TWI705412B - 基於氣體評價食材風味的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基於氣體評價食材風味的系統，其包括：多氣體感測模組、以及氣味資訊處理模組。多氣體感測模組包括得以與待評價食材所散發的氣味分子反應而形成呈色反應的呈色氣體感測晶片，並多氣體感測模組根據呈色反應產生分別對應呈色反應的顏色圖像。氣味資訊處理模組和多氣體感測模組通訊連接且包括將顏色圖像而轉換為氣味資訊的影像擷取單元、含有複數筆識別資訊的資料庫單元、以及針對識別資訊與顏色圖像進行計算而形成食材風味評價結果的運算單元。使用者即可根據食材風味評價結果判斷食材的實際狀況。

Description

基於氣體評價食材風味的系統及方法
本發明關於生鮮食材的電商服務系統領域，尤指一種利用呈色氣體感測晶片輔助食材評判的食材風味的評價系統。
網際網路技術演進，各種資訊僅於彈指之間即可出現在使用者眼前。在現代，網際網路的應用領域十分廣泛，網路電商服務即是其中的一個角落。網路電商的出現，逐漸取代了傳統市場，因其便利性、即時性正剛好符合現代緊湊的生活步調，故廣受人們青睞，相關業者鎖定商機，舉凡：服飾、電器、生活用品等，皆有網路電商的涉足，可謂人們的基本生活需求都可透過網路電商滿足。
而於生活需求領域—食、衣、住、行中，又以「食」最為與人們生活息息相關。網路電商對此亦有所著墨，然而與其他領域不同的是，關於食物的味道、新鮮度、熟成度等食物條件，並不能單從網路電商在網站提供的圖片或文字評斷，必須真真實實地接觸食物實體才能判斷。因此，相關業者提出解決之道，如中國公開專利第CN107358507A號，即揭示一種基於互聯網的食品推廣及銷售系統，包括遊客登入端、伺服器、會員登入端，遊客登入端包括會員註冊模組、食品評價系統、運費支付系統、食品試吃系統；伺服器包括視頻資訊存儲系統、食品評價系統；遊客登入端通過資訊查詢模組與伺服器相聯；食品評價系統、運費支付系統及食品試吃申請系統的輸出端與伺服器的輸入端通過網路通信模組相聯；會員登入端包括食品評價系統、運費支付系統、食品試吃系統、食品選購系統。本發明通過登入端進入伺服器頁面，在瀏覽的過程中，通過資訊查詢模組快速地找到相關的食品，在不確定食品是否適合自己口味時，可以免費領取試吃品，只要付少許的運費即可，能夠減少不必要的花費。
上述習知技藝固然可以減少網路電商購買食品的不確定性，但以此習用技藝卻無法確保生鮮食材的風味、新鮮度、熟成度，因生鮮食材的保存環境、生產地、採收時間等因素，都有可能會對生鮮食材的風味、新鮮度、熟成度造成影響，即使試吃過了，也難以擔保正式購買取貨時，是同一批貨源，甚至同樣的品質。是以，關於生鮮食材的網路電商服務系統仍有極大改善空間。
本發明的主要目的在於解決習用技藝無法快速且客觀地呈現食物風味的問題。
為達上述目的，本發明提供一種基於氣體評價食材風味的系統，包含：一多氣體感測模組、以及一氣味資訊處理模組。
該多氣體感測模組包括至少一得以與一待評價食材所散發的至少一氣味分子反應的呈色氣體感測晶片。
該氣味資訊處理模組包括一從該呈色氣體感測晶片取得至少一顏色圖像而轉換為一氣味資訊的影像擷取單元、一和該影像擷取單元通訊連接且包括一含有複數筆識別資訊的資料庫單元、以及一針對該些識別資訊與該氣味資訊進行一計算而形成一食材風味評價結果的運算單元。
在一實施例中，該呈色氣體感測晶片包括彼此堆疊設置的一化學反應層以及一反應呈色層，該化學反應層和該些氣味分子產生一化學反應且該反應呈色層根據該化學反應產生一呈色反應而呈現出對應該待評價食材的該顏色圖像，該化學反應層包括至少一得以與該些氣味分子反應而產生該化學反應的反應區，並使該化學反應層遠離該反應呈色層之一側作為一進氣面，該反應呈色層包括對應設置的一呈色面以及一反應面，該反應面接觸該化學反應層的該反應區，該反應呈色層還包括有一呈色指示劑以對應該反應面的該化學反應產生該些呈色反應。
