Eine massensensitive Elektronische Nase zur Erkennung, Unterscheidung und Qualitätskontrolle von Safran und Trüffel

Abstract

In vielen industriellen Produktionen, vor allem in der Lebensmittelindustrie, ist die Überwachung von Gerüchen und Aromen ein wichtiger Bestandteil der Qualitätskontrolle. Dabei werden die Spezialisten bei der Beurteilung von Reifeprozessen oder dem Frischezustand von sog. Elektronischen Nasen unterstützt. <br /> Eine Elektronische Nase ist ein Instrument, dass in der Lage ist, sowohl einfache als auch komplexe Gerüche zu identifizieren. Diese besteht aus chemischen Sensoren, die mit einem Mustererkennungssystem gekoppelt sind. Die Analyterkennung erfolgt durch Einsatz von supramolekularen Molekülen als Rezeptoren, die jedoch meist eine geringere Selektivität aufweisen. In vielen Fällen wird daher nicht das Signal eines einzelnen Sensors ausgelesen, sondern stattdessen die erforderliche Selektivität über ein Muster von Signalen erreicht. <br /> Der Einsatz sog. Sensor-Arrays, die ein Antwortmuster liefern, ist allgemein dort von Vorteil, wo aufgrund komplexer, mehrkomponentiger Stoffgemische die Gefahr einer Querempfindlichkeit durch andere Substanzen vermutet wird. Obwohl es sich bei der Auswertung von Sensor-Arrays um ein quantitatives Kalibrierungsproblem handelt, wird meist eine qualitative Untersuchung der Antwortmuster angestrebt. <br /> Hierzu gehören die Verfahren der Mustererkennung (Pattern Recognition), bei denen sich besonders die Hauptkomponentenanalyse, Clusteranalyse und Neuronale Netze als geeignet erwiesen haben. Dabei kommt es nicht mehr auf die zuverlässige Identifizierung oder Quantifizierung einer einzelnen Komponente der Probenmischung an, sondern vielmehr wird vom System eine kollektive Aussage gefordert. Dem Stoffgemisch wird gewissermaßen einchemisches Porträt abverlangt. <br /> Im Rahmen dieser Arbeit wird als Basis für eine Elektronische Nase ein massensenitives Sensor-Array mit Porphyrinen und Metalloporphyrinen als sesnoraktive Schichten vorgestellt. Das System wird in der Lage sein, jeweils verschiedene Safran-Proben bzw. Trüffelarten zu unterscheiden. Diese Elektronische Nase kann damit in Zukunft durch Kombination von geeigneten Praxismessungen auf eine einfache Art Auskunft über Qualität, Herkunft und Spezies der untersuchten Probe geben. Die Intention hierbei besteht insbesondere in einer Unterstützung der etablierten Methoden der Qualitätskontrolle durch die Einfachheit und Mobilität der Geräte.