Effective discrimination of flavours and tastes of Chinese traditional fish soups made from different regions of the silver carp using an electronic nose and electronic tongue

Silver carp is a one of the most important freshwater fish species in China, and is popular when making soup in the Chinese dietary culture. In order to investigate the profile of fish soup tastes and flavours cooked using different regions of the same fish, the silver carp was cut into four different regions: head, back, abdomen, and tail. The differences in taste and flavour of the four kinds of homemade fish soup were investigated by an electronic nose and electronic tongue. The basic chemical components of the different fish regions and the SDS-PAGE profile of the fish soup samples were investigated. Two chemometrics methods (principal component analysis and discriminant factor analysis) were used to classify the odour and taste of the fish soup samples. The results showed that the electronic tongue and nose performed outstandingly in discriminating the four fish soups even though the samples were made from different regions of the same fish. The taste and flavour information of different regions of the silver carp fish could provide the theoretical basis for food intensive processing

Detection of gases and organic vapors by cellulose-based sensors

The growing interest in the development of cost-effective, straightforward, and rapid analytical systems has found cellulose-based materials, including cellulose derivatives, cellulose-based gels, nanocellulosic materials, and the corresponding (nano)cellulose-based composites, to be valuable platforms for sensor development. The present work presents recent advances in the development of cellulose-based sensors for the determination of volatile analytes and derivatives of analytical relevance. In particular, strategies described in the literature for the fabrication and modification of cellulose-based substrates with responsive materials are summarized. In addition, selected contributions reported in the field of paper-based volatile sensors are discussed, with a particular emphasis on quick response (QR) code paper-based platforms, intelligent films for food freshness monitoring, and sensor arrays for volatile discrimination purposes. Furthermore, analytical strategies devised for the determination of ionic species by in situ generation of volatile derivatives in both paper-based analytical devices (PADs) and microfluidic PADs will also be described.Universidade de Vigo/CISUGAgencia Estatal de Investigación | Ref. RTI2018-093697-B-I0

Paving the Way for a Green Transition in the Design of Sensors and Biosensors for the Detection of Volatile Organic Compounds (VOCs)

The efficient and selective detection of volatile organic compounds (VOCs) provides key information for various purposes ranging from the toxicological analysis of indoor/outdoor environments to the diagnosis of diseases or to the investigation of biological processes. In the last decade, different sensors and biosensors providing reliable, rapid, and economic responses in the detection of VOCs have been successfully conceived and applied in numerous practical cases; however, the global necessity of a sustainable development, has driven the design of devices for the detection of VOCs to greener methods. In this review, the most recent and innovative VOC sensors and biosensors with sustainable features are presented. The sensors are grouped into three of the main industrial sectors of daily life, including environmental analysis, highly important for toxicity issues, food packaging tools, especially aimed at avoiding the spoilage of meat and fish, and the diagnosis of diseases, crucial for the early detection of relevant pathological conditions such as cancer and diabetes. The research outcomes presented in the review underly the necessity of preparing sensors with higher efficiency, lower detection limits, improved selectivity, and enhanced sustainable characteristics to fully address the sustainable manufacturing of VOC sensors and biosensors