在一實施例中，該進氣面上更設有至少一膜層，該膜層選自由一具阻水性的透氣膜、一吸附層、一具氣味分子篩選功能的擴散膜及其組合所組成的群組。
在一實施例中，該多氣體感測模組還包括一承載於該呈色氣體感測晶片的標籤以及一設置於該標籤上且對應該待評價食材的條碼結構。
在一實施例中，該顏色圖像包括複數個彼此相異的單一顏色。
在一實施例中，進一步包括一手持式電子裝置，該手持式電子裝置包括一應用程式單元(APP)以提供該些氣味資訊以及該些識別資訊。
在一實施例中，該資料庫單元更連結一雲端數據資料庫。
在一實施例中，該計算更包括一實時計算、一准實時計算、一離線計算、或其組合。
本發明另提供一種基於氣體評價食材風味的系統的操作方法，包含以下步驟：
S1：提供一多氣體感測模組，且該多氣體感測模組包括至少一呈色氣體感測晶片，該呈色氣體感測晶片包括彼此堆疊設置的一化學反應層以及一反應呈色層。
S2：使該呈色氣體感測晶片與一待評價食材所散發的至少一氣味分子反應，且該化學反應層和該些氣味分子產生一化學反應並該反應呈色層根據該化學反應產生一呈色反應而呈現出對應該待評價食材的至少一顏色圖像。
S3：提供一包括一影像擷取單元、一含有複數筆識別資訊的資料庫單元、以及一運算單元的氣味資訊處理模組，並使該影像擷取單元從該呈色氣體感測晶片取得該顏色圖像而轉換為一氣味資訊，且使該運算單元針對該些識別資訊與該氣味資訊進行一計算而形成一食材風味評價結果。
據上，透過本發明可提供使用者一個更加客觀的指標，以迅速了解食物的情況，如風味、酸甜度、熟成度、新鮮度等。並因本發明數據化所有資訊，讓使用者之間的溝通有了具體依據。藉由本發明，使用者將不再需如過去只能以目視觀察、嗅聞篩選等較主觀的檢測方式辨識食材的新鮮程度等資訊，以更進一步減少食安危機。且供應商亦可經由本發明，掌控產品的產銷狀況，甚至，完成產品的市場分析，以擬定更符合市場趨勢的行銷方式，提升整體銷售毛利率。是以，本發明兼顧了使用者及供應商的需求，為本領域帶來更加便利、且實用的生鮮食材評價系統。
有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：
請參閱『圖1』、以及『圖2』。本發明為一種基於氣體評價食材風味的系統，其包含：一多氣體感測模組10、以及一氣味資訊處理模組20。
該多氣體感測模組10包括至少一呈色氣體感測晶片11，該呈色氣體感測晶片11可以與一待評價食材所散發的至少一氣味分子反應而形成至少一呈色反應。並該多氣體感測模組10根據該些呈色反應產生分別對應該些呈色反應的至少一顏色圖像，其中，該顏色圖像包括複數個彼此相異的單一顏色。簡言之，本發明的該多氣體感測模組10可透過該呈色氣體感測晶片11與該些氣味分子反應所形成的該些呈色反應，並對應地形成該顏色圖像。於本發明中，該待評價食材的來源可自於食物，如：一生鮮食材、或一外賣餐飲，更具體地，例如：蔬果、肉類、便當等，但不以此為限，凡可以散發出氣味的食物皆可應用於本發明。
請續參閱『圖3』、以及『圖4』。該呈色氣體感測晶片11包括彼此堆疊設置的一化學反應層111以及一反應呈色層112，另，該呈色氣體感測晶片11更包括一阻隔部113，並將於下述說明中提供更加詳細的敘述，以使本領域技術人士更加理解本發明的內涵。
