n FØDEVAREKEMI Digitalisering af lugt Hvordan kan elektroniske næser reducere madspild? Af Roana de Oliveira Hansen, lektor, NanoSYD, Syddansk Universitet Sammenlignet med andre pattedyr har den menneskelige lugtesans begræns- ninger med hensyn til følsomhed og gentagelighed. Alligevel er brugen af den menneskelige lugtesans den mest anvend- te metode til vurdering af fødevarefrisk- hed i industrien og detailhandlen. Men nu er elektroniske næser dukket op som en banebrydende teknologi til at digitalisere information om fødevarefriskhed på tværs af forsyningskæden. Næser og fødevarefriskhed Siden oldtiden har lugtesansen hjulpet mennesker med at vurdere den øjeblik- kelige egnethed af fødevarer. Menneske- næser kan genkende et bredt spektrum af dufte, men er begrænsede med hen- syn til lugtkvantificering. Derfor kan vi ikke forudsige, hvornår maden vil blive dårlig. I vores moderne verden bliver mad ikke længere indsamlet og forbrugt lokalt, men produceres ofte langt væk og transporteres til sin endelige destination. Høst, opbevaring, transport, forarbejd - ning. det tager alt sammen tid, og den unikke information om produktets frisk- hed går tabt et sted i processen. Fødevareproduktion står for omkring 33 procent af de samlede kulstofemis - sioner. Alligevel bliver mellem 33 og 50 procent af al mad, der produceres, spildt. Hvis madspild var et land, ville det være den tredjestørste udleder af CO 21 . En af hovedårsagerne til madspild er manglen på værktøjer til præcist at bestemme produktets friskhed. I dag kan restau- ranter, fødevarebutikker og supermarke- der kun stole på enten menneskenæser eller den trykte etiket for skøn over holdbarhedsperioden for kød og fisk. Trykte ”bedst før”-datoer på kød-/ fiskestykker er baseret på punktuelle mikrobielle og sensoriske analyser eller forudsigelseskurver for holdbarhed, der skønner udløbsdatoen. For at være på den sikre side bliver alle produkter mærket med en mere konservativ ”bedst før”-dato end nødvendigt. Denne meget generelle og konservative tilgang til holdbarhed resulterer i massivt unød- vendigt spild - både i industrien og nedad i værdikæden. Digitalisering af dufte og information om fødevarefrisk- Figur 1. Illustration af konverteringen af et kemisk input til et elektronisk output hed kan være afgørende for at reducere madspild. Elektroniske næser Har du nogensinde målt en lugt? Kan du afgøre, om en lugt bare er dobbelt så stærk som en anden? Kan du måle forskellen mellem to lugte og en anden? Det er meget tydeligt, at vi har mange forskellige slags lugte, lige fra duften af violer og roser til asafoetida. Men indtil du kan måle deres lighed og forskelle, kan du ikke have nogen videnskab om lugt. Hvis du er ambitiøs med at finde en ny videnskab, så mål en lugt. Alexander Graham Bell, 1914 Siden Bells udtalelse i 1914 er der sket en omfattende udvikling på området for elektroniske næser. Ligesom biologiske næser, benytter elektroniske næser sig af sensoriske elementer, hvor sensorover- fladerne er kemisk funktionaliserede for at opnå høj affinitet til flygtige analyt - ter. Når aromakomponenterne binder sig til sensoroverfladerne, skaber de en elektronisk signaludgang. Signalet behandles enten af den olfaktoriske bulb (i tilfælde af biologiske næser) eller af en mikroprocessor (i tilfælde af elek - troniske næser). Neuroner eller neurale netværk kan genkende mønstre og as- sociere disse mønstre med deres lagrede hukommelsesdatabaser. Friskhed af kød og fisk er direkte relateret til en karakteristisk lugt. Årsa- gen til denne lugt er tilstedeværelsen af forbindelsen cadaverin, en flygtig biogen amin, der produceres ved oxidation af kød-/fiskeprotein. Koncentrationen af cadaverin stiger på en forudsigelig måde over tid afhængigt af kødtypen. Måling af cadaverin-koncentrationen i kød og fisk muliggør præcise forudsigelser af udløbsdatoer og er en velegnet opgave for elektroniske næser [1-7]. I dag findes der et bredt udvalg af sen - sorteknologier, der muliggør detektion af flygtige kemiske forbindelser. Dette inkluderer blandt andet metaloxid-, mikrocantilever-, kvarts-krystal mi - krobalance, overfladeakustikbølge- og optiske sensorer. Sensoroverfladerne kan kemisk funktionaliseres for at opnå selektiv affinitet til specifikke kemiske forbindelser. Når duftmolekyler binder sig til sensoroverfladen, forårsager det 14 1 www.matthomewood.com Dansk Kemi, 105, nr. 1, 2024 -
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her