FLANDERS' FOOD RADAR

Elektronische neustechnologie

Massaspectrometrie-gebaseerde elektronische neustechnologie (MS-nosetechnologie) is een veelbelovende technologie voor snelle classificatie van voedingsmiddelen, ingrediënten en voedingscontactmaterialen op basis van hun aroma- of geurprofiel.

Elektronische neustechnologie is een vrij recente analytische technologie, die enkele voordelen biedt voor objectieve aroma- en geurkarakterisering van voedingsmiddelen en -contactmaterialen. Klassieke aromaprofilering, gebaseerd op gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS), is doorgaans tijdrovend omwille van de analyseduur (chromatografische scheiding) en de identificatie van de vluchtige componenten in veelal complexe samenstellingen. Elektronische neustechnologie daarentegen kan gebruikt worden om snel en objectief het aroma of de geur van een product te exploreren. Dé belangrijkste troef van digitale geurkarakterisering is immers de snelheid waarmee de techniek een zogenaamde ‘aromafingerprint’ kan genereren. Een aromafingerprint is als het ware een vingerafdruk van het aroma- of geurprofiel van een product.

Een elektronische neus bestaat meestal uit een module voor snelle isolatie van vluchtige componenten, een sensingsysteem en een PC met specifieke statistische software. Afhankelijk van het sensingsysteem bestaan er 2 typen van elektronische neuzen op de technologiemarkt. Het oorspronkelijke type is gebaseerd op gassensoren, terwijl de recentste generatie o.b.v. massaspectrometrie (MS) werkt. MS-gebaseerde elektronische neustechnologie heeft een aantal belangrijke troeven (o.a. chemische informatie) ten opzichte van conventionele elektronische neustechnologie, gebaseerd op gassensoren. Na een snelle isolatie van de vluchtige componenten uit de matrix (voedingsmiddel/contactmateriaal) worden de geïsoleerde componenten rechtstreeks naar de massaspectrometer gestuurd (zonder voorafgaandelijke chromatografische scheiding). In enkele minuten wordt een totaal massaspectrum van alle geïsoleerde vluchtige componenten opgenomen. Het totaal massaspectrum wordt door de software omgezet in een zogenaamde 'mass fingerprint' (aromavingerafdruk). Mass fingerprints van geanalyseerde stalen worden vervolgens onderworpen aan chemometrische algorithmen. Het resultaat is een snelle classificatie van de stalen op basis van hun aroma- of geurprofiel. De MS-nose is dus in staat om het aroma- en geurprofiel van voedingsmiddelen, ingrediënten en contactmaterialen snel en reproduceerbaar te karakteriseren, zodat aromabeïnvloedende parameters in kaart kunnen gebracht worden.

Massaspectrometrie-gebaseerde elektronische neustechnologie (MS-nose) werd reeds met succes aangewend in het Laboratorium voor Aromaonderzoek (SENSTECH) voor:

  • snelle classificatie van grondstoffen en ingrediënten op basis van geografische origine, cultivar, … (b.v. ingangscontrole van kruiden, specerijen, koffie-origines, …)
  • aromakwaliteitscontrole (b.v. constantheid van aromaprofiel van diverse batches)
  • procesmonitoring
  • evaluatie van verpakkingsconcepten voor voedingsmiddelen tijdens shelf life (shelf life experimenten)
  • benchmarking van voedingsmiddelen (b.v. Coladranken, dessertkoffies, …)
  • ingangscontrole van voedingscontactmaterialen

Alhoewel MS-nosetechnologie interessante toekomstperspectieven biedt voor de voedings- en verpakkingsindustrie, is en blijft de MS-nose - voorlopig althans - een laboratoriuminstrument. De technologie wordt immers nog niet gebruikt om industriële productieprocessen online te monitoren. Bovendien dienen telkens specifieke MS-nosemethoden per product(groep) ontwikkeld te worden door gekwalificeerd laboratoriumpersoneel. Desalniettemin heeft deze technologie zijn nut bewezen in het kader van enkele succesvolle product- en procesinnovaties binnen de voedings- en verpakkingsindustrie.

Configuratie van een MS-gebaseerde elektronische neus (MS-nose)

Een elektronische neus is meestal opgebouwd uit 3 modulen:

1. bemonsteringsmodule voor isolatie van vluchtige (aroma)componenten uit een matrix

2. sensingsysteem, b.v. massaspectrometer

3. PC met specifieke statistische software (chemometrische algorithmen)

Deze configuratie is flexibel, aangezien zowel in de GC-MS modus als in de MS-nose modus kan gewerkt worden, wat in een R&D-laboratorium uiteraard een belangrijke troef is.

Figuur 1. Massaspectrometrie-gebaseerde elektronische neus (MS-nose) in het Laboratorium voor Aromaonderzoek (SENSTECH).


Verschillende stappen in een MS-noseanalyse

 

Figuur 2. Schematische voorstelling van een MS-noseanalyse.


Meer info

  • Laboratorium voor Aromaonderzoek, KaHo Sint-Lieven, Technologiecampus Gent
  • SENSTECH (Vlaams Adviescentrum voor Sensoriek van Voedingsmiddelen en Contactmaterialen)

Nuttige links