該化學反應層111被該阻隔部113隔開為包括複數個第一區域1111，該第一區域1111包括一遠離該反應呈色層112之一側的進氣面1112以及一反應區1113，該些氣味分子由該進氣面1112進入該反應區1113，每一該反應區1113可與該些氣味分子反應而產生一化學反應。該些反應區1113上可各自包括不同種類的化學物質，以與不同目標氣體產生反應，譬如某些反應區1113可與烷烴反應、某些反應區1113可與醇類反應、某些反應區1113可與硫化物反應等。該阻隔部113係隔開相鄰的該第一區域1111，而讓相鄰的該第一區域1111彼此不產生影響。其中，該化學反應更為一氧化還原反應、一酸鹼反應、一酵素催化反應、一金屬催化反應、一縮合反應(condensation reaction)、一水解反應(hydrolysis)、一加成反應(addition reaction)，一消去反應(elimination reaction)、一取代反應(substitution reaction)、或其組合，但不以此為限。於一非限制性的實例來說，適用於本發明的氧化還原反應舉例可為乙醇氧化為乙醛或乙酸，酵素催化反應舉例可為葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)，金屬催化可為白金觸媒。另例，假設其中一個反應區1113塗附有聯氨(H 2N-NH 2)，當含有二氧化碳的該些氣味分子與上述塗附有聯氨的該反應區1113反應時將產生H 2NNHCOOH，利用氧化還原指示劑結晶紫(Crystal violet)呈色。且在本發明一態樣中，該呈色氣體感測晶片11可進一步包括一設置在該進氣面1112上的保護層，以避免氣體直接地進入該些反應區1113所造成的干擾或損壞。
該些反應區1113所進行的反應，如果是一個不可逆的反應時，則所產生的反應結果將可做為歷程資訊；然而，如果在該些反應區1113中產生氣味分子吸附後又脫附的現象時，所進行的反應是一個可逆的反應，可做為一個即時資訊。故在設計時可適度地調整擴散係數控制氣味分子吸附及脫附速度，使得該些反應區1113的反應為可逆的反應，即可同時記錄歷程資訊及即時資訊。
該反應呈色層112也被該阻隔部113隔開為包括複數個第二區域1121，該第二區域1121和該第一區域1111相互對應推疊，且該第二區域1121包括一呈色面1122以及一與該化學反應層111的該反應區1113接觸的反應面1123。且該反應呈色層112包括有一呈色指示劑，因此，當該反應區1113產生該化學反應時，與該反應區1113接觸的該反應呈色層112將對應該化學反應而產生該些呈色反應。
其中，該呈色指示劑的組成物是選自由一水合物、一沉澱物、一金屬配位化合物及其組合所組成的群組。以該水合物舉例來說，可為乾燥氯化亞鈷遇水氣生成粉紅色水合物；以該沉澱物舉例來說，可為醋酸鉛遇硫化氫生成黑色硫化鉛沉澱；以該金屬配位化合物舉例來說，可為氧氣與血紅素中鐵離子配位結合成鮮紅色。補充說明地，適用於本發明的「呈色指示劑」並無特別限制，例如，該呈色指示劑更可為一酸鹼指示劑、一溶劑化顯色、或其組合。於一非限制性的實例來說，該酸鹼指示劑可為溴瑞香草酚藍(Bromothymol Blue)、酚酞等呈色試劑。
本實施例中，該第一區域1111更可分為該第一區域1111a、1111b，該進氣面1112更可分為該進氣面1112a、1112b，該反應區1113更可分為該反應區1113a、1113b；該第二區域1121更可分為該第二區域1121a、1121b，該呈色面1122更可分為該呈色面1122a、1122b，該反應面1123更可分為該反應面1123a、1123b。該阻隔部113係一隔牆，隔開相鄰的該第一區域1111a、1111b以及該第二區域1121a、1121b，讓該些氣味分子進入該進氣面1112a而和該反應區1113a發生的反應的不會影響相鄰的該反應區1113b，也讓該反應區1113a發生的反應僅影響該反應面1123a和該呈色面1122a，而不會影響該反應面1123b和該呈色面1122b。
