Gıda Endüstrisinde Yapay Duyu Sensörleri: Elektronik Burunlar ve Elektronik Diller
Yazar : Murat GÜRSOY, Dr.
Dergi : 2022 09 / Sayı: 105
Konu : Gıda
Sağlıklı ve güvenilir gıda tüketimi için elektronik bir burun veya elektronik bir dilden yardım almak ister misiniz?
Yazar: Dr. Murat Gürsoy
Sağlıklı ve güvenilir gıda tüketimi için elektronik bir burun veya elektronik bir dilden yardım almak ister misiniz?
Son yıllarda gıda endüstrisi, üretilen ve satışa sunulan gıda miktarı ve ürünün kalitesi açısından dikkate değer bir büyüme yaşamaktadır. Tarımsal gıda sektörünün üretkenliği, tüketicilerin talebine bağlı olarak ortaya çıkan rekabet gücünü korumak ve geliştirmek için yenilikçi teknolojilerin kullanımını bir öncelik haline getirmektedir. Bu kapsamda elektronik sistemler devreye girerek gıda endüstrisinin otomasyonunda hayati bir rol üstlenmişlerdir. Elektronik burunlar (e-burunlar) ve elektronik diller (e-diller) üretimden hasada, ham madde depolamadan paketleme ve tüketime kadar duyusal profillere katkıda bulunan bileşenleri karakterize etmek için kullanılmaktadırlar.
Elektronik burunlar ve elektronik diller genel olarak insan koku ve tat duyularını ve bunların insan beyni ile olan iletişimini taklit eden gaz sensörleri veya kimyasal sensörlerin birleşimidir. Gaz sensörü dizileri elektronik burun olarak tanımlanırken, kimyasal sensörler elektronik dil olarak tanımlanmaktadır. İnsan koku alma sistemi bu yapay duyu sistemlerine göre daha karmaşık olup koku moleküllerini bağlayan ve bazı kokuları trilyonda bir düzeyde algılayabilen çok sayıda reseptör içerir. İnsan burnunda 400’den fazla koku alma reseptör ailesi bulunmakta ve en az 1 trilyon kokuyu tespit edebilmektedir [1,2]. Bu anlamda insan koku alma sistemi, açık ara farkla daha karmaşıktır. Ayrıca beynin hem burundan koku hem de dil reseptörlerinden tat sinyali alması, bunları mukayese etmesi, sınıflandırması ve her iki veri setini entegre edebilmesi büyük bir avantajdır. Ancak insanlar kimi zaman koku veya tada karşı öznel yaklaşabilir ve insan burnu zehirli gazları algılamak için kullanılmamaktadır. Ayrıca insan burnunun farklı gazları algılama sınırları vardır. Bu sınırlamalar insan burnunun kokuyla ilgili tüm ayırım ve sınıflandırmaları yapması bakımından evrensel bir araç olmasını engellemektedir. Yine bazı gıda maddelerinin, kalite, hijyen, olgunluk, tazelik ve tağşiş yönünden hızlı bir şekilde değerlendirilmesi gerekebilmektedir. Fakat sahip oldukları koku, acılık ve içerdikleri mikroorganizma veya toksinler bu durumu kısıtlayabilmektedir. Bu sebeple elektronik burun ve elektronik dil devreye girerek algılama, yorumlama ve ayırt etme süreci ile insanın koku ve tat alma sistemini taklit etme rolünü üstlenmişlerdir [2].