Nir spectroscopy for non-destructive quality evaluation of fish

Fish freshness is regarded as one major parameter for seafood quality. However, it is lost inevitably in practice after catching and fish death, owing to the natural autolysis process which, in turn, trigger the growth of microorganisms and, consequently, the progressive loss of food characteristics and quality. This phenomenon is perceptible by changes in the sensory characteristics such as appearance, odour, taste and texture of fresh fish as well as in chemical, biochemical and microbiological changes. Fish market prices is highly depended on accurately predict its freshness and shelf-life. Predicted storage time in ice is defined as the number of days that the fish has been stored in ice and it is possible to use these results to estimate the remaining shelf life. Quality Index Method (QIM) is currently the most wholesome and straightforward method of describing freshness. However, it is time consuming and subjective and it is not always suitable for largescale applications. NIR spectroscopy has been proven to be a rapidly and non-destructive method for evaluating fish components (moisture, protein, fat, …) as well as it has shown good predictions errors associated with fish storage time prediction. The purpose of this research is to test the possibility of using NIR spectroscopy for non-destructively predicting freshness levels of plaice fish in Flanders, Belgium. In the preliminary study, spectroscopic measurements were performed on tested plaice samples (n=10) subjected to different storage times assisted with Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLSDA) indicated that NIR spectroscopy had great potential for nondestructive plaice freshness discrimination. In the next step, the main study employing NIR diffuse reflectance measurements for plaice samples (n=90) graded using commercial QIM scoring method at ILVO (Flanders, Belgium) together with Partial Least Squares (PLS) regression culminated on two different calibration models for predicting freshness expressed as storage days in ice (converted from the graded QIM scores): one for dark skin measurements with prediction performances of 1.82, 2.22 and 0.804 for RMSECV, RMSEP and R2p, respectively, using the selected wavelength range of 1400 to 1580 nm; and one for white skin measurements with those parameters of 2.356, 2.59 and 0.677 for RMSECV, RMSEP and R2p, respectively, using the full wavelength range studied of 940 to 1700 nm.A frescura do peixe é considerada um dos parâmetros mais importantes na caracterização da qualidade dos produtos aquáticos. No entanto, esta é inevitavelmente perdida devido ao processo de autólise que, por sua vez, desencadeia o crescimento de microrganismos e, consequentemente, a perda progressiva de qualidade. Este fenómeno é visível através das alterações das características sensoriais tais como a aparência, odor, paladar e textura assim como alterações químicas, bioquímicas e microbiológicas. O preço de mercado do peixe depende da previsão exata da frescura e do tempo de vida útil. Prever o tempo de armazenamento no gelo define-se como o número de dias que o peixe está armazenado no gelo e é possível utilizar este valor para estimar o tempo de vida útil remanescente. O método do índex de qualidade (QIM) é atualmente o método mais completo e direto para descrever a frescura do peixe. No entanto, é um método lento e subjetivo e que não é exequível para aplicações em grande escala. A espectroscopia na zona do infravermelho próximo (NIR) provou ser um método rápido e não destrutivo para avaliação dos constituintes do peixe (água, proteína, gordura, …) assim como exibiu bons erros de previsão do tempo de armazenamento. O objetivo desta investigação é testar a possibilidade de utilizar esta técnica para prever de forma não destrutiva níveis de frescura em amostras de solha em Flandres, Bélgica. No estudo preliminar, análise espectral assistida pela técnica PLSDA foi utilizada em amostras de solha (n=10) sujeitas a diferentes tempos de armazenamento e os resultados indicaram que a espectroscopia na zona do infravermelho próximo tem um grande potencial para a discriminação não destrutiva da frescura da solha. Na etapa seguinte, o estudo principal, realizado no modo de reflectância difusa, em amostras de solha (n=90) classificadas pelo sistema de pontuação QIM na ILVO (Flandres, Bélgica) em conjunto com a técnica PLS, culminou em dois modelos aperfeiçoados para previsão da frescura expressada em dias de armazenamento em gelo (obtidos pela conversão dos pontos QIM): um para as medições na parte da pele escura, com parâmetros de 1.82, 2.22 e 0.804 para RMSECV, RMSEP e R2p no intervalo de comprimento de onda entre os 1400 e os 1580 nm; e um segundo para as medições na parte da pele branca, com parâmetros de 2.36, 2.59 e 0.677 para RMSECV, RMSEP e R2p utilizando a extensão completa de comprimentos de onda estudados de 940 a 1700 nm

Effects of different freshness on the quality of cooked tuna steak

peer-reviewedThe variation in quality of yellowfin tuna (Thunnus albacares) steaks of different freshness after cooking were studied by analyzing K value, adenosine triphosphate (ATP)-related compounds content, histamine content, sensory quality, E-nose and E-tongue analysis. The results indicated that when the freshness of raw tuna steak decreased from sashimi grade to cooking grade, IMP content significantly decreased whereas HxR content significantly increased after cooking. With the decrease of freshness, K value of the 4th day sashimi-grade tuna and the 6th day cooking-grade tuna increased from 18% and 24% to 27% and 45% respectively after cooking. The higher histamine content in raw tuna steak, the more significantly increased histamine level of cooked tuna was observed. Raw tuna steaks with sashimi grade have significant variation from those with cooking grade in odor and taste by E-nose and E-tongue analysis after cooking The sensory evaluation showed that the freshness of tuna steak significantly influence the cooking quality (p < 0.05)

Profiling and modelling of triglycerides and volatile compounds in SA hake (merluccius capensis and merluccius paradoxus)