請續參閱『圖4』。在一實施例中，更包括一設置在最外側的抗反射膜30，該抗反射膜30有助於使用者從外部透過儀器或肉眼觀察該呈色面1122的顏色變化並避免干擾。
或更設有一層或多層具有氣味分子篩選功能的擴散膜40來達到篩選特定氣味分子的效果。該擴散膜40設置在該化學反應層111外側，更詳細地，即靠近該進氣面1112設置。
而在設置有該些擴散膜40的情況下，每一該擴散膜40所針對的氣味分子可彼此不同。除此之外，為了調整氣味分子在該些擴散膜40之中的擴散路徑，達到改變大小分子的擴散速度以獲得篩選大小分子的效果。在一實施例中，每一該擴散膜40中都可添加尺寸不一的石墨烯50。
如欲更有效率地吸附氣味分子，本發明中更可在該擴散膜40之中包括一吸附分子來達成上述目標。上述的吸附分子可為任何具有吸附功能的液體、膠體、孔洞、或者是纖維薄膜。於一具體的非限制性實例中，可使用甘油作為該吸附分子；或於一具體的非限制性實例中，使用孔洞作為該吸附分子時，是利用孔洞的特性篩析尺寸較大的氣體分子。然而，也可直接地在一對擴散膜40之間設置一含有吸附分子的吸附層，此設置也可以獲得良好的吸附效果。
補充說明的是，在前文中所描述的種種實施例中，為了降低外界環境對於內部化學反應的干擾，可選擇性地在靠近該化學反應層111的該進氣面1112的適當位置設置具阻水性的透氣膜。總體來說，該膜層可選自由該透氣膜、該吸附層、該擴散膜40及其組合所組成的群組。
又，本發明更可設置複數個比色區塊，使該些比色區塊與該些反應區1113對應排列設置，以使顏色的辨別更將容易，降低辨識誤差。
上述諸多實施例中，在該些氣味分子可以進入該化學反應層111並與該些反應區1113反應的前提下，該化學反應層111、該反應呈色層112、或其他功能層的順序可以彼此對調，並未限制。
由上述說明中，已將本發明該多氣體感測模組10中的該呈色氣體感測晶片11做一系列說明，再來是關於該氣味資訊處理模組20的部分。
該氣味資訊處理模組20包括一影像擷取單元21、一和該影像擷取單元21通訊連接且包括一含有複數筆識別資訊的資料庫單元22、以及一運算單元23。
其中，該資料庫單元22內含的該些識別資訊可透過一感測建模過程而形成。所謂的該感測建模過程，更具體地，即先提供一樣品，該樣品可屬於食物的一類，如：蔬果、肉類等，凡可散發出氣味的食物皆是可以應用的範疇；再利用本發明的該多氣體感測模組10形成屬於該樣品的一顏色圖像；並使該影像擷取單元21取得該顏色圖像而轉換為一氣味資訊，其中，該氣味資訊為數據化資訊；最後再使該氣味資訊進行雲端數據處理、人工智能建模，以建立起本發明所述的該些識別資訊，關於雲端數據處理、人工智能建模應屬於本領域人士通常知識，故不贅述。而對於本領域技術人士可以理解的是，該資料庫單元22更可連結一雲端數據資料庫，以即時存取該些識別資訊。
於一實施例中，更可進一步包括一手持式電子裝置，該手持式電子裝置包括一應用程式單元(APP)以提供該些氣味資訊以及該些識別資訊。即，使用者可以使用安裝有該應用程式單元(APP)的該手持式電子裝置，逕自取得關於任何食物的該些呈色反應的相關資訊，並經由該應用程式單元(APP)轉換該些呈色反應的相關資訊為該氣味資訊或該些識別資訊，且上傳至前述的該雲端數據資料庫。其中，該應用程式單元(APP)可具有一照相功能，亦即，該些呈色反應的相關資訊可為照片的形式。
或於一實施例中，該多氣體感測模組10還包括一承載於該呈色氣體感測晶片11的標籤以及一設置於該標籤上且對應該待評價食材的條碼結構。而該標籤上的條碼結構可以為一一維條碼、一二維條碼、一圖案標記、一無線射頻識別系統(RFID)電子標籤、或其組合，但不以此為限。使用者即可隨時透過該標籤連上食材資訊網絡確認、查詢關於該待評價食材的該些識別資訊。