Tarım ve gıda ürünlerinin kalite değerlendirmeleri tüketicilerin tercihlerine bağlı olarak gerçekleşmektedir. Tüketicilerin kişisel tercihi, aroma, tat ve lezzet açısından çeşitlilik gösteren gıda seçimine bağlıdır. Her tarımsal ürünün kendine has farklı uçucu organik bileşikleri (VOCs) ve bunları içeren farklı aromaları vardır. Aroma, burada koku ve tat kavramlarının bileşkesi olarak karşımıza çıkmaktadır. Aromanın başlıca bileşiklerini alkoller, aldehitler, aminler, esterler, ketonlar, laktonlar ve terpenler oluştururur. Bir ürünün aroması, hasat zamanına, olgunlaşmaya, çevresel koşullara, depolanma koşullarına, hasat sonrası muhafaza sürecine ve genetik özelliklere bağlı olarak değişebilmektedir. Baietto ve Wilson (2015), aroma ve ürün kalitesi arasında çok sağlam bir bağın olduğunu ve bunun tüketicinin bireysel tercihinde etkili olduğunu vurgulamışlardır [3]. Bu anlamda, insan burnunu ve dilini taklit edebilecek ekipmanlar, geleneksel analitik yöntemlerin yerini almak için uygun, tahribatsız bir algılama aracı haline gelerek koku ve tat özelliklerini tespit etmeye yönelik olarak kullanılmaktadır. Tipik olarak, kullanılan bu sensör dizileri ile hızlı algılama elde edilmektedir. Fiyat konusunda standart analitik cihazlardan daha ekonomiktirler. Sensör dizilerinin, duyusal nitelikler, mikrobiyolojik özellikler ve işleme kalitesi gibi gıda kalitesiyle ilgili özellikleri belirlemede geniş uygulamaları vardır. Bu uygulamalar, veri modelleme yaklaşımları ve sınıflandırma algoritmaları ile birleştirilmiş sensör dizilerinin yardımıyla elde edilir. Bununla birlikte bazı klasik yöntemlerle de entegre edilerek matematiksel modeller oluşturulur ve belli parametreler hakkında bilgi elde edilir. Gıda kalitesinin belirlenmesinde elektronik burun ve elektronik dil uygulamaları oldukça dikkat çekmektedir. Elektronik burun ve elektronik dilin çalışma prensipleri ve gıdaların kalitesini belirlemedeki uygulamaları ile ilgili çok fazla sayıda çalışma bulunmaktadır [4].
Elektronik Burun
Elektronik burun,“basit veya karmaşık kokuları tanıyabilen, kısmi özgüllük ve uygun model tanıma sistemine sahip bir dizi elektronik kimyasal sensörden oluşan bir cihaz” olarak tanımlanmaktadır [5]. Elektronik burun ile ilgili ilk kayıtlar 1961’li yıllara kadar uzanmaktadır. 1982'de Persaud ve Dodd, memelilerin koku alma sistemine benzer özgün bir tasarımla elektronik bir burun geliştirdiler ve bu cihaz oldukça ilgi çekmiştir. 1987 yılında “elektronik burun” ilk kez bir konferansta teknik bir terim olarak kullanılmış ve 1990 yılında İzlanda'da elektronik burun ile ilgili ilk konferans düzenlenmiştir [6]. Günümüzde en iyi bilinen elektronik burun trafik polislerinin alkol testi için kullandığı alkolmetre (nefes analiz) cihazıdır. Elektronik burun sistemi temel olarak farklı tip ve modellerde gaz sensörleri dizisi, sinyal koşullandırma ünitesi ve model tanıma algoritmasından oluşur (Şekil.1). En yaygın elektronik burun sensörleri: Metal Oksit Yarıiletkenler (MOS), İletken Polimerler (CP) ve Yüzey Akustik Dalga (SAW)’dır. Son zamanlarda kimyasal algılama sisteminin aksine biyolojik sistemler (hücre ve protein bazlı) veya tek kullanımlık çiplerde yerleşik kolorimetrik sensör dizileri de ön plana çıkmaktadır. Bu sensör dizileri ayırt etme gücünü arttırmaya yönelik olarak geliştirilmiştir. Genel itibarıyla insan koku alma duyusunu taklit ederler (Şekil.2). Kalibre edildikten sonra, elektronik burun tüm fiziksel ve kimyasal süreç boyunca kokuyu tanımlayabilmektedir. Son yirmi yılda yüksek hassasiyetli, hızlı ve doğru gaz sensörü teşhis sistemlerine yönelik artan talep nedeniyle elektronik burun sistemi hızla gelişmiştir. Gıda denetimi, çevre koruma, süt endüstrisi ve tarımsal üretim alanlarında uygulanmaktadır. Tıbbi teşhis, immünoloji, farmakoloji ve yara onarımı gibi sağlık alanlarında da önemli sayıda elektronik burun uygulaması geliştirilmiştir.
Şekil 1. Tipik bir elektronik burun şematik diyagramı [2].
Şekil 2. Elektronik burun ile insan koku alma duyusunun karşılaştırılması [2].
Elektronik burun sistemi gıda alanında kalite, olgunluk tespiti, gıda tağşişi ve bozulmayı önleme aşamalarında kullanılmaktadır. Ayrıca elektronik burun tarımsal ürün zararlıları ve hastalıklarının tespitinde de yoğun olarak kullanılmaktadır [6].
