋势的监测研究,以Pt电极、Au电极、Pd电极、Ag电极、Ti电极和W电极作为工作电极,每个工作电极在1 Hz,10 Hz和100 Hz三个频率段下进行扫描,数据处理采用主成分分析方法(Principal Component Analysis, PCA),以主成分得分图上样本点之间的离散度(σ)为判别依据考察各工作电极及其各频率段的示踪效果。同时以常规的pH值法和干重法作为参照方法验证智舌示踪霉菌生长的可行性。结果显示,对应实时监测液体培养基中各种霉菌的生长情况,监测能力强的电极及对应频率段分别是：示踪曲霉的为Pt电极、Au电极、Pd电极和W电极的3个频率段；青霉为Pt电极、Pd电极、Au电极的3个频率段,W电极100 Hz；毛霉为Pt电极10 Hz,Au电极1 Hz和10 Hz；根霉为Pt电极、Pd电极和Ti电极的3个频率段,Ag电极10 Hz。2.智舌对4个属霉菌的鉴别研究本试验率先使用基于脉冲伏安法的智舌,对曲霉、青霉、毛霉和根霉4属霉菌的4个菌株的液体培养物进行区分研究,结合PCA法筛选能够很好地区分它们的最佳电极及频率段。其次,本试验条件下,确定能够作为区分效果判别依据的区分度dmin。试验结果显示：区分效果好的电极及其频率段组合,即Au电极和Pd电极的3个频率段,Ag电极的1 Hz频率段；在本试验条件下,能够作为区分判别依据的定量值dmin=2.000,即当d>2.000时,两类霉菌已能够相互区分。3.基于智舌和SIMCA法的4类霉菌智能识别模式单元构建智舌检测曲霉、青霉、毛霉和根霉4属霉菌的4个菌株的液体培养物,结合簇类的独立软模式方法(Soft Independent Modeling of Class Analogy,SIMCA)法对检测获得的能够反应被测物综合信息的大量数据进行统计学分析,从而建立4种霉菌的判别模型,并对判别模型进行回判及验证,根据判别模型的判别效率确定每种菌的最佳判别模型,从而探索研究智舌结合SIMCA法能否用来判别分析不同霉菌。试验结果显示：曲霉最佳判别模型为Pt电极1 Hz和10 Hz,Au电极1 Hz及Ag电极1 Hz；青霉的判别模型中除了Pt电极1 Hz外,其他17个模型均达到100%；毛霉的最佳判别模型为Au电极的3个频率段,Pd电极1 Hz和100 Hz,W电极10 Hz；Pd电极、W电极和Ti电极1 Hz、10 Hz和100 Hz,Ag电极1 Hz为根霉最佳判别模型。4.智舌对同属的5种主要产毒曲霉的鉴别研究智舌结合PCA法对同属的5种常见的产毒曲霉不同培养时间(30 h,40 h和50 h)的液体培养物进行区分研究,依据主成分得分图上不同霉菌之间的距离值(d)从而筛选得到能够区分5种曲霉的最佳电极及其频率段组合。结果显示,5种曲霉在培养30 h后不能相互区分；接种40 h已经呈现良好的区分趋势,其中W电极100 Hz,Ag电极100 Hz已能较好地区分5种曲霉；培养50h,5种曲霉的区分效果非常好,其中Pt电极100 Hz、Au电极1 Hz和10 Hz、Pd电极1 Hz和10 Hz、W电极10 Hz和100 Hz、Ag电极1 Hz和100 Hz区分最好。在30-50 h之间,随着培养时间越长,区分的效果越好,说明5种曲霉在接种30 h前对培养基的改变程度相似,而30 h后慢慢的出现差异。5.基于智舌和SIMCA法的5种产毒曲霉智能识别模式单元构建智舌检测5种产毒曲霉50 h的液体培养物,结合SIMCA法,构建每种曲霉单一智能识别模式单元,通过培训集样本回判和用未知样本进行检验,筛选得到最佳的判别模型。试验结果显示,各种曲霉对应的最佳判别模型为：黄曲霉最佳判别模型为Pt电极和Au电极100 Hz,Pd电极10 Hz和100 Hz,W电极1 Hz；寄生曲霉的最佳判别模型Pt电极和Au电极100 Hz,W电极的3个频率段；烟曲霉的最佳判别模型为Au电极1 Hz和100 Hz和W电极的3个频率段；Au电极1 Hz和10 Hz,Pd电极1Hz为杂色曲霉最佳判别模型；而赭曲霉的最佳模型为Au电极10 Hz和100 Hz,W电极100 Hz。