具體言之，本發明於實際應用時，在該多氣體感測模組10於取得該待評價食材的該顏色圖像，並使該影像擷取單元21將該顏色圖像轉換為該氣味資訊後，即使該運算單元23針對該些識別資訊與該氣味資訊進行一計算而形成一食材風味評價結果，其中，該食材風味評價結果可以數據化的形式表現。消費者就可依該食材風味評價結果得知該待評價食材是否於適宜食用範圍。舉例來說：若檢測的食材為肉類，透過本發明即可立刻推得腐敗程度、或風味等；若評測的食材為蔬果，透過本發明即可馬上推斷蔬果熟成度是否適宜食用。
而於本發明中，該計算更包括一實時計算、一准實時計算、一離線計算，或其組合。所謂的該實時計算為：即時的比對結果計算；使用者可直接透過顏色比對，輕易判斷經由該實時計算所計算出的該食材風味評價結果，是否落於適宜食用範圍。而准實時計算、以及該離線計算為：後續的計算，例如：更精確的氣味分子種類與濃度資訊，甚至為食材的運銷資訊等，即為供應商提供綜合資訊，以掌握食材的實際產銷狀況。
請續參閱『圖5』。綜上所述，本發明的操作方法可如下：
S1：提供該多氣體感測模組10，且該多氣體感測模組10包括至少一呈色氣體感測晶片11，該呈色氣體感測晶片11包括彼此堆疊設置的該化學反應層111以及該反應呈色層112。
S2：使該呈色氣體感測晶片11與該待評價食材所散發的至少一氣味分子反應，且該化學反應層111和該些氣味分子產生該化學反應並該反應呈色層112根據該化學反應產生該些呈色反應而呈現出對應該待評價食材的至少一顏色圖像。
S3：提供該包括該影像擷取單元21、該含有複數筆識別資訊的資料庫單元22、以及該運算單元23的氣味資訊處理模組20，並使該影像擷取單元21從該呈色氣體感測晶片11取得該顏色圖像而轉換為該氣味資訊，且使該運算單元23針對該些識別資訊與該氣味資訊進行該計算而形成該食材風味評價結果。
使用者即可根據該食材風味評價結果，得到食物是否適宜食用等客觀食用條件；或供應商即可知道目前的產銷狀況等市場狀況，以進一步做市場評估。
據上，透過本發明可提供使用者一個更加客觀的指標，以迅速了解食物的情況，如風味酸、甜度、熟成度、新鮮度等。並因本發明數據化所有資訊，讓使用者之間的溝通有了具體依據。藉由本發明，使用者將不再需如過去只能以目視觀察、嗅聞篩選等較主觀的檢測方式辨識食材的新鮮程度等資訊，以更進一步減少食安危機。且供應商亦可經由本發明，掌控產品的產銷狀況，甚至，完成產品的市場分析，以擬定更符合市場趨勢的行銷方式，提升整體銷售毛利率。是以，本發明兼顧了使用者及供應商的需求，為本領域帶來更加便利、且實用的生鮮食材評價系統。
10:多氣體感測模組
11:呈色氣體感測晶片
111:化學反應層
1111、1111a、1111b:第一區域
1112、1112a、1112b:進氣面
1113、1113a、1113b:反應區
112:反應呈色層
1121、1121a、1121b:第二區域
1122、1122a、1122b:呈色面
1123、1123a、1123b:反應面
113:阻隔部
20:氣味資訊處理模組
21:影像擷取單元
22:資料庫單元
23:運算單元
30:抗反射膜
40:擴散膜
50:石墨烯
S1~S3:步驟
『圖1』，為本發明一實施例的系統結構示意圖。 『圖2』，為本發明一實施例的呈色氣體感測晶片外觀示意圖。 『圖3』，為本發明一實施例的呈色氣體感測晶片結構示意圖。 『圖4』，為本發明另一實施例的呈色氣體感測晶片結構示意圖。 『圖5』，為本發明一實施例的系統操作方法步驟流程圖。
10:多氣體感測模組
11:呈色氣體感測晶片
20:氣味資訊處理模組
21:影像擷取單元
22:資料庫單元
23:運算單元

Claims (8)

