Page 1Electronic nose for the early

Page 1
Electronic nose for the early detection of differenttypes of indigenous mold contamination in greencoffee Veronica Sberveglieri1,2 , Elisabetta Comini2,Dario Zappa2, Andrea Pulvirenti1,2 1Department of Life Science University of Modena and Reggio Emilia Via Amendola2,42014 Reggio Emilia, Italy [e-mail] 2 University of Brescia & CNR-IDASC Sensor LabVia Valotti 9, 25133, Brescia, Italy Estefania Nunez Carmona1,3 3CNR-IBF Via Ugo la Malfa 153, 90146, Palermo Italy Abstract— In the last few years Electronic Noses (ENs) have been revealed to be a very effective and fast tool for monitoringthe microbiological spoilage and food quality control.European regulations report the maximum concentration ofmycotoxins permitted in green coffee beans.The aim of this study was to test the ability of a novel EN,equipped with an array of MOX gas sensors based on thin filmsas well as nanowires, to early detect mold contaminations fromAspergillus spp., in cooperation with classical microbiologicaland chemical techniques like Gas Chromatography coupled withMass Spectroscopy with SPME technique. In general the selection of the green coffee is controlled byvisual inspection of shape, color and size. However, this processin often not enough to prevent the entrance in the food chains ofcontaminated products.We have demonstrated that the novel EN is able to early detectthe qualitative and quantitative differences between contaminateand uncontaminated samples.Achieved results vividly recommend the use of our EN as aquality control tool in coffee producer industry. Keywords-component; Green coffee, Aspergillus spp.,mycotoxins, electronic nose, GC-MS SPME. I. INTRODUCTIONAll the coffee, produced and consumed, belongs to the genusCoffea, which highlights primarily two species: C. arabica andC. canephora. Those species usually grow in the equatorial zone,where the conditions of humidity, temperature, wind, rains andaltitude allow the harvest of many different varieties, each onewith particular requirements. According with the provenancearea, the harvesting and processing methods change dependingon the zone. Most of the producers are developing countries, so the storageconditions and the methods used for harvesting and transport ofgreen coffee depend on the production country, but anyway canbe easily contaminated by mold throughout the working process(food-chain).Usually the contamination occurs due to molds belonging to thegenus Aspergillus [1]. Green coffee beans are stored for monthsuntil it pass to the next step in the production chain, namedroasting process. During this time, as long as the raw materialis at the correct temperature and humidity, the mold is able togrow and produce mycotoxins.Aspergillus species are called aflatoxins, produced by A.nigerand A. flavus. Ochratoxins A (OTA) are normally produced byA. ochraceus, A. carbonarius, and some strains of A. niger[2][3]. This kind of metabolites carries a big risk forconsumer’s health due to the strong carcinogenic action andbig toxicity for the kidneys and liver.The presence of aflatoxins and ochratoxins was discoverbetween the early 1960’s and late 1970’s [4] [5]. A little timelater European Union (EU) started a program to set theregulations of the presence of this toxics in foodstuffs.This regulation specifies the maximum allowed concentrationof OTA as 5 parts per billion (ppb) in green coffee beans. Ithas been documented that the roasting process reduces thepresence of this substances, but only in a little amount due tothe thermal stability of the molecule [6][7]. The real challengeis to avoid the entrance of contaminated products in theprocessing chain. The selection of the raw material occurs in the early stages ofthe processing chain by visual inspection. The parameters thatdeterminate the quality of green coffee beans are shape,color, and size. Frequently the raw material is alreadycontaminated when this selection occurs, and thus