Urmărirea aromelor - întâlnirea științei și a simțurilor

Gusturile, aromele și mirosurile joacă un rol important în viața noastră: pot evoca emoții puternice și amintiri vechi.

Gândiți-vă la tortul mamei sau bunicii, parfumul, parfumul cuplului nostru sau doar buchetul unui vin bun ... Fără îndoială, ele sunt importante pentru noi, consumatorii. Dar sunt esențiale și pentru cercetători, dezvoltatori și producători! Din acest punct de vedere, ce înseamnă arome, ce înseamnă?

Analiza aromelor poate fi, de asemenea, foarte valoroasă pentru asigurarea calității produsului. Numărul multor întrebări diferite la care trebuie să răspundă analiza aromelor este la fel de abundent ca și domeniul compușilor aromatici în sine ... O mulțime!

Termenul "aromă", așa cum este utilizat în mod exclusiv, se referă la compuși volatili, ingrediente care sunt perceptibile pentru organul olfactiv, cum ar fi nasul uman. În ciuda numărului lor extrem de mare, doar o cantitate limitată de materie volatilă este implicată în formarea aromei. O importanță deosebită sunt compușii activi pentru aromă, dintre care doar o mică parte este un compus volatil - în cazul alimentelor, este de aproximativ 5%. În plus, aceste substanțe aromatice se găsesc în general numai în concentrații foarte scăzute, care sunt totuși suficiente pentru a stimula receptorii olfactivi din nasul uman - adică sunt prezenți în cantități peste pragul de miros. În același timp, există și un exemplu că substanțele volatile prezente în mai multe concentrații sub valoarea pragului sunt deja capabile să creeze și să creeze aroma și caracteristicile produsului.

Iată două concepte de distins:

„Odoranți cheie”: pentru un anumit aliment, se referă la moleculele care joacă un rol crucial în dezvoltarea mirosului caracteristic al alimentului (de exemplu benzaldehidă - migdale).
„Arome nepotrivite”: substanțe cu miros sau miros nefavorabil.

Utilizarea acestor termeni poate depinde, de asemenea, de un anumit aliment: aceeași moleculă poate contribui la mirosul sau gustul obișnuit al unei anumite gustări, în timp ce un alt aliment poate provoca un efect nedorit. De exemplu, într-o băutură alcoolică, mirosul de etanol este normal, necesar pentru mirosul și gustul obișnuit, dar pentru un fruct, pe care îl luăm din cămară și am dori să mâncăm numai crud, nu mai este de dorit.

Sursa imaginii: Freepik; Editarea mea

Experiențele cunoscute de gust și aromă, cum ar fi „fum”, „vanilie” și „cafea”, sunt de obicei alcătuite din compuși cu arome diferite. Percepția aromelor este o parte a percepției senzoriale (percepție, percepție), care, împreună cu mirosul și gustul, se realizează ca un fel de percepție trigeminală.

În timp ce receptorii olfactivi din nas simt compuși volatili ai aromei, care pot fi introduși în corp de nasul sau gâtul însuși, spre deosebire de aromă, gustul unui produs poate fi simțit prin al cincilea nerv cerebral (nervul trigemen) prin simțurile umane și detectarea trigemenului. Această interacțiune creează o impresie senzorială generală, așa-numitul „gust”.

Cum este percepută și percepută aroma?

Există mai multe metode și proceduri, dintre care aș putea să le evidențiez pe cele mai cunoscute și mai populare.

Sensibilitatea detectorului instrumental al unui echipament analitic este adesea incapabilă să țină pasul cu nasul uman. Astfel, determinarea componentelor individuale ale aromelor se poate face și pe baza unui principiu de măsurare combinat: după separarea cromatografică gazoasă, măsurarea are loc printr-o deschidere de miros, unde se duce nasul celui care efectuează măsurarea! Această tehnică este mai bine cunoscută sub numele de cromatografie gazoasă olfactometrică (GCO). Una dintre provocările procedurii este însuși investigatorul calificat, adică factorul uman. La urma urmei, rezultatul metodei este o combinație de răspuns științific și percepție umană.