  1. 一種基於氣體評價食材風味的系統，包含：一多氣體感測模組，該多氣體感測模組包括至少一得以與一待評價食材所散發的至少一氣味分子反應的呈色氣體感測晶片，其中，該呈色氣體感測晶片包括彼此堆疊設置的一化學反應層以及一反應呈色層，該化學反應層和該些氣味分子產生一化學反應且該反應呈色層根據該化學反應產生一呈色反應而呈現出對應該待評價食材的該顏色圖像，該化學反應層包括至少一得以與該些氣味分子反應而產生該化學反應的反應區，並使該化學反應層遠離該反應呈色層之一側作為一進氣面，該反應呈色層包括對應設置的一呈色面以及一反應面，該反應面接觸該化學反應層的該反應區，該反應呈色層還包括有一呈色指示劑以對應該反應面的該化學反應產生該些呈色反應，且該進氣面上更設有至少一膜層，該膜層選自由一具阻水性的透氣膜、一吸附層、一具氣味分子篩選功能的擴散膜及其組合所組成的群組；以及一氣味資訊處理模組，該氣味資訊處理模組包括一從該呈色氣體感測晶片取得至少一顏色圖像而轉換為一氣味資訊的影像擷取單元、一和該影像擷取單元通訊連接且包括一含有複數筆識別資訊的資料庫單元、以及一針對該些識別資訊與該氣味資訊進行一計算而形成一食材風味評價結果的運算單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中，該多氣體感測模組還包括一承載於該呈色氣體感測晶片的標籤以及一設置於該標籤上且對應該待評價食材的條碼結構。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中，該顏色圖像包括複數個彼此相異的單一顏色。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中進一步包括一手持式電子裝置，該手持式電子裝置包括一應用程式單元(APP)以提供該氣味資訊以及該些識別資訊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中，該資料庫單元更連結一雲端數據資料庫。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中，該計算更包括一實時計算、一准實時計算、一離線計算、或其組合。
  7. 一種基於氣體評價食材風味的方法，包含以下步驟：S1：提供一多氣體感測模組，且該多氣體感測模組包括至少一呈色氣體感測晶片，該呈色氣體感測晶片包括彼此堆疊設置的一化學反應層以及一反應呈色層；S2：使該呈色氣體感測晶片與一待評價食材所散發的至少一氣味分子反應，且該化學反應層和該些氣味分子產生一化學反應並該反應呈色層根據該化學反應產生一呈色反應而呈現出對應該待評價食材的至少一顏色圖像，其中，該化學反應層包括至少一得以與該些氣味分子反應而產生該化學反應的反應區，並使該化學反應層遠離該反應呈色層之一側作為一進氣面，該反應呈色層包括對應設置的一呈色面以及一反應面，該反應面接觸該化學反應層的該反應區，該反應呈色層還包括有一呈色指示劑以對應該反應面的該化學反應產生該些呈色反應，且該進氣面上更設有至少一膜層，該膜層選自由一具阻水性的透氣膜、一吸附層、一具氣味分子篩選功能的擴散膜及其組合所組成的群組；以及 S3：提供一包括一影像擷取單元、一含有複數筆識別資訊的資料庫單元、以及一運算單元的氣味資訊處理模組，並使該影像擷取單元從該呈色氣體感測晶片取得該顏色圖像而轉換為一氣味資訊，且使該運算單元針對該些識別資訊與該氣味資訊進行一計算而形成一食材風味評價結果。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中，該計算更包括一實時計算、一准實時計算、一離線計算、或其組合。
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