Elektronik Burun Sisteminin Gıdalarda Kullanımı
İçecekler
Şarapta bazı kimyasal bileşiklerin erken tespitini sağlamak ve şarap kusurlarını önlemek amacıyla MOS elektronik burun kullanılmıştır. Aynı elektronik burun Kanada’da üretilen farklı meyve ve üzüm şaraplarını karakterize etmede, farklı ülke ve bölgelerdeki şarapların coğrafi kökenini belirlemede kullanılmıştır. Yine Roma Tor Vergata Üniversitesi tarafından geliştirilen bir kuvars mikro terazi (QMB) elektronik burun ile fermente edilmiş ve edilmemiş şarap şıraları birbirinden ayırt edilmiştir [7]. Avrupa’da nadir bulunan viskilerin yaklaşık 2 milyon dolara satılabildiği bir zamanda, viski dünyasında tağşiş ciddi bir endişe kaynağıdır. En iyi uzmanların bile gelişmiş laboratuvar analizleri olmadan koklamakta zorlanabileceği bir durum söz konusudur. Ancak Avustralya'da Sidney Teknoloji Üniversitesi (UTS) bilim insanları yeni geliştirdikleri elektronik burun sayesinde tanınmış altı viski markasının bölgesini belirlemede %100, marka için %96,15 ve stil için %92,31 doğruluk oranını yakalamışlardır [8]. Kumarin ile zenginleştirilmiş Japon yeşil çayını tanımlamak ve kumarinin yeşil çay aromasındaki rolünü belirlemek üzere kullanılmıştır. Kahvenin kalite kriterleri kapsamında elektronik burun ile iki ham ve iki kavrulmuş numuneden 90 kahve örneği, %81,1 ile %95,5 başarı oranıyla sınıflandırılmıştır. Kolombiya kahvesinde kusurlar tespit edilmiş, ticari kahveler arasında ayırım yapılmış, kavurma süresi (220°C 1dk - 3 saat) ve kavurma sıcaklıkları (180-240°C) ayırt edilmiştir. Meyve sularında (76 adet ticari ve 120 adet doğal narenciye suyu) MOS elektronik burun ve Headspace sistemi kullanılarak meyve tipi (limon, portakal, greyfurt) ve çeşidi belirlenmiştir. Yine konsantre olmayan portakal suyu ile dondurulmuş portakal suyu, taze sıkılmış portakal suyu ile ticari portakal suyu, sağlıklı ağaçlardan hasat edilmiş portakal suyu ile hastalıklı ağaçlardan hasat edilmiş portakal suları birbirinden ayırt edilmiştir.
Tahıllar
Tahıl ürünlerinin mikotoksin kontaminasyonunun tespitinde elektronik burun kullanılmaktadır. Fusarium colmorum buğdayda patojen bir fungustur. Bu fungus ile enfekte olmuş ve aşılanmış buğdayların tespitinde, buğdayın depolanma yaşının belirlenmesinde, ekmek pişirme sürecinin farklı aşamalarındaki temel aromaların tespitinde ve uzun taneli pirinç çeşitlerinin ayırt edilmesinde kullanılmaktadırlar.
Yemeklik Yağlar
Sızma zeytinyağlarının fenolik bileşik içerip içermemesi yönünden sınıflandırılmasında, zeytinyağının kolza tohumu ve ayçiçek yağı ile karışımının tespitinde, benzer şekilde saf hindistan cevizi yağının hurma çekirdeği oleini ile karışımının tespitinde farklı sensörlü elektronik burunlar kullanılmıştır. Bu elektronik burunlar aynı zamanda zeytinyağı duyusal analizleri ile de iyi bir korelasyon sağlamıştır.
Yumurta ve Süt Ürünleri
Bir elektronik burun ile farklı sürelerde ve soğutulmuş veya oda sıcaklığında depolanan yumurtalar birbirinden ayırt edilebilmektedir. Sert veya ekstra sert peynirlerin ayırt edilmesinde, peynirlerin yaşına (olgunlaşma süresi) veya menşeine göre ayırımında; sütün raf ömrünün belirlenmesinde, ortam veya soğutma sıcaklıklarının tespitinde, bakteri üremesinde ve süt aromalarındaki (doğal, sentetik, liyofilize sütler) farklılıkları belirlemede kullanılmaktadır. Elektronik burun duyusal testlerde ayırt edilemeyen doğal ve enzim kaynaklı süt aromalarının yanı sıra tüm süt aromaları arasındaki farklılıkları ayırt edebilmektedir.