thedetection of the contamination became very difficult.Nowadays the EU advises to use chromatographic andfluorimetric techniques to reveal the presence of themycotoxins in food stuffs. Unfortunately this is an back-evaluation that doesn’t prevent the presence of contaminatedgreen coffee beans in the industry. An early identification ofcontaminated products will preserve the consumer health andprevent economic losses.One possible way to overcome this limitation is the use ofelectronic nose (EN) that in the last years has proven to be aneffective, rapid and useful tool for the detection of earlycontamination in food matrix [8]. 2013 Seventh International Conference on Sensing Technology978-1-4673-5221-5/13/$31.00 ©2013 IEEE 465
Page 2
This instrument performs the analysis of the volatile, organicor inorganic, compounds present in the head space created inthis case by different contamination in green coffee [9].In this work we used the EN EOS835 (SACMI IMOLA scarl,Imola, Italy) equipped with a thermally controlled sensorchamber of 20 ml internal volume. We removed the originalsensors and placed six new custom gas sensors instead. Allsensors were Metal Oxide Semiconductor based; four of themwere prepared by RGTO thin film technique, while the othertwo were prepared using the nanowire technology [10]described further below. The EN was provided with the auto-sampler headspace systemHT200 (HTA srl, Brescia, Italy), supporting a 40 loading sitescarousel and a shaking oven to equilibrate the sampleheadspace. During their growth, the aspergilla create a big amount ofmetabolites, mostly volatiles, organic or inorganic compounds.The assay made by EN, based on the analysis of the headspace, is able to reveal the presence of these metabolites,making evident the difference between contaminated anduncontaminated samples and different type of contamination.The goal of this study is the setting up of a new approachfor the detection of mold contamination in the early stages of the coffee production chain, based on the cooperation between innovative instruments like EN equipped with NWsgas sensors and standard techniques, like GC-MS coupledwith standard microbiology.II. MATERIALS AND METHODSA. Preparation of Gas Sensors with Metal Oxide NWsNanowires of metal oxides were prepared using the techniqueof evaporation-condensation, which exploits the vapor phase-solid (VS) and vapor-liquid-solid (VLS) growth mechanisms.The experimental set-up for the deposition of metal oxidesconsisted in an alumina tubular furnace capable of reachinghigh temperatures (1500° C). This high temperature wasrequired to enable the decomposition of the oxide and topromote evaporation. The temperature gradient within thefurnace and the low pressure in an inert atmosphere allowedcondensation and nucleation of the nanostructures[11].The pressure, the thermal gradient and the gas flow must bestrictly controlled in order to ensure the reproducibility of thesamples among different depositions. During the transient toreach the evaporation temperature and to return back to roomtemperature, the inert gas flow was maintained in the oppositedirection (from the substrate towards the dust), to preventunwanted condensation on the substrate.The temperature of the tubular furnace for zinc oxide wasmaintained at 1200 ° C, and the oxide powder was placed in thecenter of the furnace, where the temperature was the highest.Alumina 2x2mm substrates were catalyzed with platinum priorto the introduction into the oven. The deposition parameters forthe catalyst (deposited by sputtering) were: DC sputteringmode, 50W power and deposition time 2 s. Subsequently, thesubstrates were placed on a sample holder and inserted in alateral zone of the furnace, where the temperature was lower(570 °C). The pressure was decreased to 1 mbar. A 100sccmflow of argon was introduced into the chamber, while a pressurecontroller maintained the pressure at 10mbar. The substrateswere maintained at a temperature