Elektronische Nase auf Basis von Metalloxid-Halbleitersensoren als alternative Technik zur Verderbsklassifizierung von rotem Fleisch

Ziel der vorliegenden Studie war die Entwicklung einer elektronischen Nase für die Qualitätskontrolle von rotem Fleisch. Messungen mit der elektronischen Nase und bakteriologische Messungen werden durchgeführt, um Proben von Rind- und Schaffleisch zu analysieren, die bei 4°C bis zu 15 Tage lang gelagert wurden. Auf Hauptkomponentenanalyse (PCA) und Support Vector Machine (SVM) basierende Klassifizierungstechniken werden verwendet, um die Leistung des Systems der elektronischen Nase bei der Verderbsklassifizierung von rotem Fleisch zu untersuchen. Die bakteriologische Methode wurde als Referenzmethode gewählt, um das System der elektronischen Nase konsistent zu trainieren. Die erstellten SVM-Modelle klassifizierten Fleischproben anhand der Gesamtkeimzahl in „unverdorben“ (Keimzahlen < 6 log10 cfu/g) und „verdorben“ (Keimzahlen ≥ 6 log10 cfu/g). Die vorläufigen Ergebnisse der Gesamtkeimzahl (TVC) zeigen, dass die Haltbarkeit von bei 4 °C gelagertem Rind- und Schaffleisch 7 bzw. 5 Tage beträgt. Das mit SVM gekoppelte System der elektronischen Nase konnte zwischen unverdorbenem und verdorbenem Rind- oder Schaffleisch mit einer Erfolgsquote von 98,81 bzw. 96,43 % unterscheiden. Um zu untersuchen, ob die Ergebnisse der elektronischen Nase gut mit den Ergebnissen der bakteriologischen Analyse korrelierten, wurden Partial-Least-Squares(PLS)-Kalibrierungsmodelle erstellt und validiert. Es wurden gute Korrelationskoeffizienten zwischen den Signalen der elektronischen Nase und den bakteriologischen Daten erzielt – ein deutlicher Hinweis darauf, dass das System der elektronischen Nase zu einer einfachen und schnellen Technik für die Qualitätskontrolle von rotem Fleisch werden kann.