Et ve Balık
Et için biyosensörlü bir elektronik burun kullanılarak bayatlama süreci sırasındaki bakteriyel bozulma tespit edilmiştir. Ayrıca farklı elektronik burun sensörleri ile duyusal kalite, raf ömründe bozulma, kötü tat, lekeler, orijinallik ve geçici değişikliklerin tespiti, farklı sıcaklıklardaki (4°C ve 25°C) tazelik durumunun değerlendirilmesi, taze ve eski kıyılmış sığır etlerinin ayırt edilmesi sağlanmıştır. Salmonella typhimurium ile aşılanmış sığır filetolarındaki değişiklikler ve mikroorganizma populasyonundaki artışlar tespit edilmiştir. Yine paketlenmiş piliç etinin taze veya bozuk olma durumunun tespitinde ve insan patojenleri olan E. coli ve Listeria’nın ayırımında kullanılmıştır. Balıklarda spesifik depolama koşulları altında farklı konsantrasyonlarda bulunan uçucu bileşiklerin (alkolller, karboniller, aminler ve merkaptanlar) ölçülmesi ile tazelik durumları tespit edilmiştir. Farklı sensörlü elektronik burunlar ile levreklerin ve sardalyaların tazeliği ve raf ömrü ve yine sardalyalarda bulunan toplam canlı aerobik bakteri sayımının tahmini gerçekleştirilmiştir. Formaldehit deniz ürünlerinin bozulmasını engellemek için bazen yasadışı olarak kullanılmaktadır. Bu durum tüketici sağlığı açısından büyük bir tehlike oluşturmaktadır. Bu sebeple elektronik burun suya ve formaldehite batırılmış ahtapot örneklerinin ayırt edilmesinde kullanılmıştır.
Meyve ve Sebzeler
Sert çekirdekli meyveler için Alpha MOS elektronik burun kullanılarak kayısı çeşitleri arasında ayırım yapılmıştır. Farklı sensörlü elektronik burun ile 0°C de 15-30 günlük depolamadan sonra ve 20°C'de kayısıların olgunlaşması ve depolanması sırasındaki aroma gelişimi izlenmiştir. Şeftalilerde, sınıflandırma ve olgunlaşma aşamaları değerlendirilmiştir. Mango homojenatında çeşit farklılıkları, hasat olgunluğu, meyve boyutunun yanı sıra bütün meyvede sınıflandırma, çürüme ve olgunlaşma tespiti yapılmıştır. Hasar görmüş elmaların sınıflandırılmasını iyileştirmek, ısı ve etanol ile muamele edilmiş elma dilimlerinin kontrol numunelerinden ayırt edilmesi sağlanmıştır. Yaban mersininde, gri küf (Botrytis cinerea), antraknoz ( Colletotrichum gloeosporioides ) ve alternaria çürüklüğü ( Alternaria sp.) ile enfekte olmuş hastalıklı yaban mersini meyvesinin tespiti ve sınıflandırılması sağlanmıştır. Gıda patojenleri büyük ekonomik kayıplara ve tüketici reddine neden olmaktadır. Bu durumun önüne geçmek için elektronik burun teknolojisinden yararlanılmaktadır. Üzümde hasat sonrası su kaybının olması uçucu bileşik profilini değiştirebilir ve bu durum daha sonra şarabın kalitesine etki edebilir. Bu amaçla elektronik burun ile hasat sonrası su kaybı izlenerek dehidrasyon sürecini izleyen sıcaklık ve zamana bağlı farklılıklar belirlenmiştir.
Bal
Elektronik burun baldaki uçucu bileşikler ile etkileşime girerek balın botanik ve coğrafi kökeninin ve bal tağşişinin belirlenmesine yardımcı olmaktadır [9].
