用电子舌头尝味道

云无心

每个人对味道的感知能力不同，偏好不同，要得到具有代表性的数据，不仅要对这些品尝者进行培训，还要用比较多的人一起来尝，然后进行量化分析，结果未必准确，真正用起来，也有点劳民伤财。另一方面，人作为“品尝仪器”，很快就会“味觉疲劳”——一般而言，连着品尝四五个样品，舌头的灵敏性就会受到影响。

在医药领域，用人来尝就有更大的局限。虽然说“良药苦口”，但味道太糟糕还是会影响到药物的被接受程度。如果能用仪器来进行品尝，就可以克服这些局限了。这样的仪器，就是“电子舌头”。

人的舌头上布满了味蕾。食物成分被味蕾感知，就形成了“味道”。这个“感知”的实质，就是“味道成分”与味蕾上的“味道受体”结合，产生电信号，通过神经传递到大脑，经过大脑的处理而形成不同的味道。人的舌头上大约有10000个受体，每个受体由40～100个细胞组成。

不同的味道由不同的物质产生，与受体作用的方式也不尽相同。目前，科学家们对各种味道的产生机理虽然还不能说“很清楚”，但也有了相当深入的认识。比如苦，则是咖啡因、奎宁等苦味物质与特定蛋白受体结合而产生——复杂的是，人类的舌头上大约有80种苦味受体。

而我们感知到的味道，是各种“味道信号”的组合。所谓的“电子舌头”，就是用电子仪器来模拟“品尝”这个过程。

技术的核心是各种电极，每一个电极探测一种或者一类成分。在目标物质与电极上的特定分子结合之后，产生电信号，而电信号的强弱跟目标物质的浓度成正比。通常的探测仪器都希望特异性好，也就是只跟特定的分子结合，而不受其他“干扰物”的影响。而电子舌头的探头则反其道而行之，希望特异性低、选择性差，能跟多种类似的分子结合。这是因为，我们尝味道的时候，并非只尝某种特定分子，而是各种能产生那种味道的所有分子的总和。比如甜味，不仅是蔗糖，葡萄糖、果糖等也都能产生甜味，都需要被探测到。否则，只能尝到蔗糖是甜的，而蜂蜜就不甜，这样的仪器就与“舌头”相去甚远了。

一个电子舌头上会有大量各种各样的电极。除了酸、甜、苦、咸、辣这五种基本味道，其他的一些由舌头上的化学反应决定的“口味感知”，比如涩等，也可以加入进去。在用仪器来分析一种混合物组成的时候，往往需要把样品进行比较繁杂的处理，使之符合仪器的工作要求。而电子舌头对样品准备的要求很低，只需要溶解在水中就可以了。

把许多个电极组成的“舌头”放进样品液体中，电极就产生电信号就传到软件里。几分钟后各个电极产生的电信号稳定下来，就形成了该样品的特征信号。再用软件对这些信号进行解析，就得到了这个样品的“味道”。这样的“舌头”，工作效率高而且不会疲劳，能使得品尝样品的速度大大加快。

当然，在正式测量之前，还是要对“电子舌头”进行培训。也就是，把用人品尝出来的味道跟电子舌头产生的信号相比较，建立数学模型。再用它去“尝”新样品，把得到的电信号用建立的数学模型解析回去，就得到了相应的“味道”。

电子舌头的准确性和可靠性取決于探头电极的设计，以及解析软件的仿真程度。虽然这种技术有了很大的进展，也有了一些产品问世，但味道的感知实在太过复杂，电子舌头至少在目前还无法代替人的舌头。在评价最终产品的味道时，还依然需要人来品尝。但是在产品开发的过程中，电子舌头就可以发挥其速度快、成本低、一致性好的优势，加速产品开发进度。