Thesis (D. Tech. Environmental health) -- Central University of technology, Free State, 2011Apart from being the primary food source of many cultures around the world, fish contains notable amounts of essential fatty acids that are required by the human body, thus making fish a vital part of the human diet. In South Africa Cape hake is a well-known and highly consumed local fish species, which is transported from coastal areas countrywide where the fresh fish are displayed on ice in various retail stores. Fish is known to be highly susceptible to spoilage and, as a result, the maintenance of the cold-chain in related products is of particular importance. Additionally, recent trends showing a decline in natural fish resources have instigated growing concerns about the sustainability and optimal utilisation of fish as a food source. Against this backdrop, this study aimed at determining the influence of storage parameters on selected triglycerides and their possible metabolic pathways. Also applying prediction modelling of fatty acids and volatiles as instruments to assess exposure of Cape hake fillets to excessive microbial contamination and, in effect, be indicative of the environmental parameters (for example temperature) that may influence such contamination. Randomly selected juvenile hakes were filleted and stored under various simulated retail storage conditions, under either controlled or uncontrolled environmental conditions. For each hake filleted, one fillet was inoculated with an increased load of autochthonous microbiota, and the corresponding fillet was kept at similar temperature conditions. All fillets were monitored over a ten day period, during which fatty acid and volatile samples were collected and analysed. From the resulting triglycerides a selection of fatty acids were profiled and their possible metabolic pathways investigated. Fish maturity, the distribution of the fatty acids and the implication thereof in the nutritional value were also assessed. Conventional chemometric methods utilising mathematical expressions were subsequently utilised in order to predict contamination and whether the cold chain was sustained, while an artificial neural network (ANNs) were designed to predict excessive microbial contamination in the fillets. The results showed that the nutritional value of fish differs notably with its maturity and size. Mathematical equations were furthermore found to be effective assessment instruments to indicate the percentage differences in storage temperature, as well as consequent microbial influences. Thus, this approach may introduce mathematical prediction modelling as a promising mechanism to assess Cape hake spoilage. An artificial neural network (ANN) was successfully designed, that succeeded in distinguishing between Cape hake fillets displayed and stored on ice that have been exposed to excessive contamination and those that have not been exposed. In the latter case, the selected variable was a fatty acid, hexadecanoic acid, used as biochemical indicator. This modulating approach may provide a platform for future shelf-life studies on related muscle tissue. Ultimately, the study endeavoured to add to the body of knowledge regarding the biochemical and microbiological changes related to Cape hake storage, the prediction thereof via contemporary methods and contributing to the safety and effective utilization of this unique and declining South African nutritional resource

