Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Agrotechnology and Food Sciences. Food Sciences --- Food Chemistry --- Flavours.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Traditioneel wordt gebruik gemaakt van sensorische proefpanels en instrumentele technieken om de smaak van voedingsproducten te bepalen. Sensorische panels geven het meest realistische beeld van de smaak zoals die ervaren wordt door de mens. Er zijn echter belangrijke nadelen verbonden aan deze meettechniek, zoals de herhaalbaarheid, hoge kost en verzadiging van de panelleden. Hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) en andere instrumentele technieken geven informatie over de chemische samenstelling van een product en beschrijven zo het smaakprofiel van dit product. Deze traditionele technieken vereisen echter een uitvoerige en tijdsrovende staalvoorbereiding en getraind personeel om de toestellen te bedienen. In de voedingssector is er daarom een nood aan objectieve en eenvoudige hoge doorvoermeettechnieken voor smaakbepaling ter aanvulling van de sensorische panels. In dit werk worden de mogelijkheden van twee snelle en objectieve meettechnieken, de elektronische tong (ET) en geattenueerde totale reflectie-Fourier getransformeerde infrarood (ATR-FTIR) spectroscopie, voor smaakprofilering van groenten en fruit geëvalueerd. In een eerste deel werd de performantie van de ET ontwikkeld aan de Universiteit van Sint-Petersburg (ETSPU) vergeleken met de commercieel beschikbare ASTREE ET (Alpha M.O.S., Toulouse, Frankrijk). Ondanks de grote verschillen in het meetprotocol van beide systemen, toonden beide ET'en de mogelijkheid om tomatenrassen te klassificeren op basis van hun suiker-, zuur- en mineraalgehalte. De ETSPU kan ook de concentratie van individuele componenten in een tomatenmatrix meten, terwijl de ASTREE ET hier niet toe in staat is. De selectie van de sensoren blijkt echter cruciaal om goede meetresultaten te verkrijgen. Het potentieel van ATR-FTIR voor de klassificatie van rassen en de kwantificatie van smaakcomponenten werd bestudeerd in verscheidene experimenten. De specifieke vibraties van chemische bindingen maakten het mogelijk om smaakcomponenten te relateren aan de absorptiespectra. Eerst werden de karakteristieke absorpties van IR licht door een reeks smaakbepalende componenten bepaald in pure en mengselvorm. Vervolgens toonde ATR-FTIR aan een onderscheid te kunnen maken tussen vruchten op basis van hun chemische samenstelling. Het systeem bewees nauwkeurige voorspellingen te kunnen maken indien de concentratieverschillen van de opgemeten componenten groot zijn. De mogelijkheden van de ETSPU en ATR-FTIR in kwaliteitscontrole werden geëvalueerd in een experiment waarin multivruchtensappen en de individuele siropen waaruit ze bestaan werden gegroepeerd. Beide technieken slaagden erin de stalen succesvol te klassificeren en kleine hoeveelheden siroop te kwantificeren in de multivruchtensappen. De ETSPU en ATR-FTIR toonden hiermee aan geschikte technieken te zijn voor kwaliteitscontrole dank zij hun goede resultaten, gebruiksgemak en meetsnelheid. In een volgende fase werd de ATR-FTIR opstelling uitgebreid met een sequentieel injectie (SIA) systeem voor de automatisatie van de metingen. In een eerste stap werd het doorstroomsysteem gebouwd en geoptimaliseerd op basis van modeloplossingen. Vervolgens werd het SIA-ATR-FTIR systeem gebruikt voor de groepering van tomatenrassen op basis van hun absorptie spectrum en de predictie van hun belangrijkste smaakcomponenten. De voordelen van SIA-ATR-FTIR, de snelle analyses en veelzijdigheid van de eenvoudige instrumentatie, werden hierbij duidelijk. Tenslotte werden de ET'en en SIA-ATR-FTIR toegepast om de smaak van vruchten te bepalen zoals die gescoord wordt door een getraind sensorisch panel. De ETSPU en ASTREE ET waren in staat om de zuurheid, het zoutgehalte en het umami gehalte van een tomaat te voorspellen in enkele minuten tijd. De predictie van zoetheid met de ETSPU vereist de selectie van specifieke sensoren. SIA-ATR-FTIR kan nauwkeurige voorspellingen maken van alle bestudeerde smaken. Zowel de ET als ATR-FTIR toonden aan potentieel te hebben in vele toepassingen in de voedingsindustrie. Sensory and instrumental techniques are traditionally used to determine the taste of food products. Sensory panels give by far the most realistic image of the taste of a product as perceived by humans, however, they have serious drawbacks such as reproducibility, high cost and taste saturation of the panellist. High pressure liquid chromatography (HPLC) and other instrumental techniques give information on the chemical composition of the sample and, hence, are useful to describe the taste profile of the product. These traditional techniques often require a laborious and time-consuming sample preparation and skilled people to operate the equipment. In food research there is a need for objective high throughput taste profiling to complement sensory panels. In this thesis, the potential of two rapid and objective measurement techniques, the electronic tongue (ET) and attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), for taste profiling of fruit is evaluated. The possibilities of the ET developed at the University of Saint-Petersburg (ETSPU) were compared to the commercially available ASTREE ET developed by Alpha M.O.S. (Toulouse, France). Considerable differences in the measurement protocol of both systems were listed. Despite the differences, both ET's did show the possibility to classify tomato cultivars based on their sugar, acid and mineral content. The ETSPU can predict individual compounds in a tomato matrix, while the ASTREE ET cannot quantify the concentration of any of the studied compounds. A proper selection of sensors, however, is crucial to reach reliable and repeatable results with the