Tarımsal ürün zararlılarının ve hastalıklarının tespiti tarımsal üretim açısından çok önemlidir. Her yıl zararlı istilası nedeniyle tarım ürünlerinde ciddi kayıplar yaşanmaktadır. Çiftçiler bunun önüne geçmek için çok sayıda kimyasal gübre ve bitki koruma ürünü kullanmaktadırlar. Bilindiği üzere bitki koruma ilaçları ve gübreler ekolojik çevreyi ve insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedirler. Klasik yöntemlerin kullanımı, genellikle mahsul hasarının ortaya çıktığı zamana veya zararlı hastalıklarının geç evresine denk geldiğinde ekonomik kayıpları geriye döndürememektedir. Bu nedenle zararlı ve hastalık tespitinin erken yapılması hayati önem taşır. Bitkiler herhangi bir patojen ve zararlıdan korunmak için fitokimyasal (uçucu organik bileşikler) maddeler salgılarlar. Bu bileşikler aynı zamanda bitkiler arası iletişimden de sorumludurlar. Örneğin ekinler, haşere hasarı, patojen (virüs, mantar. bakteri) hasarı ve gövdeye verilen mekanik hasara karşı oldukça hassastırlar. Biyolojik strese tepki olarak uçucu organik bileşikler (VOCs) salgılarlar. Zararlıların yumurtlama davranışı ve larvaların faaliyetleri, konukçu bitkiler tarafından salınan uçucu organik bileşiklerin değişmesine neden olur. Böylece MOS Elektronik burun teknolojisi devreye girerek hastalık türlerini ve böcek zararlılarını sınıflandırarak mahsul hastalıklarını ve böcek zararlılarını tespit edebilmektedir [6].
Elektronik Dil
İnsanın tat alma duyusu, tatlılık, ekşilik, acılık, tuzluluk ve umami (lezzetlilik/tatlılık, veya lezzetli tat) olmak üzere beş temel tatdan oluşur. İnsanlar birçok gıda ürününde (şarap, zeytin, zeytinyağı, bal, peynir, vb.) duyusal analizler gerçekleştirmektedir. Ancak, bir duyusal analiz panelini organize etmek ve bu alanda eğitim düzenlemek nispeten zaman alıcı ve maliyetli olabilmektedir. Bazı durumlarda, tat algısı panelistler arasında değişkenlik gösterebilir ve öznel algılanabilir. Ayrıca bir günde değerlendirilebilecek maksimum numune sayısı da sınırlayıcı olabilmektedir. Bu nedenle insan diline alternatif hızlı algılayan, tarafsız ve ucuz bir belirleme aracı olan elektronik dil devreye girmektedir [10]. IUPAC'a göre, “ Elektronik dil, bir dizi düşük seçici sensörden ve çözeltideki farklı türlere çapraz duyarlılıktan ve veri işleme için uygun bir desen tanıma ve/veya çok değişkenli kalibrasyon yönteminden oluşan çok sensörlü bir sistemdir” [5]. Kaya ve Koca (2020), ise elektronik dili, “bir dizi sensörden oluşan ve sıvı yada sıvı forma dönüştürülmüş karmaşık örneklerin tadını karakterize etmek için kullanılan cihaz” olarak tanımlamışlardır [11].
Tipik bir elektronik dil sistemi, bir kimyasal sensör dizisi, bir reaksiyon kabı, ölçüm cihazları, dönüştürücüler ve veri toplama cihazları ile veri işleme ve desen tanıma algoritmalarından oluşur (Şekil 3). Elektronik dil sisteminde yaygın olarak kullanılan kimyasal sensörler; elektrokimyasal sensörler (potansiyometrik, voltametrik, amperometrik ve impedimetrik), biyosensörler (bioelektrik sensörler) ve optik kütle sensörleridir. Elektronik burundaki gaz sensörlerine benzer şekilde, elektronik dildeki kimyasal sensörler, analitler ile reaksiyona girerek elektriksel özelliklerde tersinir değişiklikler meydana getirirler. Ölçülebilir elektrik sinyalleri daha sonra desen tanıma ve sınıflandırma yapmak üzere kullanılır.
Şekil 3. Tipik bir elektronik dil sisteminin genel şematik yapısı [2].