of about 570 °C for 5 minutesand then brought back to room temperature. Figure 1: ZnO nanowires SEM picture, at 50k magnification. Figure 1 reports FE-SEM investigation (LEO 1525) on themorphology of ZnO nanostructures. Synthesis process resultsin the formation of mats of thin ZnO nanowires, with averagediameter between 20-40 nm[12]. A titanium-tungsten alloy was used to deposit the solderingpads on alumina substrates, via DC magnetron sputtering (70Wargon plasma, 300 °C, 5.5x10-3 mbar). Afterwards, platinuminterdigited contacts were deposited using the same sputteringtechnique. A platinum heater was deposited on the backside, inorder to either heat the sensors or control the operationtemperature of the sensing material. Figure 2: Sketch of the conductometric device. Alumina substrate is whitecolored in the middle, TiW pads are in brown and platinum heater and contactsare in metallic gray. B. Sample preparation Rose-Bengal Chloranphenicol Agar (Sigma-Aldrich ChemicalCo., St. Louis, MO, USA) was used, as a selective medium forthe enumeration of yeast and molds [13] from a wide range ofdifferent food matrix.The Chloramphenicol plays as suppressor of bacteria growth,while the Rose-Bengal act as a restrictive agent of the moldgrowth. In order to assist the enumeration of small colonies,the media have neutral pH. The same kind of medium wasused to perform all the analysis. 2013 Seventh International Conference on Sensing Technology978-1-4673-5221-5/13/$31.00 ©2013 IEEE 466
Page 3
For the microbiological analysis Petri dishes were prepared.Different kinds of green coffee bean were selected accordingwith the provenance: Honduras, Indonesia and India.In the case of GC-MS-SPME and EN analysis, 5 ml ofmedium were placed into sterile 20 ml chromatographic vialand let it solidify.After the solidification, three green coffee beans of everydifferent chosen typology were placed separately inside the vial, covered with an aluminum crimp and then coated withPTFE/silicone septum without crimping.The ensemble was covere

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หน้า 1จมูกอิเล็กทรอนิกส์ตรวจต้นของ differenttypes ของแม่พิมพ์พื้นเมืองปนใน greencoffee Sberveglieri1 เวโรนิกา 2, Elisabetta Comini2, Dario Zappa2, Andrea Pulvirenti1, 1Department 2 วิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยโมเดนา และเรจจิโอเอมิเลียผ่าน Amendola2, 42014 เรจจิโอเอมิเลีย อิตาลี [e-mail] 2 มหาวิทยาลัยของเบรสเซีย และโรงแรมซีเอ็นอาร์ IDASC เซ็นเซอร์ LabVia Valotti 9, 25133 เบรสเซีย อิตาลี Estefania Nunez Carmona1, 3CNR IBF 3 ผ่านลา Ugo Malfa 153, 90146 ปาแลร์โมประเทศอิตาลีนามธรรมซึ่งในไม่กี่ปี Noses อิเล็กทรอนิกส์ (ENs) ได้ถูกเปิดเผยเป็น เครื่องมือที่มีประสิทธิภาพ และรวดเร็วสำหรับการ monitoringthe ทางจุลชีววิทยาอาหารเน่าเสียและควบคุมคุณภาพระเบียบยุโรปรายงาน ofmycotoxins ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตในเมล็ดกาแฟสีเขียวจุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือเพื่อ ทดสอบความสามารถของนวนิยาย EN พร้อม ด้วยสิ่งของ MOX ก๊าซเซ็นเซอร์ใช้ filmsas บางดีเป็น nanowires สืบต้นแม่ปน fromAspergillus โอ ร่วมกับเทคนิคเคมี microbiologicaland คลาสสิกเช่น Chromatography ก๊าซควบคู่ withMass ก ด้วยเทคนิค SPME โดยทั่วไป การเลือกกาแฟเขียวมี byvisual ควบคุมการตรวจสอบรูปร่าง สี และขนาด อย่างไรก็ตาม นี้ processin มักจะไม่เพียงพอเพื่อป้องกันไม่ให้เข้าในอาหารกลุ่มผลิตภัณฑ์ ofcontaminatedเราได้แสดงว่าน้ำนวนิยายสามารถช่วง detectthe เชิงคุณภาพ และเชิงปริมาณความแตกต่างระหว่าง contaminateand ตัวอย่างที่ดื่มผลทำได้น่าฟังแนะนำการใช้น้ำของเราเป็นเครื่องมือควบคุม aquality ในอุตสาหกรรมผู้ผลิตกาแฟ ส่วนคำสำคัญ กรีนคอฟฟี่ โอ Aspergillus, mycotoxins จมูกอิเล็กทรอนิกส์ SPME GC MS I. INTRODUCTIONAll กาแฟ ผลิต และการบริ โภค เป็นของ genusCoffea ซึ่งเน้นหลักสองชนิด: andC C. อาราบิก้า canephora พันธุ์เหล่านั้นจะเติบโตในเขตเส้นศูนย์สูตร ที่เงื่อนไขของความชื้น อุณหภูมิ ลม ฝน andaltitude ให้เก็บเกี่ยวของพันธุ์ที่แตกต่างกันมาก ข้อกำหนดเฉพาะแต่ละ onewith ตาม ด้วย provenancearea การ วิธีการเก็บเกี่ยว และการประมวลผลเปลี่ยน dependingon ในโซน