他研发电子舌，上天探索生命起源

　　浙江在线7月10日讯（记者 杨渐 通讯员 林晓莹）7月3日，在距离地球400公里的太空中，神舟十八号“出差三人组”叶光富、李聪和李广苏密切协同，圆满完成第二次出舱活动。在轨两个多月里，“神十八”乘组相继开展了多项空间科学实验。

　　其中一项任务，是“蛋白与核酸共起源及密码子起源的分子进化研究”。浙江工商大学食品与生物工程学院副院长田师一教授团队研发的电子舌，为其提供了支持。

　　“电子舌可以实时监测核苷酸和氨基酸这两种有机小分子在微重力环境下的反应。氨基酸是构成蛋白质的基本单位，核苷酸是构成核酸的基本单位，而蛋白质和核酸是生命中最重要的物质基础，研究它们有助于探究生命起源的秘密。”田师一介绍，目前空间站的实验数据已经传回，正在进行数据处理和信息的深度挖掘。

田师一在调试电子舌设备。记者 吴鑫 摄

　　让机器品尝酸甜苦辣

　　田师一今年43岁。2004年，他进入浙江工商大学食品与生物工程学院攻读研究生，由此接触到感官评价，开始从事这一领域的研究。

　　“一种食品口感如何，每个人的感觉是不同的，感官评价就是把感觉进行量化。”田师一举了个例子，比如某款奶茶口味如何，能否被大多数人接受，“我们会召集一批感官评价员，让他们在口感、甜度等维度打分，从而形成相应的感官评价标准。”

　　“理论上，只要感官不存在缺失，任何人都可以做感官评价员。但实际操作过程中，不同年龄、不同性别、不同地域的人，偏好的口味也各不相同。”田师一坦言，感官评价往往需要耗费大量的人力和物力。此外，对于烟、酒、茶，则需要经验更丰富的专家型评价员来进行感官评价。“品酒师、品茶师，都需要长时间专业性、系统性的学习才能培养出来。”

　　田师一开始思考，如何用机器代替人进行感官评价。“用机器来代替人，不仅可以节省成本，效率也更高。”

　　让机器“品尝”食物，听起来很美，做起来比想象中要难得多。一次次的失败，并没有动摇田师一的信心，他说：“做研究不是一件轻松的事，是一个摸索前行、不断进步的过程，不能因为失败就止步不前。”

　　电子舌就是在一个又一个失败的基础上诞生的。从2007年研制成功至今，电子舌一直在不断优化。

　　“传感器就像人体的舌头，电脑算法就如大脑。”田师一解释，传感器会与食品中各种成分进行反应，然后将传感器的信号跟人的感觉信号建立对应关系，最后得出味道感觉，并以数值的方式显示。“酸、甜、苦、辣、咸各种味道都能测出来。”

　　在田师一的指点下，我们仔细打量起电子舌。它有一个方形的底座，上面布满圆柱形的卡槽，上方是一个可以自由移动伸缩的传感器探头。田师一打开一旁的电脑，显示器上出现各种数值和曲线，直观地展现出被测物体的各种特性。

　　如今，电子舌已经在食品溯源、食品新鲜度、食品品质分级和食品生产过程中的质量监控等方面进行应用。“比如现在很流行的茶饮料，对茶叶的品质把控很重要。以前需要聘请专业的品茶师进行把控，现在用电子舌一测，就可以快速准确地得出结果。”田师一说。

　　从35千克减到350克

　　研究电子舌多年，田师一从未想过它有机会登上太空开展科研。

　　在“蛋白与核酸共起源及密码子起源的分子进化研究”中，电子舌并不是用来进行感官分析，而是作为一种监测工具。“电子舌上的传感器可以将被测物质的物理、化学性质转化为电信号，之后再对相应信号进行处理，进而对物质的反应和变化过程进行分析。”

　　田师一介绍，“蛋白与核酸共起源及密码子起源的分子进化研究”项目由中国科学院院士、厦门大学赵玉芬教授和刘艳副教授牵头主导，浙江工商大学、上海技物所、宁波大学合作参加，主要聚焦生命的化学起源研究。“简单来说，就是要利用空间站的微重力环境，对比地球上的环境，研究重力对生命诞生的影响。”田师一说。