Elektronik Dil Sisteminin Gıdalarda Kullanımı
İçecekler
Kimyasal olarak modifiye edilmiş voltametrik elektrotlardan oluşan hibrit sensör dizisine sahip özel bir elektronik dil ile 12 adet İspanyol kırmızı şarabı, çeşit, orijin, üzüm çeşidi ve mahsul kalitesi yönünden ayırt edilerek tanımlanmıştır. Yine çok sensörlü bir elektronik dil geliştirilerek şarabın yaşının belirlenmesi sağlanmıştır. St. Petersburg Üniversitesi'nde geliştirilen elektronik dil sensörü ile tartarik, sitrik, formik, protokatehuik, vanillik ve sinapik asitler, kateşin, vanilin ve trans-resveratrol konsantrasyonları belirlenmeye çalışılmıştır. Biralarda elektronik dil kullanılarak biranın acı, tatlı, ekşi, meyveli, karamel, yapay ve yanmış dahil olmak üzere 20 duyusal özelliğinin belirlenmesi sağlanmıştır. Belçika ve Hollanda biraları (50 adet) üzerinde yapılan başka bir çalışmada gerçek ekstrakt, gerçek fermentasyon derecesi, alkol içeriği, pH, acılık, renk, polifenol ve karbon dioksit içeriği gibi fizyokimyasal parametreler incelenmiştir. Birada acılık, önemli bir kalite kriteridir. Buradaki acılık esas olarak şerbetçiotunun izo-α-asitlerinden kaynaklanır. Elektronik dil sistemi ile gerçek ekstrakt, alkol ve polifenol içeriğinin yanı sıra acılıkta belirlenmiştir. Elektronik dil ile farklı coğrafi bölgelerden ve kalite derecelerinden çaylar birbirinden ayırt edilmiş ve yeşil çaydaki kateşin ve kafein içerikleri belirlenmiştir. Bu veriler çay tadının on duyusal özelliği ile karşılaştırılarak çayın lezzet kalitesi belirlenmeye çalışılmıştır. Sütte elektronik dil kullanılarak sütün üreticiye ve orijine göre sınıflandırılması sağlanmıştır. Başka bir çalışmada probiyotik fermente sütteki depolama sırasındaki değişiklikler, sütteki tağşiş (hidrojen peroksit ile) ve süt karışımı (sığır sütü /keçi sütü) tespiti sağlanmıştır. Meyve bazlı alkolsüz içecekler için, farklı markalardan ticari meyve sularını (portakal, ananas, mango ve şeftali) ayırt etmek için bir elektronik dil kullanılmıştır. Başka bir çalışmada, kademeli olarak içerikleri değiştirilmiş alkolsüz içecek grupları birbirinden ayırt edilmiştir. Yine sağlıklı ağaçlardan ve hastalık etmeni taşıyan enfekte ağaçlardan hasat edilen portakal sularının ayırımı gerçekleştirilmiştir. Tonik suyu gibi acı içeceklerde kinin ve sakkarini algılamak için elektronik dil sensörleri kullanılmıştır [7].
Meyve ve Sebzeler
Daha önce tatlılık ve ekşilik farklılıklarına göre duyusal analizlere tabi tutulan domates çeşitleri farklı iki elektronik dil sistemi ile test edilmiştir. Burada domates çeşitleri tat profiline göre sınıflandırılmış ve tat bileşenleri duyusal panel puanlarıyla nicel olarak benzerlik göstermiştir.
Yemeklik Yağlar
Elektronik diller tek tek veya diğer cihazlarla (elektrokimyasal sensörler, elektronik-burun) kombinasyon halinde, esas olarak olası tağşişleri belirlemek veya zeytinyağını kalite düzeyine, coğrafi kökene veya zeytin çeşidine göre sınıflandırmak amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Veloso ve arkadaşları (2016), elektronik bir dil kullanarak natürel sızma zeytinyağlarının duyusal yoğunluk algılama (yoğun, orta veya hafif) seviyelerini belirlemiş ve bu doğrultuda doğru bir sınıflandırma yapmışlardır [12].
Et ve Balık
Et için, iki farklı elektrokimyasal yöntem kullanılarak kıymadaki sodyum klorür (NaCl), sodyum nitrat (NaNO2) ve potasyum nitrat (KNO3) düzeylerini tahmin etmek için bir yöntem geliştirilmiştir. Balıklarda balığın tazeliği ile ilgili basit potansiyometrik ölçüm kullanarak kıyılmış çipurada geçen ölüm sonrası zaman belirlenmiştir.
Bal
Voltametrik kimyasal sensörlü elektronik dil ile ballarda farklı çiçek ve coğrafi kökenin yanı sıra bal tağşişi ve kimyasal parmak izinin belirlenmesi geçekleştirilmiştir.