Nuevas metodologías para la evaluación de la calidad de productos pesqueros

257 p.La producción y consumo mundial del pescado ha aumentado a gran velocidad en las últimasdécadas debido al aumento de la población y la mejora en los canales de distribución de losalimentos. Se trata de un alimento rico en proteínas y minerales y algunas especies presentanácidos grasos muy interesantes como el ácido docosahexaenóico o el ácido eicosapentaenóico.Pero el pescado es un producto altamente perecedero y tras su captura comienza rápidamentesu deterioro principalmente mediante dos grandes mecanismos, la autolísis, responsable de ladegradación de proteínas, grasas y compuestos nitrogenados entre otros y la vía de deterioromicrobiológico, generadora de una gran variedad de compuestos químicos, entre los quedestacamos las aminas biógenas, aminas volátiles y aldehídos/cetonas, estos dos últimosprincipales objetivos de la presente tesis. Estos compuestos son responsables de la pérdida decalidad del pescado y el crecimiento experimentado en el consumo ha traído consigo una mayorpreocupación por parte de los consumidores en cuanto a la calidad del producto.Por todo esto existen numerosas metodologías, y continuamente surgen nuevas, para cuantificarel estado de calidad de los productos pesqueros. Los distintos métodos abarcan desde elanálisis sensorial, considerado el más apropiado para determinar la frescura del pescado, hastametodologías químicas o análisis microbiológicos, que se encargan de determinar cuáles son losmicroorganismos de deterioro especifico (responsables microbianos del deterioro del pescado).De entre los métodos químicos, cabe destacar el gran avance en los últimos tiempos de lossensores. Anticuerpos y enzimas resultan de gran interés en este campo por su alta especificidady sensibilidad pero poco a poco también se han ido introduciendo nuevos elementos dereconocimiento como son los polímeros de impresión molecular. Estos compuestos sonentramados poliméricos con propiedades de reconocimiento molecular selectivo haciacompuestos para los que han sido sintetizado y son utilizados para determinar una gran variedadde compuestos en multitud de matrices alimentarias.Los principales objetivos de la tesis han sido: i) desarrollar una metodología de análisis multianalitode gran sensibilidad para poder caracterizar el contenido en aminas volátiles en el músculo y laatmósfera de distintas muestras de pescado (merluza, chicharro y trucha) y determinar así cualutilizar como biomarcador en cada caso; ii) determinar la presencia de otras sustancias (p.ej.aldehídos y cetonas) en distintas especies de interés y en distintas condiciones; iii) diseñar y sintetizardistintos materiales poliméricos que podrían ser utilizados como elementos de reconocimiento,en sensores, de los marcadores de interés e incluso utilizarlos en posibles envases.Para alcanzar estos objetivos, primeramente se seleccionaron distintas metodologías que a prioriresultasen interesantes por sus características y la que resultó más prometedora fue optimizaday validada. Se trató de una metodología HPLC-MS en la que se utilizó un agente derivatizante(bromoacetato de tert-butilo) para aminas primarias, secundarias y terciarias. Esta metodologíafue validada y con ella se alcanzaron límites de cuantificación para la metilamina, dimetilaminay trimetilamina de 0,37, 0,28 y 0,08 mg N/kg pescado respectivamente.Posteriormente esta metodología se utilizó para caracterizar el contenido en metilamina,dimetilamina y trimetilamina en pescado almacenado en distintas condiciones de temperatura.Se caracterizaron cambios debidos a temperaturas de refrigeración y congelación en el músculoasí como cambios a consecuencia de la utilización de atmósferas modificadas.Esta metodología también fue adaptada para poder cuantificar muestras gaseosas siendo validaday alcanzando porcentajes de recuperación de 48%, 61% y 77% para la metilamina, dimetilaminay trimetilamina respectivamente. Con esta adaptación se caracterizaron los cambios ocurridosen la atmósfera que rodea el pescado debidos a las distintas condiciones de almacenamiento,tanto en refrigeración como en congelación.Así mismo, se determinaron otros marcadores químicos como aldehídos/cetonas en distintasmuestras de pescado y sus atmósferas, así como en un sistema modelo creado a partir de caldosde chicharro y utilizando microorganismos de deterioro específicos para inocularlos.Por último, se estudió el efecto de las aminas volátiles en la señal de fluorescencia de distintasmoléculas de interés con la finalidad de utilizar dichas moléculas para crear polímeros deimpresión molecular que experimentasen cambios detectables colorimétricamente al quedarretenida la trimetilamina en ellos. Como moléculas de interés por los cambios observados seseleccionaron el naftaleno y el naranja de acridina. Se utilizaron moléculas estructuralmentesimilares para llevar a cabo el proceso de síntesis del polímero y posteriormente se trituró,tamizó y lavó, para llevar a cabo los estudios de afinidad.De todos los resultados obtenidos en esta tesis cabe destacar la metodología desarrollada parael análisis de aminas volátiles tanto en músculo de pescado como en aire y en distintos mediosorgánicos. Gracias a esta metodología y sus bajos límites de detección, se ha podido utilizar la TMAcomo marcador de calidad en pescado de agua dulce. Asimismo, se ha desarrollado un protocolo deanálisis para determinar la concentración de metilamina, dimetilamina y trimetilamina en el músculode pescado mediante la extracción del aire de las barquetas del pescado a analizar, de esta forma seconsigue una metodología no destructiva con el consiguiente beneficio que eso supone. Además,utilizando la medida indirecta de la atmósfera de las barquetas se ha logrado discriminar entrepescado fresco y pescado congelado-descongelado

