Elektronische neus ruikt niet enkel aroma’s

Dat elektronische neuzen een ‘neus’ hebben voor aroma’s is evident. Maar had u al gehoord over toepassingen zoals controle van de authenticiteit van grondstoffen of detectie van ongewenste micro-organismen?

Snelle detectie van vluchtige componenten
Elektronische neuzen kunnen op een snelle manier vluchtige componenten detecteren (Figuur 1). Ze bestaan in verschillende vormen. Algemeen kan worden gesteld dat ze opgebouwd zijn uit een reeks van elektronische chemische sensoren die gezamenlijk (via een patroonherkenningssysteem) in staat zijn om simpele en complexe geurstoffen te detecteren. Een nieuwe evolutie hierbij is dat men tracht om de receptoren die in onze neus verantwoordelijk zijn voor het kunnen ruiken van componenten,  als sensoren tracht te gebruiken (zie eerder STW artikel, en toelichting hieromtrent op de 2nd FoodSpot Workshop - zie verder).


Figuur 1 : Detectie van vluchtige componenten met sensoren - het principe (Bron: Dr. M Bücking)
 
Een andere benadering voor de detectie van vluchtige componenten steunt op metaal oxide sensoren waarbij adsorptie van vluchtige componenten op het oppervlak van halfgeleiders leidt tot een verandering in de elektrische weerstand (Figuur 2). Uit deze verandering kan het type component en zijn concentratie worden afgeleid.


Figuur 2 : Adsorptie van vluchtige componenten op metaal oxide sensor  (Bron: Dr. M. Bücking) 

Vooraleer te starten met het gebruiken van hoger vermelde sensoren dient men zich ervan bewust te zijn dat kennis over de aromacomponenten, hun typische concentratierange en mogelijke interfererende componenten onontbeerlijk is om de metingen correct uit te voeren en de meetresultaten juist te interpreteren (Figuur 3). Deze informatie kan verkregen worden via een analyse op basis van gaschromatografie (GC).
  
               
Figuur 3: Voorwaarden bij het gebruik van elektronische neuzen (Bron: Dr. M. Bücking)

Toepassingsmogelijkheden in de voedingsindustrie
Elektronische neuzen kunnen gebruikt worden in de kwaliteitscontrole of een nuttige tool zijn bij productontwikkeling. In Figuur 4 wordt dit geïllustreerd voor verschillende honingtypes.  Men kan hierbij kijken naar de mate waarin een bepaald type honing zijn typische karakteristieken heeft, of behoudt (de variatie binnen de groep moet dus zo klein mogelijk zijn).  Voor een nieuw product kan men anderzijds zo nagaan of het zich voldoende onderscheidt van deze die reeds op de markt zijn.  Merk ook op dat fraude met honing die aangezoet is met rietsuiker ('cane') duidelijk kan worden opgespoord.

Figuur 4: Elektronische neus toegepast op honingstalen (Bron: prof. J. Lammertyn)
 
In een lezing op de 1st FoodSpot Workshop toonde Dr. Mark Bücking van Fraunhofer Instituut IME  nog enkele andere toepassingsmogelijkheden: het nagaan van de authenticiteit van grondstoffen (geïllustreerd aan de hand van de originebepaling van pindanoten) en de detectie van bacteriële contaminatie.  Zo kan de aanwezigheid van Pseudomonas putida opgemerkt worden door de aanwezigheid van het vluchtige MeSH .  Detectie van dit molecule blijkt 8 maal sneller te gaan met een metaal oxide sensor dan met GC (Figuur 5).

     
Figuur 5: Toepassing van elektronische neus voor voedselveiligheid (Bron: Dr. M. Bücking)

Bio elektronische neus wordt voorgesteld op 2nd FoodSpot Workshop
Op dit evenement op 27 mei 2009 te Ede (Nederland) dat in het teken staat van 'Meet food sensory innovations @ FOOD Valley',  zal in één van de lezingen verder ingegaan worden op de bio elektronische neus waar de Wageningse Universiteit aan werkt.
Programma en inschrijving
Routebeschrijving NIZO

Bronnen
- Presentatie 'Gas Sensors' op de 1st FoodSpot Workshop (22/01/2009 te Aken) door Dr. Mark Bücking (Fraunhofer IME)
- Presentatie 'Sensortechnologie voor kwaliteitsbewaking van voeding doorheen de productieketen' op Flanders' FOOD Technology Day (06/11/2008 te Affligem) door Dr. Bart De Ketelaere en prof. Jeroen Lammertyn (MeBioS - KULeuven)
- Artikel 'Chip leert ruiken' Kennisonline september 2008

(steven.vancampenhout@flandersfood.com)

Artikel verschenen in de Foodgate STW nieuwsbrief.