ของผู้ผลิตส่วนใหญ่เป็นประเทศกำลังพัฒนา เพื่อการ storageconditions และวิธีการที่ใช้สำหรับการเก็บเกี่ยวและขนส่ง ofgreen กาแฟขึ้นอยู่กับประเทศผลิต แต่อย่างไรก็ตาม canbe ปนเปื้อนได้ง่าย โดยแม่ตลอด process(food-chain) ทำงานมักจะปนเปื้อนที่เกิดจากแม่พิมพ์ที่เป็นสมาชิกของ thegenus Aspergillus [1] เก็บเมล็ดกาแฟสีเขียวสำหรับ monthsuntil ที่จะผ่านไปยังขั้นตอนถัดไปในสายการผลิต กระบวนการ namedroasting ในช่วงเวลานี้ ตราบ materialis ดิบที่ถูกต้องและความชื้น โมลด์เป็น mycotoxins togrow และผลิตได้สายพันธุ์ aspergillus เรียกว่า aflatoxins ผลิต โดย A.nigerand A. flavus ปกติผลิต byA Ochratoxins A (OTA) ได้ ochraceus, A. carbonarius และบางสายพันธุ์ของ A. ไนเจอร์ [2] [3] ของ metabolites ดำเนินการสุขภาพของ forconsumer ความเสี่ยงใหญ่เนื่องจากความเป็นพิษ andbig ดำเนินการ carcinogenic แข็งในไตและตับของ aflatoxins และ ochratoxins ถูก discoverbetween ช่วง 1960 และสาย 115 [4] [5] Timelater น้อยสหภาพยุโรป (EU) เริ่มต้นโปรแกรมการตั้งค่า theregulations ของ toxics นี้ในอาหารระเบียบนี้ระบุจำนวนสูงสุดที่อนุญาตให้ concentrationof OTA 5 ส่วนต่อพันล้าน (ppb) ในเมล็ดกาแฟสีเขียว Ithas รับเอกสารว่า กระบวนการคั่วลด thepresence ของสารนี้ แต่เพียงในจำนวนน้อยเนื่องจากความมั่นคงความร้อนของโมเลกุล [6] [7] Challengeis จริงเพื่อหลีกเลี่ยงการเข้าของผลิตภัณฑ์ปนเปื้อนในห่วงโซ่ theprocessing การเลือกวัตถุดิบที่เกิดขึ้นในระยะแรก ๆ ของการประมวลผล โดยตรวจสอบภาพ พารามิเตอร์ thatdeterminate คุณภาพของเมล็ดกาแฟสีเขียวมีรูปร่าง สี และขนาด บ่อยวัตถุดิบเป็น alreadycontaminated เมื่อเลือกนี้เกิดขึ้น และทำ thedetection ของการปนเปื้อนได้ยากปัจจุบัน EU แนะใช้เทคนิค chromatographic andfluorimetric เฉลยของ themycotoxins ในอาหาร แต่นี่คือการกลับมาประเมินที่ไม่ทำให้สถานะของเมล็ดกาแฟ contaminatedgreen ในอุตสาหกรรม การเริ่มต้นรหัส ofcontaminated ผลิตภัณฑ์จะเก็บการบริโภคเพื่อสุขภาพ andprevent สูญเสียทางเศรษฐกิจทางหนึ่งเพื่อเอาชนะข้อจำกัดนี้เป็นการใช้ ofelectronic จมูก (น้ำ) ในปีสุดท้ายได้พิสูจน์ให้ aneffective เครื่องมืออย่างรวดเร็ว และมีประโยชน์สำหรับการตรวจพบ earlycontamination ในเมตริกซ์อาหาร [8] 2013 ประชุมนานาชาติเจ็ด Technology978-1-4673-5221-5/13/$31.00 © 2013 IEEE ไร้สาย 465หน้าที่ 2This instrument performs the analysis of the volatile, organicor inorganic, compounds present in the head space created inthis case by different contamination in green coffee [9].In this work we used the EN EOS835 (SACMI IMOLA scarl,Imola, Italy) equipped with a thermally controlled sensorchamber of 20 ml internal volume. We removed the originalsensors and placed six new custom gas sensors instead. Allsensors were Metal Oxide Semiconductor based; four of themwere prepared by RGTO thin film technique, while the othertwo were prepared using the nanowire technology [10]described further below. The EN was provided with the auto-sampler headspace systemHT200 (HTA srl, Brescia, Italy), supporting a 40 loading sitescarousel and a shaking oven to equilibrate the sampleheadspace. During their growth, the aspergilla create a big amount ofmetabolites, mostly volatiles, organic or inorganic compounds.The assay made by EN, based on the analysis of the headspace, is able to reveal the presence of these metabolites,making evident the difference between contaminated anduncontaminated samples and different type of contamination.The goal of this study is the setting up of a new approachfor the detection of mold contamination in the early stages of the coffee production chain, based on the cooperation between innovative instruments like EN equipped with NWsgas sensors and standard techniques, like GC-MS coupledwith standard microbiology.II. MATERIALS AND METHODSA. Preparation of Gas Sensors with Metal Oxide NWsNanowires of metal oxides were prepared using the techniqueof evaporation-condensation, which exploits the vapor phase-solid (VS) and vapor-liquid-solid (VLS) growth mechanisms.The experimental set-up for the deposition of metal oxidesconsisted in an alumina tubular furnace capable of reachinghigh temperatures (1500° C). This high temperature wasrequired to enable the decomposition of the oxide and topromote