ETSPU. ATR-FTIR allows relating taste compounds directly to the absorbance spectra through the study of specific vibrations of chemical bonds. The potential to use this technique for the classification of cultivars and the quantification of taste compounds was studied in several experiments. First, pure compounds and mixtures were analyzed to determine the important absorption bands of IR light which are characteristic for each taste compound. Second, real fruit samples were analyzed. ATR-FTIR showed to be able to distinguish between fruit samples based on their chemical composition. The system also proved to be very accurate in the quantification of taste compounds when the concentration ranges are large and the influence of the matrix is low. Next, the potential of the ETSPU and ATR-FTIR as tools for rapid quality control was studied. Using these systems it is possible to group multifruit juices and the individual syrups they are made of. Both rapid techniques made it possible to predict low concentrations of syrup in the complex multifruit juice. The ETSPU and ATR-FTIR showed to be promising techniques for quality control because of their good performance, easy use and detection speed. In a next phase, the ATR-FTIR system was extended with a sequential injection analysis (SIA) set-up. In a first step, the development and optimization of the SIA-ATR-FTIR were studied into detail using model solutions. Subsequently, the system was used to discriminate between tomato cultivars based on their specific absorption of sugars and acids and to determine the concentrations of the most important taste compounds. The advantages of SIA-ATR-FTIR include rapid analysis, versatility and simplicity of the flow injection instrumentation. Finally, the potential of the ET and SIA-ATR-FTIR to determine the taste of fruit as measured by a trained sensory panel was examined. Using the ETSPU and the ASTREE ET sourness, saltiness and umami could be predicted accurately. The prediction of sweetness required the selection of specific sensors for the ETSPU. SIA-ATR-FTIR was able to make accurate predictions on sweetness, sourness, saltiness and umami. Both the ET's and ATR-FTIR showed to have a potential for many applications in food industry. Traditioneel wordt gebruik gemaakt van sensorische proefpanels en instrumentele technieken om de smaak van voedingsproducten te bepalen. Deze traditionele technieken zijn echter tijdrovend en duur. In de voedingssector is er een nood aan eenvoudige en objectieve hoge doorvoer-meettechnieken voor smaakbepaling. In dit werk worden de mogelijkheden van twee snelle en objectieve meet-technieken, de elektronische tong (ET) en geattenueerde totale reflectie-Fourier getransformeerde infrarood (ATR-FTIR) spectroscopie, voor smaakprofilering van groenten en fruit geëvalueerd. In een eerste deel werd de performantie van de ET ontwikkeld aan de Universiteit van Sint-Petersburg (ETSPU) vergeleken met de commercieel beschikbare ASTREE ET. Ondanks de grote verschillen in het meetprotocol van beide systemen, toonden beide ET'en de mogelijkheid om tomatenrassen te klassificeren op basis van hun suiker-, zuur- en mineraalgehalte. De ETSPU kan ook individuele componenten kwantificeren, terwijl de ASTREE ET hier niet toe in staat is. Vervolgens werd het potentieel van ATR-FTIR voor kwalitatief en kwantitatief smaalonderzoek bestudeerd. De specifieke vibraties van chemische bindingen maakten het mogelijk om smaakcomponenten te relateren aan de absorptiespectra. In een volgende fase werd de ATR-FTIR opstelling uitgebreid met een sequentieel injectie (SIA) systeem voor de automatisatie van de metingen. De voordelen van SIA-ATR-FTIR zijn de snelle analyses en veelzijdigheid van de eenvoudige instrumentatie. Tenslotte werden de resultaten van de ET'en en SIA-ATR-FTIR gerelateerd aan deze van een getraind sensorisch panel. De ETSPU en ASTREE ET waren in staat om de zuurheid, het zoutgehalte en het umami gehalte van een tomaat te voorspellen in enkele minuten tijd. De predictie van zoetheid met de ETSPU vereist de selectie van specifieke sensoren. SIA-ATR-FTIR kan nauwkeurige voorspellingen maken van alle bestudeerde smaken. Zowel de ET als ATR-FTIR toonden aan potentieel te hebben in vele toepassingen in de voedingsindustrie. compounds was studied in several experiments. First, pure compounds and mixtures were analyzed to determine the important absorption bands of IR light which are characteristic for each taste compound. Second, real fruit samples were analyzed. ATR-FTIR showed to be able to distinguish between fruit samples based on their chemical composition. The system also proved to be very accurate in the quantification of taste compounds when the concentration ranges are large and the influence of the matrix is low. In a next phase, the ATR-FTIR system was extended with a sequential injection analysis (SIA) set-up. In a first step, the development and optimization of the SIA-ATR-FTIR were studied into detail using model solutions. Subsequently, the system was used to discriminate between tomato cultivars based on their specific absorption of sugars and acids and to determine the concentrations of the most important taste compounds. The advantages of SIA-ATR-FTIR include rapid analysis, versatility and simplicity of the flow injection instrumentation.   Finally, the potential of the ET and SIA-ATR-FTIR to determine the taste of fruit as measured by a trained sensory panel was examined. Using the ETSPU and the ASTREE ET sourness, saltiness and umami could be predicted accurately. The prediction of sweetness required the selection of specific sensors for the ETSPU. SIA-ATR-FTIR was able to make accurate predictions on sweetness, sourness, saltiness and umami. Both the ET's and ATR-FTIR showed to have a potential for many applications in food industry.