当你打开一盒存放了一周的中餐外卖,你会闻一下。当你打开一罐在阳光下放了几天的啤酒,你会闻一下。我们用鼻子来判断食物是否新鲜还是变质,以及我们认为它是否安全食用。但你的鼻子可能无法分辨出一种导致疾病的微生物或老年食物中出现的、表示变质的化学物质。
像“气相色谱仪”和“质谱仪”这样名字很长的、打印机大小的机器可以识别导致食物变质的物质,但价格却要数千美元。对于我们这些不在实验室工作的人来说,研究人员和企业家们正在试验将新鲜度传感器集成到冰箱、咖啡研磨机和智能手机中的配件。它们就是所谓的食物的电子鼻。
电子鼻自 20 世纪 80 年代就已存在,但研究人员最近才开始为其添加移动组件以面向消费者。一些专家怀疑这些系统是否有必要,甚至是否比人类的味觉更好,但我们很快就会看到电子鼻嗅探我们日常饮食的各种东西。
对于西班牙啤酒公司 Mahou San Miguel 来说,啤酒似乎是新鲜度检测系统的自然选择。该公司与马德里康普顿斯大学 (UCM) 的科学家合作开发了一个化学系统和 Android 应用程序,可以检测淡色啤酒何时会变质。
“我不是专业的啤酒品鉴师,但我会说它的味道有点偏甜,但不是那种好甜,”UCM 分析化学家 María Cruz Moreno-Bondi 说。“当你闻它的时候,你会觉得不舒服。”
他们的系统专注于一种名为糠醛的化学物质。糠醛会随着时间在啤酒中积累,并可能表明啤酒已变质。该团队制作了带有糠醛检测化学染料的彩色圆盘——当他们将稀释的水、乙醇和盐酸的啤酒放在圆盘上时,化学染料会变色。配套的移动应用程序读取变色染料的照片,并将颜色转换为啤酒中糠醛的含量。
啤酒行业顾问兼 The Beer Sommelier LLC 创始人 Matt Simpson 表示,该系统可能无法推广到所有啤酒,也可能无法比人类做得更好。“只有一种方法 [检测新鲜度],那就是经过训练的啤酒评委,”他说,“那就是通过嗅觉,”即你的嗅觉和味觉。“你找出啤酒中的各种缺陷,并通过香气和味道分辨出来。试图只分离出一两个化合物,对你正在分析的任何啤酒都是一种损害。”
当啤酒变老时,一些化学物质会在氧气存在下发生变化。新的化学物质可能会破坏风味或引入新的风味。Simpson 说,有些啤酒在氧化后实际上味道更好,例如带有雪利酒风味的麦芽酒、巧克力味的帝国世涛或果味的比利时烈艾尔。他指出,淡啤酒变质更快,保质期也更短,但他不知道该应用程序是否对那些通常会聘请质量控制品鉴师的大型啤酒厂有用。“他们已经有检测变质啤酒的机制了,”他说。“我不知道为什么他们需要一个应用程序,也许是为了让他们(品鉴师)的工作更容易。”
但是,移动应用程序结合非专业品鉴师的判断,是否能帮助小型啤酒厂或没有质量控制人员的调酒师?谁知道呢?研究员 Elena Benito Peña 表示,尽管该项目受到了广泛关注,但目前已暂停。
其他人也尝试将移动集成用于咖啡的新鲜度检测。Voltaire 是一款便携式咖啡研磨机,它将使用探测器来嗅探咖啡豆随着时间推移释放出的化合物,以判断咖啡的新鲜度。
品尝咖啡涉及很多重要的化学过程。“这让我想起我在咖啡店花了 16 美元买一磅咖啡豆的时候,”GIR(Get It Right)公司首席执行官 Samantha Rose 说,该公司开发了 Voltaire。“如果味道很棒,我下次还会买。但如果味道不同,是因为它们坏了,还是我应该欣赏这种风味?如果它们真的坏了,我应该订购不同的份量,还是这家烘焙商寄来的咖啡豆不如往常新鲜?”
加州大学戴维斯分校(UC Davis)教授比尔·里斯滕帕特(Bill Ristenpart)表示,许多精品咖啡爱好者认为,一杯咖啡的最佳饮用时间有一个特定的时期,大约在烘焙后 12 到 24 小时之间,他教授一门名为“咖啡设计:工程方法”的课程。
烘焙后几天,咖啡豆会继续释放二氧化碳和其他气体。Voltaire 研磨机可以生成气体含量的图表,您可以在移动应用程序上查看。通过机器学习,传感器可能会收集每种特定咖啡豆的二氧化碳曲线,以了解它们何时变质,并有一天自动订购新咖啡豆,或者在剩余大量咖啡豆时建议订购不同的份量,据为探测器进行工程设计的 Modernist Cuisine 技术总监 Scott Heimendinger 称。
Ristenpart 警告说,咖啡行业缺乏同行评审的科学研究,这是他和他的加州大学戴维斯分校团队正在努力解决的问题。“就硬数据而言,关于咖啡味道与时间的关系,并没有多少,”他说。Coffee Analysts 的总裁 Dan Cox 同意。“我们希望有一种方法可以直观地判断咖啡是否新鲜。”他赞赏这项努力,认为 Voltaire 是一个有趣的想法,但想看到专家小组的品尝测试结果,以确认这种新鲜度检测方法是否有效。
Rose 正在努力解决这些担忧,她通过品尝小组来处理。“我们还有更多的数据需要收集,才能得出结论性的结果,但我们的整体策略是保持高度透明,”她说。她希望尽可能公开 Voltaire 的所有数据。毕竟,她认为该产品是为整个咖啡社区服务的。
新鲜度不仅仅关乎口味。微生物会在食物中生长,化学物质随着时间的推移会发生反应,产生可能对您的健康有害的物质。此外,许多保质期都是不可靠的。
Tim Swager 在麻省理工学院 (MIT) 经营一个实验室,他梦想着一个“能知道里面所有东西的智能冰箱”。如果食品生产商在包装上贴上小型射频识别 (RFID) 传感器,结合气体信息和食物进入冰箱的日期,就可以生成动态保质期。“如果某件东西在不应该温暖的情况下变热了,它会很快变质,”Swager 说。“动态保质期非常重要,因为它能减少浪费。”
此外,通过添加移动集成,您的手机可以通知您,嘿,也许你不应该吃那些放了三周的剩菜。
Swager 所描述的技术已经存在;他的实验室制造了薄而小的传感器(就像你在百货公司找到的金属防盗贴纸),可以检测变质肉类或腐烂水果释放出的化学物质。传感器包含一个碳纳米管电路,该电路经过工程设计,可以等待有害气体分子通过。这会改变电流通过传感器的方式,而智能手机可以检测到这种变化。
Swager 警告说,可能会有一些隐私问题,因为广告商会很想知道某人冰箱里有什么。
电子鼻还有许多其他新应用;但请保持关注。随着研究人员为这些产品添加移动便利性,有一天,你闻食物的唯一鼻子可能就不再是你自己的了。