evaporation. The temperature gradient within thefurnace and the low pressure in an inert atmosphere allowedcondensation and nucleation of the nanostructures[11].The pressure, the thermal gradient and the gas flow must bestrictly controlled in order to ensure the reproducibility of thesamples among different depositions. During the transient toreach the evaporation temperature and to return back to roomtemperature, the inert gas flow was maintained in the oppositedirection (from the substrate towards the dust), to preventunwanted condensation on the substrate.The temperature of the tubular furnace for zinc oxide wasmaintained at 1200 ° C, and the oxide powder was placed in thecenter of the furnace, where the temperature was the highest.Alumina 2x2mm substrates were catalyzed with platinum priorto the introduction into the oven. The deposition parameters forthe catalyst (deposited by sputtering) were: DC sputteringmode, 50W power and deposition time 2 s. Subsequently, thesubstrates were placed on a sample holder and inserted in alateral zone of the furnace, where the temperature was lower(570 °C). The pressure was decreased to 1 mbar. A 100sccmflow of argon was introduced into the chamber, while a pressurecontroller maintained the pressure at 10mbar. The substrateswere maintained at a temperature of about 570 °C for 5 minutesand then brought back to room temperature. Figure 1: ZnO nanowires SEM picture, at 50k magnification. Figure 1 reports FE-SEM investigation (LEO 1525) on themorphology of ZnO nanostructures. Synthesis process resultsin the formation of mats of thin ZnO nanowires, with averagediameter between 20-40 nm[12]. A titanium-tungsten alloy was used to deposit the solderingpads on alumina substrates, via DC magnetron sputtering (70Wargon plasma, 300 °C, 5.5x10-3 mbar). Afterwards, platinuminterdigited contacts were deposited using the same sputteringtechnique. A platinum heater was deposited on the backside, inorder to either heat the sensors or control the operationtemperature of the sensing material. Figure 2: Sketch of the conductometric device. Alumina substrate is whitecolored in the middle, TiW pads are in brown and platinum heater and contactsare in metallic gray. B. Sample preparation Rose-Bengal Chloranphenicol Agar (Sigma-Aldrich ChemicalCo., St. Louis, MO, USA) was used, as a selective medium forthe enumeration of yeast and molds [13] from a wide range ofdifferent food matrix.The Chloramphenicol plays as suppressor of bacteria growth,while the Rose-Bengal act as a restrictive agent of the moldgrowth. In order to assist the enumeration of small colonies,the media have neutral pH. The same kind of medium wasused to perform all the analysis. 2013 Seventh International Conference on Sensing Technology978-1-4673-5221-5/13/$31.00 ©2013 IEEE 466หน้า 3จาน Petri ถูกเตรียมไว้สำหรับการวิเคราะห์ทางจุลชีววิทยาชนิดของเมล็ดกาแฟสีเขียวได้เลือก accordingwith provenance: ฮอนดูรัส อินโดนีเซีย และกรณีของ GC MS SPME และห้องวิเคราะห์ ofmedium 5 ml ถูกวางลงใน 20 ml ใส่ chromatographic vialand India.In ให้มันแข็งหลังจาก solidification เมล็ดกาแฟเขียวสามของ everydifferent เลือกจำแนกถูกวางแยกต่างหากภายในคอนแทค ปกคลุมไป ด้วยใจคับเป็นอลูมิเนียม แล้วเคลือบ septum withPTFE/ซิ ลิโคน โดย crimpingวงดนตรีถูก covere

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

หน้า 1
จมูกอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการตรวจหาการปนเปื้อน differenttypes แม่พิมพ์พื้นเมืองใน GreenCoffee Veronica Sberveglieri1,2, Elisabetta Comini2, ริโอ Zappa2, Andrea Pulvirenti1,2 1Department ชีวิตวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยแสดง Reggio Emilia ผ่าน Amendola2,42014 Reggio Emilia, อิตาลีเวโรนิก้า .sberveglieri @ unimore.it 2 มหาวิทยาลัยของเบรสชาและ CNR-IDASC เซนเซอร์ LabVia Valotti 9, 25133, เบรสชา, อิตาลี Estefania Nunez Carmona1,3 3CNR-IBF ผ่านอูโกลาฟา 153, 90146, ปาแลร์โมประเทศอิตาลีบทคัดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาอิเล็กทรอนิกส์ จมูก (ENS) ได้รับการเปิดเผยว่าเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากและรวดเร็วสำหรับ monitoringthe เน่าเสียทางจุลชีววิทยาและคุณภาพของอาหารระเบียบ control.European รายงาน ofmycotoxins ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตในกาแฟ beans.The สีเขียวจุดมุ่งหมายของการศึกษาครั้งนี้เพื่อทดสอบความสามารถของนวนิยาย EN พร้อมกับอาร์เรย์ของเซ็นเซอร์ก๊าซ MOX ขึ้นอยู่กับ filmsas บางรวมทั้ง nanowires เพื่อตรวจสอบการปนเปื้อนต้นแม่พิมพ์ fromAspergillus spp. ในความร่วมมือกับเทคนิคทางเคมี microbiologicaland คลาสสิกเช่นแก๊สโครมาควบคู่ withMass สเปกด้วยเทคนิค SPME โดยทั่วไปการเลือกกาแฟสีเขียวมีการควบคุมตรวจสอบ byvisual ของรูปร่างสีและขนาด อย่างไรก็ตาม processin นี้มักจะไม่เพียงพอที่จะป้องกันไม่ให้เข้าในห่วงโซ่อาหาร ofcontaminated ผลิตภัณฑ์ได้แสดงให้เห็นว่านวนิยาย EN สามารถต้น detectthe ความแตกต่างเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณระหว่าง contaminateand ผล samples.Achieved โสโครกแนะนำเต็มตาใช้ EN ของเราเป็น Aquality เครื่องมือในการควบคุมอุตสาหกรรมผลิตเครื่องชงกาแฟ คำสำคัญส่วนประกอบ; กาแฟสีเขียว, Aspergillus spp. สารพิษจากเชื้อราจมูกอิเล็กทรอนิกส์ GC-MS SPME I. INTRODUCTIONAll กาแฟ, การผลิตและการบริโภคเป็น genusCoffea ซึ่งไฮไลท์เป็นหลักสองชนิด: ซีอาราบิก้า andC canephora สายพันธุ์เหล่านั้นมักจะเจริญเติบโตได้ในเขตเส้นศูนย์สูตรที่เงื่อนไขของความชื้นอุณหภูมิลมฝน andaltitude ช่วยให้การเก็บเกี่ยวของพันธุ์ที่แตกต่างกันในแต่ละ onewith ความต้องการโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตามด้วย provenancearea, การเก็บเกี่ยวและวิธีการประมวลผลเปลี่ยน dependingon โซน ส่วนใหญ่ของผู้ผลิตมีการพัฒนาประเทศดังนั้นการเก็บและวิธีการที่ใช้ในการเก็บเกี่ยวและการขนส่ง ofgreen กาแฟขึ้นอยู่กับประเทศผลิต แต่อย่างไรก็ตาม canbe ปนเปื้อนได้อย่างง่ายดายโดยแม่พิมพ์ตลอดกระบวนการทำงาน (อาหารห่วงโซ่) .Usually การปนเปื้อนเกิดขึ้นเนื่องจากการ แม่พิมพ์ที่อยู่ในประเภท thegenus Aspergillus [1] เมล็ดกาแฟเขียวจะถูกเก็บไว้สำหรับ monthsuntil มันส่งผ่านไปยังขั้นตอนต่อไปในห่วงโซ่การผลิต namedroasting กระบวนการ ในช่วงเวลานี้เป็นเวลานานเป็น materialis ดิบที่อุณหภูมิที่ถูกต้องและความชื้นเชื้อราสามารถ togrow และผลิตสายพันธุ์ mycotoxins.Aspergillus จะเรียกว่า AFLATOXINS ผลิตโดย A.nigerand A. flavus Ochratoxins (OTA) มีการผลิตตามปกติ Bya ochraceus, carbonarius A. , และบางสายพันธุ์ของไนเจอร์ A. [2] [3] ชนิดของสารนี้ดำเนินสุขภาพ forconsumer เสี่ยงขนาดใหญ่เนื่องจากการกระทำที่ก่อให้เกิดมะเร็งที่แข็งแกร่ง andbig ความเป็นพิษต่อไตและการปรากฏตัวของ liver.The AFLATOXINS และ ochratoxins ถูก discoverbetween ช่วงต้นปี 1960 และปลายปี 1970 [4] [5] timelater น้อยสหภาพยุโรป (EU) เริ่มต้นโปรแกรมที่จะตั้ง theregulations การปรากฏตัวของสารพิษนี้ในการควบคุม foodstuffs.This ระบุความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต OTA เป็น 5 ส่วนต่อพันล้าน (ppb) ในเมล็ดกาแฟเขียว Ithas รับการบันทึกไว้ว่ากระบวนการคั่วลด thepresence ของสารนี้ แต่ในจำนวนน้อยเนื่องจาก tothe เสถียรภาพทางความร้อนของโมเลกุล [6] [7] challengeis จริงเพื่อหลีกเลี่ยงการเข้ามาของผลิตภัณฑ์ที่ปนเปื้อนในห่วงโซ่ theprocessing การเลือกวัตถุดิบที่เกิดขึ้นในช่วงแรก ofthe ห่วงโซ่การประมวลผลโดยการตรวจสอบภาพ พารามิเตอร์ thatdeterminate คุณภาพของเมล็ดกาแฟสีเขียวที่มีรูปร่างสีและขนาด บ่อยวัตถุดิบที่ alreadycontaminated เมื่อตัวเลือกนี้เกิดขึ้นและทำให้ thedetection การปนเปื้อนกลายเป็นมาก difficult.Nowadays สหภาพยุโรปให้คำแนะนำการใช้เทคนิคโครมา andfluorimetric เผยให้เห็นการปรากฏตัวของ themycotoxins ในวัตถุดิบอาหาร แต่น่าเสียดายที่นี้กลับการประเมินผลที่ไม่ได้ป้องกันการปรากฏตัวของเมล็ดกาแฟ contaminatedgreen ในอุตสาหกรรม ตัวแรกผลิตภัณฑ์ ofcontaminated จะรักษาสุขภาพของผู้บริโภค andprevent เศรษฐกิจทางเป็นไปได้ที่จะเอาชนะ losses.One ข้อ จำกัด นี้คือการใช้ ofelectronic จมูก (EN) ว่าในปีที่ผ่านมาได้พิสูจน์ให้เป็น aneffective เครื่องมือรวดเร็วและมีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบของ earlycontamination ใน เมทริกซ์อาหาร [8] 2013 การประชุมระหว่างประเทศที่เจ็ด Sensing Technology978-1-4673-5221-5 / 13 / $ 31.00 © 2013 IEEE 465
หน้า 2