Yapay duyu teknolojilerinin gelişimi, gıda ve yenilebilir ürünlerin aroma, acılık ve diğer temel tatların ayırt edilme yeteneği açışından büyük bir öneme sahiptir. Henüz insan duyu sistemi kadar hassas ve seçici olmasalar da algılamada oldukça başarılıdırlar. Günümüzde kullanılan elektronik burunlar ve elektronik diller, gerçek anlamda ne karmaşık analitik ekipmanların ne de duyusal analizlerin yerini almakta ancak her ikisini de tamamlamaktadırlar. Bu nedenle iyi donanımlı kimya laboratuvarlarından ve yetenekli uzmanlardan uzakta günlük hayatımıza girme potansiyeline sahiptirler. Bu teknoloji, hasarsız algılama, düşük maliyet, yüksek hassasiyet, kısa zamanlı analiz, basit kullanım ve uygun taşınabilirlik vb. özelliklerden dolayı avantajlı görülmektedir. Klasik analitik yöntemlerle beraber kullanıldığında daha iyi sonuçlar elde edilmektedir. Uçucu organik bileşiklere bağlı olarak gıdaların tat ve aroma özelliklerini belirlemek üzere “kimyasal parmakizleri” oluşturulmaktadır. Yakın gelecekte teknolojik gelişmelere bağlı olarak tasarlanmış “yeni nesil gıda ürünlerinin” (Novel Food) aroma, tat ve içerik maddelerinin belirlenmesinde aktif rol alacaklardır. Gıdanın üretiminden itibaren izlenebilirliği ve son ürün kalitesini tespit etmek üzere faydalı bilgiler sağlamaktadırlar. Sonuç olarak, gelişmiş elektronik burun ve elektronik dil cihazlarının kullanımındaki eğilimler, elektronik algılama araçlarının günlük hayatımızda daha fazla yer edinmesini ve tarım ürünlerinin kalite kontrolünü daha hızlı ve daha tutarlı bir şekilde gerçekleştirmemizi sağlayacaktır. Bu amaçla tüm dünyada bu cihazlarla ilgili inovatif çalışmalar devam etmektedir.
Kaynaklar:
- Nature.com (Erişim Tarihi: 09.05.2022)
- Tan, J., Xu, J., 2020. Aplications of electronic nose (e-nose) and electronic togue (e-tongue) in food quality-related properties determination: A review. Artificial Intelligence in Agriculture, (4), 104-115
- Baietto, M., Wilson, A.D., 2015. Electronic-nose aplications for fruit identification, ripeness and quality grading. Sensors, 15(Issue 1).
- Mohd Ali, M.. Hashim, N., Abd Aziz, S., Lasekan, O., 2020. Pirinciples and recent advences in electronic nose for quality inspection of agricaltural and food product, Trends in Food Sicience & Technology (99), 1-10.
- Rodriguez-Mendez, M., De Saja, J.A., Gonzalez-Anton, R., Garcia-Hernandez, C., Medina-Plaza, C., Garcia-Gabezon, C., Martin-Pedrosa, F., 2016. Electronic Noses and Tonguee in Wine Industry, Frontiers in Biogineering and Biotechnology, 25, https://doi.org/10.3389/fbioe.2016.0008.
- Zheng, Z., Zhang, C., 2022. Electronic noses based on metal oxide semiconductor sensors for detecting crop and insect pest, Computers and Electronics in Agriculture, (197), 106988.
- Baldvin, E. A., Bai, J., Plotto, A., Dea, S., 2011. Electronic Noses and Tongues: Applications for the Food and Pharmaceutical Industries, Sensors, 11, 4744-4766, doi:10.3390/s110504744
- foodandwine.com (Erişim Tarihi: 04.07.2022)
- Zhang, G., Abdulla, W., 2022. On honey authentication and adulterant detection techniques, Food Control, (138), 108992.
- Jiang, H., Zhang, M., Bhandari, B., Adhikari, B., 2018. Application of electronic tongue for fresh foods quality evaluation: a review. Food Reviews International. Vol, 34, No.8, 746- 769, https://doi.org/10.1080/ 87559129.2018.1424184.
- Kaya, Z., ve Koca İ., 2020. Gıda Mühendisliğinde Elektronik Dil Uygulamaları, Türk Tarım–Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8(7), 1463- 1471.
- Veloso, A, C.A., Dias, L.G., Rodrigues, N., Pereira, J.A., Peres, A.M., 2016. Sensory intensity assessment of olive iols using an elctronic tongue, Talanta, (146), 585-593.