微型香气传感器将鼻子放进口袋

当你打开一个放了一周的中餐外卖盒时，你会用鼻子闻一闻。当你打开一瓶在阳光下放了几天的啤酒时，你也会用鼻子闻一闻。我们用鼻子来判断食物是新鲜的还是变质的，以及我们是否认为它可以安全食用。但你的鼻子可能无法分辨出陈年食物中出现的致病微生物或发出变质信号的化学物质。

激光打印机大小的机器有着“气相色谱仪”和“质谱仪”等长名称，可以识别食物变质剂，但价格高达数千美元。对于我们这些不在实验室工作的人来说，研究人员和企业家正在试验将新鲜度传感器与冰箱、咖啡研磨机和智能手机集成在一起的配件。它们就是所谓的食物电子鼻。

电子鼻自 20 世纪 80 年代就已出现，但研究人员最近才开始为目标消费者添加移动组件。一些专家怀疑这些系统是否有必要，甚至是否比人类味觉更有效，但我们可能很快就会看到电子鼻嗅出我们每天吃喝的东西。

对于西班牙酿酒公司 Mahou San Miguel 来说，啤酒似乎是新鲜度检测系统的天作之合。该公司与马德里康普顿斯大学的科学家合作开发了一种化学系统和 Android 应用程序，可以检测淡色拉格啤酒何时变质。

“我不是专业的啤酒品尝师，但我会说味道有点甜，但不是很好，”马德里大学分析化学家玛丽亚·克鲁兹·莫雷诺-邦迪 (María Cruz Moreno-Bondi) 表示。“当你闻到它的味道时，你不喜欢它。”

他们的系统专注于一种名为糠醛的化学物质。糠醛会随着时间的推移在啤酒中积累，可能预示着啤酒已经变质。该团队制作了带有糠醛检测化学染料的彩色圆盘——当他们将用水、乙醇和盐酸稀释的啤酒放入圆盘时，化学染料会改变颜色。配套的移动应用程序会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，该系统可能无法扩展到所有啤酒，而且效果也不比人类更好。“作为一名训练有素的啤酒评委，只有一种方法 [检测新鲜度]，”他说，“那就是通过嗅觉”，也就是你的嗅觉和味觉。“你要找出啤酒中的各种缺陷，并通过香气和味道将它们挑出来。试图分离出一两种化合物，无论你分析的是什么啤酒，都是在伤害你。”

啤酒变质后，其中的一些化学物质在氧气存在下会发生变化。新化学物质可能会破坏啤酒的味道，也可能会产生新的味道。不过，辛普森说，有些啤酒经过氧化后味道会更好，比如雪莉味的大麦酒、巧克力味的帝国黑啤酒或果味比利时烈性啤酒。他指出，淡啤酒变质更快，保质期也更短，但他不知道这款应用程序对通常聘请品酒师进行质量控制的大型啤酒厂是否有用。“他们已经有了检测陈啤酒的机制，”他说。“我不知道他们为什么需要一款应用程序，也许是为了让这些人的工作更轻松。”

但是，移动应用程序与非专家调色板相结合是否能帮助那些无法接触质量控制人员的小型酿酒商或调酒师呢？谁知道呢。研究员埃琳娜·贝尼托·佩尼亚 (Elena Benito Peña) 表示，尽管该项目引起了广泛关注，但目前仍处于搁置状态。

其他人正在尝试将移动设备集成到咖啡新鲜度检测中。Voltaire 是一款便携式咖啡研磨机，它使用检测器嗅探咖啡豆在陈化过程中释放出的一系列化合物，以读取咖啡的新鲜度。

品尝咖啡涉及许多重要的化学反应。“这让我回想起我在咖啡店花 16 美元买一磅咖啡豆的那一刻，”GIR 首席执行官 Samantha Rose 说道，Get It Right 是伏尔泰的发明者。“如果味道很好，我会再次使用它们。但如果味道不同，是因为它们不好还是我应该欣赏这种味道？如果味道真的很糟糕，我应该订购不同数量的咖啡豆，还是这家烘焙商送来的咖啡豆没有平时新鲜？”

加州大学戴维斯分校的化学工程师、《咖啡的设计：一种工程方法》课程的讲师比尔·里斯滕帕特 (Bill Ristenpart) 表示，特色咖啡社区的很多人都认为，咖啡的味道在某个特定时间达到最佳，即烘焙后的 12 到 24 小时之间。

咖啡豆在烘焙后的几天内会继续释放二氧化碳和其他气体。伏尔泰研磨机可以绘制气体量图表，您可以在移动应用程序上查看。据设计该探测器的现代主义烹饪技术总监斯科特·海明丁格 (Scott Heimendinger) 称，通过机器学习，传感器可能能够收集每颗特定咖啡豆的二氧化碳曲线，以了解它们何时变质，并且有一天如果剩下很多咖啡豆，传感器会自动订购新咖啡豆或建议不同数量的咖啡豆。

Ristenpart 警告说，咖啡行业同行评议的科学研究非常少，他和他在加州大学戴维斯分校的团队正在努力解决这个问题。“就硬数据而言，咖啡的味道与时间的关系并不多，”他说。Coffee Analysts 总裁 Dan Cox 对此表示赞同。“我们希望有一种方式可以直观地判断咖啡是否新鲜。”他赞扬了这项努力，并认为 Voltaire 是一个有趣的想法，但他希望看到专家小组的口味测试结果，以确认这种检测新鲜度的方法是否有效。

罗斯正在努力通过品鉴小组平息这些担忧。她说：“在得出最终结论之前，我们还需要收集更多数据，但我们的策略是保持整个过程的透明度。”她希望尽可能合法地公开所有 Voltaire 数据。毕竟，该产品是面向整个咖啡社区的，她说。

不过，新鲜度不仅仅关乎味道。微生物可以在食物中生长，化学物质随着时间的推移会相互作用，留下可能对健康有害的物质。此外，很多保质期都不可靠。

蒂姆·斯瓦格 (Tim Swager) 在麻省理工学院 (Massachusetts Institute of Technology) 经营着一家实验室，他梦想着打造一台“知道里面所有东西的智能冰箱”。如果食品生产商在包装上安装小型射频识别 (RFID) 传感器，气体信息与食品进入冰箱的日期相结合，就可以生成动态保质期。斯瓦格说：“如果食物在不该变热的时候被放着，很快就会变质。动态保质期非常重要，因为它可以减少浪费。”

此外，通过增加移动集成功能，您的手机可以通知您，嘿，也许您不应该吃那些三周前剩下的食物。

斯瓦格描述的技术是存在的；他的实验室制造了薄而小的传感器（就像你在百货商店看到的金属安全贴纸），可以检测出变质的肉或腐烂的水果中散发出的化学物质。这些传感器包含一个带有碳纳米管的电路，这些碳纳米管被设计成等待有害气体分子通过。这会改变电流通过传感器的方式，智能手机可以检测到这种变化。

斯瓦格警告说，这可能会涉及一些隐私问题，因为广告商很想知道人们冰箱里有什么。

电子鼻还有许多其他新应用；但请保持警惕。随着研究人员为这些产品增加移动便利性，有一天，你的鼻子可能不是唯一一个嗅食物的鼻子。