เครื่องมือนี้ดำเนินการวิเคราะห์ของระเหย organicor นินทรีย์สารที่มีอยู่ในพื้นที่หัวสร้าง inthis กรณีการปนเปื้อนที่แตกต่างกันใน กาแฟสีเขียว [9] ซึ่งในงานนี้เราใช้ EN EOS835 (SACMI IMOLA scarl, อีโม, อิตาลี) พร้อมกับ sensorchamber ควบคุมความร้อนที่ 20 มิลลิลิตรปรับระดับเสียงภายใน เราเอาออก originalsensors และวางหกวัดก๊าซที่กำหนดเองใหม่แทน Allsensors เป็นโลหะออกไซด์ Semiconductor ตาม; สี่ themwere จัดทำขึ้นโดยใช้เทคนิคภาพยนตร์ RGTO บางขณะที่ othertwo ได้จัดทำขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีที่เส้นลวดนาโน [10] อธิบายเพิ่มเติมด้านล่าง EN ให้กับอัตโนมัติตัวอย่าง Headspace systemHT200 (HTA SRL, เบรสชา, อิตาลี), สนับสนุน 40 โหลด sitescarousel และเตาอบสั่นปรับสมดุล sampleheadspace ในช่วงการเจริญเติบโตของพวกเขา aspergilla สร้าง ofmetabolites จำนวนมากซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารระเหย, การทดสอบ compounds.The อินทรีย์หรืออนินทรีทำโดย EN อยู่บนพื้นฐานของการวิเคราะห์ช่องว่างเหนือของเหลวสามารถที่จะเผยให้เห็นการปรากฏตัวของสารเหล่านี้ทำให้เห็นได้ชัดความแตกต่างระหว่างการปนเปื้อน anduncontaminated ตัวอย่างและชนิดที่แตกต่างกันของเป้าหมาย contamination.The ของการศึกษานี้คือการจัดตั้งใหม่ approachfor การตรวจสอบการปนเปื้อนของเชื้อราในขั้นเริ่มต้นของห่วงโซ่การผลิตกาแฟอยู่บนพื้นฐานของความร่วมมือระหว่างเครื่องมือนวัตกรรมใหม่เช่น EN ติดตั้งเซ็นเซอร์ NWsgas และ เทคนิคมาตรฐานเช่น GC-MS coupledwith microbiology.II มาตรฐาน วัสดุและ METHODSA เตรียมเซนเซอร์ก๊าซที่มี NWsNanowires ออกไซด์ของโลหะออกไซด์ที่ถูกจัดทำขึ้นโดย techniqueof ระเหยการควบแน่นซึ่งใช้ประโยชน์จากเฟสของแข็งไอ (VS) และไอของเหลวของแข็ง (VLS) การเจริญเติบโต mechanisms.The ทดลองตั้งค่าสำหรับการสะสม ของโลหะ oxidesconsisted ในเตาท่ออลูมิเนียมที่มีความสามารถของอุณหภูมิ reachinghigh (1,500 ° C) นี้อุณหภูมิสูง wasrequired เพื่อเปิดใช้งานการสลายตัวของออกไซด์และการระเหย topromote อุณหภูมิลาดภายใน thefurnace และความกดอากาศต่ำใน allowedcondensation บรรยากาศเฉื่อยและนิวเคลียสของโครงสร้างนาโน [11] ความดันได้โดยเริ่มต้นที่การไล่ระดับความร้อนและการไหลของก๊าซจะต้องควบคุม bestrictly ในการสั่งซื้อเพื่อให้แน่ใจว่าการทำสำเนาของกลุ่มตัวอย่างที่แตกต่างกันในหมู่ depositions ระหว่างชั่วคราว toreach อุณหภูมิการระเหยและส่งกลับมาที่ roomtemperature, การไหลของก๊าซเฉื่อยได้รับการเก็บรักษาไว้ใน oppositedirection (จากพื้นผิวที่มีต่อฝุ่น) เพื่อการควบแน่น preventunwanted กับอุณหภูมิ substrate.The ของเตาท่อสังกะสีออกไซด์ wasmaintained ที่ 1,200 ° C, และผงออกไซด์ที่ถูกวางไว้ใน thecenter ของเตาเผาที่อุณหภูมิถูก highest.Alumina พื้นผิว 2x2mm ถูกเร่งด้วยทองคำขาว priorto แนะนำเข้าเตาอบ พารามิเตอร์การสะสมวงตัวเร่งปฏิกิริยา (ฝากโดยสปัตเตอร์) เป็น: DC sputteringmode พลังงาน 50W และการสะสมเวลา 2 วินาที ต่อมา thesubstrates ถูกวางไว้บนภาชนะใส่สารตัวอย่างและแทรกอยู่ในโซน alateral ของเตาเผาที่อุณหภูมิต่ำ (570 ° C) ความดันลดลงถึง 1 เอ็มบาร์ 100sccmflow ของอาร์กอนถูกนำเข้าไปในห้องในขณะที่ยังคงความดัน pressurecontroller ที่ 10mbar substrateswere เก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิประมาณ 570 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 5 minutesand แล้วนำกลับไปที่อุณหภูมิห้อง รูปที่ 1: ZnO nanowires SEM ภาพที่ 50k ขยาย รูปที่ 1 รายงานการสอบสวน FE-SEM (LEO 1525) ใน themorphology ของโครงสร้างนาโนซิงค์ออกไซด์ กระบวนการสังเคราะห์ resultsin การก่อตัวของเสื่อของ nanowires ZnO บางกับ averagediameter ระหว่าง 20-40 นาโนเมตร [12] โลหะผสมไทเทเนียมทังสเตนถูกใช้ในการฝาก solderingpads บนพื้นผิวอลูมิผ่านทางซีแมกนีตรอนสปัตเตอร์ (พลาสม่า 70Wargon 300 ° C, 5.5x10-3 เอ็มบาร์) หลังจากนั้นรายชื่อ platinuminterdigited มีเงินใช้ sputteringtechnique เดียวกัน เครื่องทำน้ำอุ่นทองคำถูกวางลงบนด้านหลัง, inorder ทั้งความร้อนเซ็นเซอร์หรือควบคุม operationtemperature ของวัสดุการตรวจจับ รูปที่ 2: ร่างของอุปกรณ์การนำไฟฟ้า พื้นผิวอลูมิ whitecolored จะอยู่ตรงกลางแผ่น TIW อยู่ในเครื่องทำความร้อนสีน้ำตาลและทองคำขาวและ contactsare สีเทาโลหะ B. การเตรียมตัวอย่างโรสเบงกอล Chloranphenicol วุ้น (Sigma-Aldrich ChemicalCo. เซนต์หลุยส์, MO, USA) ถูกนำมาใช้เป็นสื่อกลางในการคัดเลือกวงแจงนับของยีสต์และเชื้อราได้ [13] จากหลากหลาย ofdifferent อาหาร matrix.The Chloramphenicol เล่นเป็นต้านการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในขณะที่การกระทำโรสเบงกอลเป็นตัวแทนที่เข้มงวดของ moldgrowth เพื่อที่จะช่วยให้การนับของอาณานิคมขนาดเล็กสื่อมีค่า pH เป็นกลาง ชนิดเดียวกันของกลาง wasused ที่จะดำเนินการทั้งหมดในการวิเคราะห์ 2013 การประชุมระหว่างประเทศที่เจ็ด Sensing Technology978-1-4673-5221-5 / 13 / $ 31.00 © 2013 IEEE 466