Cealaltă tehnică cea mai populară este GC-MS, adică cuplarea unui aparat cromatografic cu gaze cu un spectrometru de masă. În termeni simpli, principiul funcționării este că fiecare material, în funcție de structura sa, poate fi împărțit în ioni specifici, astfel încât scopul instrumentului este de a crea ioni detectabili, fragmentați, separați. În acest fel, se poate deduce structura materialului de pornire. Principalele dezavantaje ale acestei metode sunt că este costisitor, instrumentul este complex și timpul de măsurare necesar pentru fiecare probă este foarte mare.

Principalul subiect de cercetare și dezvoltare din ultimii ani este nasul electronic sau inteligent (E-Nose, SmartNose). Ei bine, se pare că, pe măsură ce lumea s-a deplasat în direcția roboticii, producția de nas a reușit și ea ... Deși nu este într-adevăr sub forma unui nas uman. Nasul electronic în sine imită sistemul olfactiv al nasului uman. Se bazează pe un sistem de senzori de receptori artificiali. O serie de senzori chimici sunt conectați la un sistem de recunoaștere a modelelor care răspunde la mirosurile care trec prin el. Mirosurile diferite provoacă reacții diferite în senzori, iar aceste răspunsuri dau un model de semnal specific unei anumite arome. Computerul folosește software-ul plăcilor de date pentru a evalua modelul de semnal rezultat folosind metode de recunoaștere a modelelor. Este denumit, de asemenea, un fel de recunoaștere a „amprentelor digitale”. Este utilizat nu numai în industria alimentară și cosmetică, ci și în domeniile agriculturii, biomedicale, de mediu, militare, farmaceutice, de reglementare și diverse cercetări științifice.

Chiar și pe vremea filmului Richie Rich (1994), ei știau cât de mare este un e-nas, un bun exemplu al acestuia este Szimatmaster 9000 ... Chiar și înainte de film

Ideea pentru nasul E a apărut 10 ani mai târziu!

Notă: O altă dezvoltare a nasului electronic este implementarea sniffing-ului și creșterea preciziei.

Scurt video (1 minut) științific despre funcția nasului electronic (în engleză):

Dar totuși, de ce analizăm aroma? Este util deloc? Câteva exemple practice de ilustrat.

Analizând aromele, putem determina nu numai autenticitatea originii botanice a mierii (de exemplu, în cazul adulterării), ci și contaminarea materiilor prime (de exemplu, aflatoxina de porumb). De la clasificare și clasificare (de exemplu, cafea) până la stabilirea proceselor microbiologice (de exemplu, deteriorarea cărnii) într-un produs dat, aceste sisteme de măsurare pot fi utilizate.

Printre numeroasele domenii, analiza aromelor poate fi benefică și în fabricarea și dezvoltarea produselor. Următoarele exemple pot servi drept o bună demonstrație:

… Și acesta este doar începutul liniei și a bazinului hidrografic al industriei alimentare. În plus, trebuie menționat în legătură cu nasul electronic că este capabil să detecteze și anumite boli. Mai mult, este folosit și pentru analiza și monitorizarea compostării, descompunerea plantelor și chiar în investigațiile penale. ... Gândiți-vă doar că dacă analiza aromelor este deja capabilă de atât de multe, atunci ce va fi detectabil în viitor? După cercetări și dezvoltări intensive, nu ne mai putem imagina.

Sursă:

Hasin Alam, S. Hasan Saeed: 2013. Modern Applications of Electronic Nose: A Review. Jurnalul internațional de inginerie electrică și computerizată (IJECE) Vol. 3, nr.1, p. 52-63.

Tothill, adică; Turner, A.P.F.: 2003. BIOSENZORII în Enciclopedia Științelor Alimentare și Nutriție (Ediția a II-a)

Mottram, D.S. Elmore, J.S.: 2003. EVALUARE SENZIONALĂ | Aroma în Enciclopedia Științelor Alimentare și Nutriție (Ediția a II-a)

Pardo, M.; Sberveglieri, G.: 2002. Analiza cafelei cu nas electronic. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement Vol. 51, Ediția 6, p. 1334 - 1339.