　　“电子舌可以检测样本在不同反应阶段的差异，具有快速、智能、原位检测的优点。进入空间站后，不需要人工操作，可以自行检测。”2015年，田师一团队受邀正式加入该项目。

田师一在酒泉卫星发射基地。受访者供图

　　把电子舌送上太空并不容易，首先是体积和重量限制。毛岳忠是田师一的师弟，也是该项目的研究员。他介绍：“飞船的载荷有严格的限制和要求，所以我们要尽可能地减重。”

　　整套电子舌重量在35千克左右，他们要尽可能地缩小。“不是等比例缩小就行，我们保留了原有的思路，硬件和软件系统都重新做了一遍。”毛岳忠回忆，那段时间，每周除了给学生上课，师兄的大部分时间都“泡”在实验室里。

　　一次一次的论证和修改后，一整套太空版电子舌重量从35千克减至350克左右，约为原来的1/100，体积更是缩小到原来的1/130。

　　软硬件改造、抗压测试、密封性测试……8年来，田师一团队夜以继日，攻克了一个个难题，太空版电子舌越来越成熟。

　　2023年5月30日，田师一记得很清楚，那是太空版电子舌乘坐神舟十六号载人飞船首次登天的日子。“最紧张的就是发射前在酒泉卫星基地那半个月，每天反复检查论证，预想可能出现的问题。”最终，田师一团队出色地完成了任务。

　　看着火箭点火升空，田师一的心情由紧绷转变为激动和自豪，“很荣幸能参与国家空间站科研项目，对我们来说这是荣誉，也增添了我们在科研上的信心。”

　　有了第一次，就有第二次。今年4月25日，电子舌乘着神舟十八号载人飞船再次升空，继续执行科研任务。

　　智能炒菜机当大厨

　　这些天，田师一一直扎根实验室。除了电子舌，智能炒菜机也是他的关注点。

　　“智能炒菜机是我们和企业合作的一个项目，我们要帮助他们开发菜谱和嗜好评价体系。”田师一说，虽然他本人厨艺不咋地，但能让机器变成大厨。

　　“做菜时，厨师要考虑火候大小、味道调和，而我们做的就是让这些看得见、摸得着、可复制，而且可检验、数据化。”田师一说，中餐烹饪讲究火候、翻炒、投料的时机、加调料的量。“利用电子舌这样的智能感官技术，我们把这些维度数字化表达出来，形成相应的体系标准。”

　　这款炒菜机“手艺”如何？实验室里的学生们最有发言权，“之前做实验炒的菜，都被我们吃掉了，不比学校食堂大师傅做的差。”学生们说，跟着“老田”不仅能学到知识，还能品尝到各种美食。

　　从“老田”这个昵称，可以看出学生们对田师一的喜爱。“田老师的课虽然偏数据分析，比较难，但他总是能深入浅出地把知识点讲解透彻，课后还会不厌其烦地解答我们的问题。”2020级食品质量与安全专业学生沈淇群说。

　　不同于课堂上的随和，对待科研田师一要求很严格。在他看来，想要把一个个中餐菜肴工业化生产出来，标准化是必须逾越的一个坎。

　　田师一说：“以麦当劳为代表的西餐，正是通过制定西方美食的标准化实现了全球化扩张，成为首批吃到食品标准化红利的企业之一。相比西餐，中餐要达到美味的标准更为复杂。利用数字化技术实现中餐标准化，将塑造更加绿色、健康、快捷的中餐饮食方式。火力多大、翻炒多久，菜的口感最好？添加调料时我们常说‘适量’‘少许’，到底是多少？这些都可以用感官评价进行量化，最终形成美味数据模型。”

　　这些年，田师一研究的电子舌技术，为多家知名食品企业解决了难题。比如，为南京某企业实现了水果等农产品感官质量等级区分；为某知名零食企业解决了一系列产品的辣度以及质量控制和优化等关键技术问题；为某家电企业设定出传统豆浆的口感标准……

　　“科学研究的最终目的是服务于现实，让人们的生活变得更美好。”田师一抬手扶了扶眼镜，畅想起智能感官技术的未来， “电子舌这类智能感官技术并不局限于食品领域，比如人工智能、人型机器人等前沿领域，都可以将人类感觉数字化，从而赋予机器和人一样的感官系统……”

　　说到这些，田师一的眼里闪烁着希望的光芒。