หน้า 3
สำหรับจานเลี้ยงเชื้อวิเคราะห์ทางจุลชีววิทยาถูก prepared.Different ชนิดของกาแฟถั่วเขียวได้รับการคัดเลือก accordingwith รากฮอนดูรัสอินโดนีเซียและ India.In กรณีของ GC-MS-SPME และการวิเคราะห์ EN, 5 ml ofmedium ถูกวางลงในการฆ่าเชื้อ 20 มิลลิลิตรโครมา vialand ปล่อยให้มันแข็งตัว solidify.After สามเมล็ดกาแฟสีเขียวของการจำแนกประเภทได้รับการแต่งตั้ง everydifferent ถูกวางไว้แยกต่างหากภายในขวดปกคลุม ด้วยอลูมิเนียมจีบและเคลือบแล้ว withPTFE / กะบังซิลิโคนโดยไม่ต้องทั้งมวล crimping.The เป็น covere

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

หน้า 1

จมูกอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อตรวจหาการปนเปื้อนของ differenttypes ของแม่พิมพ์พื้นเมืองใน greencoffee เวโรนิก้า sberveglieri1,2 เอลิซาเบตตา comini2 , ดาริโอ zappa2 , แอนเดรีย pulvirenti1,2 สาขาวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยชีวิตของ Reggio Emilia โมเดนาและผ่าน amendola242014 Reggio Emilia อิตาลี [e-mail] 2 มหาวิทยาลัย เบรสชา & cnr-idasc เซ็นเซอร์ labvia valotti 925133 , Brescia , อิตาลี estefania นูนเยซ carmona1,3 3cnr-ibf ผ่าน อูโก ลา มาลฟา 153 90146 ปาแลร์โมอิตาลี , นามธรรม , - ในไม่กี่ปีสุดท้ายจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ( ENS ) ได้รับการเปิดเผยว่าเป็นมีประสิทธิภาพมากและรวดเร็วเครื่องมือสำหรับ monitoringthe ทางจุลชีววิทยาการเน่าเสียและการควบคุมคุณภาพอาหาร รายงานระเบียบยุโรปความเข้มข้นสูงสุด ofmycotoxins อนุญาตในเมล็ดกาแฟเขียวจุดมุ่งหมายของการศึกษานี้เพื่อทดสอบความสามารถของนวนิยายและมาพร้อมกับอาร์เรย์ของ mox ก๊าซเซ็นเซอร์ตามบาง filmsas เป็นนาโนเพื่อตรวจสอบแม่พิมพ์ก่อนปนเปื้อน fromaspergillus spp . ในความร่วมมือกับคลาสสิก microbiologicaland เคมีเทคนิค เช่น แก๊สโครมาโตกราฟีควบคู่ withmass สเปกโทรสโกปี ด้วยเทคนิค spme .โดยทั่วไปการเลือกของกาแฟสีเขียวจะถูกควบคุมตรวจสอบ byvisual ของรูปร่างสีและขนาด อย่างไรก็ตาม เพื่อ นี้มักจะไม่เพียงพอที่จะป้องกันไม่ให้เข้าไปในโซ่อาหาร ofcontaminated ผลิตภัณฑ์ เราได้พบว่า นวนิยาย en สามารถแรกกลุ่มคุณภาพและปริมาณความแตกต่างระหว่าง contaminateand ไม่ตัวอย่างบรรลุผลอย่างชัดเจนให้ใช้ของเรา และเป็นเครื่องมือควบคุมคุณภาพในอุตสาหกรรมผู้ผลิตกาแฟ . คำหลักองค์ประกอบ ; กาแฟ , Aspergillus spp . , ไมโคทอกซิน , จมูกอิเล็กทรอนิกส์ , GC-MS spme สีเขียว ฉัน introductionall กาแฟ ผลิตและบริโภคเป็นของ genuscoffea ซึ่งไฮไลท์หลักสองสายพันธุ์อาราบิก้า : C . c . canephora . ชนิดที่มักจะปลูกในเขตเส้นศูนย์สูตร ,ซึ่งเงื่อนไขของความชื้น อุณหภูมิ ลม ฝน andaltitude ให้ผลผลิตของสายพันธุ์ที่แตกต่างกันหลายความต้องการเฉพาะของแต่ละ onewith . ตามด้วย provenancearea , การเก็บเกี่ยวและกรรมวิธีการผลิตการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับโซน ส่วนใหญ่ของผู้ผลิตจะพัฒนาประเทศดังนั้น storageconditions และวิธีการที่ใช้ในการเก็บเกี่ยวและกาแฟ ofgreen การขนส่งขึ้นอยู่กับประเทศที่ผลิต แต่อย่างไรก็ตามสามารถปนเปื้อนได้โดยง่าย โดยแม่พิมพ์ตลอดกระบวนการทำงาน ( ห่วงโซ่อาหาร ) มักจะเกิดขึ้นเนื่องจากการปนเปื้อนของเชื้อรา Aspergillus เชื้อราเพื่อดูความ [ 1 ] เมล็ดกาแฟสีเขียวจะถูกเก็บไว้สำหรับ monthsuntil มันผ่านไปยังขั้นตอนต่อไปในห่วงโซ่การผลิตnamedroasting กระบวนการ ในช่วงเวลานี้ ตราบใดที่ materialis ดิบที่อุณหภูมิที่ถูกต้องและความชื้น เชื้อราสามารถ togrow และผลิตไมโครท็อกซิน . Aspergillus สายพันธุ์ที่เรียกว่าซินที่ผลิตโดย a.nigerand A . flavus . โอคราท็อกซิน ( OTA ) โดยปกติจะผลิตด้วย . ochraceus อ. carbonarius และบางสายพันธุ์ A . niger [ 2 ] [ 3 ]สารชนิดนี้มีความเสี่ยง forconsumer ใหญ่สุขภาพแข็งแรงสารก่อมะเร็งเนื่องจากการกระทำ andbig ความเป็นพิษต่อไตและตับ การปรากฏตัวของอะฟลาทอกซินโอคราท็อกซินคือ discoverbetween และช่วงต้นปี 1960 และ 1970 ล่าช้า [ 4 ] [ 5 ] เล็ก ๆน้อย ๆ timelater สหภาพยุโรป ( อียู ) ที่เริ่มโปรแกรมการตั้งกฎเกณฑ์ของการปรากฏตัวของสารพิษในอาหารระเบียบนี้กำหนดสูงสุดที่อนุญาตของ OTA เป็น 5 พันล้านส่วน ( ppb ) ในเมล็ดกาแฟเขียว ซึ่งได้มีการบันทึกไว้ว่าขั้นตอนการคั่วลดส่วนนี้ สาร แต่ในจํานวน เนื่องจากความร้อนและความเสถียรของโมเลกุล [ 6 ] [ 7 ] น้อย การ challengeis จริงเพื่อหลีกเลี่ยงทางเข้าของผลิตภัณฑ์และกระบวนการที่ปนเปื้อนในห่วงโซ่