Nuevas metodologías para la evaluación de la calidad de productos pesqueros

257 p.La producción y consumo mundial del pescado ha aumentado a gran velocidad en las últimasdécadas debido al aumento de la población y la mejora en los canales de distribución de losalimentos. Se trata de un alimento rico en proteínas y minerales y algunas especies presentanácidos grasos muy interesantes como el ácido docosahexaenóico o el ácido eicosapentaenóico.Pero el pescado es un producto altamente perecedero y tras su captura comienza rápidamentesu deterioro principalmente mediante dos grandes mecanismos, la autolísis, responsable de ladegradación de proteínas, grasas y compuestos nitrogenados entre otros y la vía de deterioromicrobiológico, generadora de una gran variedad de compuestos químicos, entre los quedestacamos las aminas biógenas, aminas volátiles y aldehídos/cetonas, estos dos últimosprincipales objetivos de la presente tesis. Estos compuestos son responsables de la pérdida decalidad del pescado y el crecimiento experimentado en el consumo ha traído consigo una mayorpreocupación por parte de los consumidores en cuanto a la calidad del producto.Por todo esto existen numerosas metodologías, y continuamente surgen nuevas, para cuantificarel estado de calidad de los productos pesqueros. Los distintos métodos abarcan desde elanálisis sensorial, considerado el más apropiado para determinar la frescura del pescado, hastametodologías químicas o análisis microbiológicos, que se encargan de determinar cuáles son losmicroorganismos de deterioro especifico (responsables microbianos del deterioro del pescado).De entre los métodos químicos, cabe destacar el gran avance en los últimos tiempos de lossensores. Anticuerpos y enzimas resultan de gran interés en este campo por su alta especificidady sensibilidad pero poco a poco también se han ido introduciendo nuevos elementos dereconocimiento como son los polímeros de impresión molecular. Estos compuestos sonentramados poliméricos con propiedades de reconocimiento molecular selectivo haciacompuestos para los que han sido sintetizado y son utilizados para determinar una gran variedadde compuestos en multitud de matrices alimentarias.Los principales objetivos de la tesis han sido: i) desarrollar una metodología de análisis multianalitode gran sensibilidad para poder caracterizar el contenido en aminas volátiles en el músculo y laatmósfera de distintas muestras de pescado (merluza, chicharro y trucha) y determinar así cualutilizar como biomarcador en cada caso; ii) determinar la presencia de otras sustancias (p.ej.aldehídos y cetonas) en distintas especies de interés y en distintas condiciones; iii) diseñar y sintetizardistintos materiales poliméricos que podrían ser utilizados como elementos de reconocimiento,en sensores, de los marcadores de interés e incluso utilizarlos en posibles envases.Para alcanzar estos objetivos, primeramente se seleccionaron distintas metodologías que a prioriresultasen interesantes por sus características y la que resultó más prometedora fue optimizaday validada. Se trató de una metodología HPLC-MS en la que se utilizó un agente derivatizante(bromoacetato de tert-butilo) para aminas primarias, secundarias y terciarias. Esta metodologíafue validada y con ella se alcanzaron límites de cuantificación para la metilamina, dimetilaminay trimetilamina de 0,37, 0,28 y 0,08 mg N/kg pescado respectivamente.Posteriormente esta metodología se utilizó para caracterizar el contenido en metilamina,dimetilamina y trimetilamina en pescado almacenado en distintas condiciones de temperatura.Se caracterizaron cambios debidos a temperaturas de refrigeración y congelación en el músculoasí como cambios a consecuencia de la utilización de atmósferas modificadas.Esta metodología también fue adaptada para poder cuantificar muestras gaseosas siendo validaday alcanzando porcentajes de recuperación de 48%, 61% y 77% para la metilamina, dimetilaminay trimetilamina respectivamente. Con esta adaptación se caracterizaron los cambios ocurridosen la atmósfera que rodea el pescado debidos a las distintas condiciones de almacenamiento,tanto en refrigeración como en congelación.Así mismo, se determinaron otros marcadores químicos como aldehídos/cetonas en distintasmuestras de pescado y sus atmósferas, así como en un sistema modelo creado a partir de caldosde chicharro y utilizando microorganismos de deterioro específicos para inocularlos.Por último, se estudió el efecto de las aminas volátiles en la señal de fluorescencia de distintasmoléculas de interés con la finalidad de utilizar dichas moléculas para crear polímeros deimpresión molecular que experimentasen cambios detectables colorimétricamente al quedarretenida la trimetilamina en ellos. Como moléculas de interés por los cambios observados seseleccionaron el naftaleno y el naranja de acridina. Se utilizaron moléculas estructuralmentesimilares para llevar a cabo el proceso de síntesis del polímero y posteriormente se trituró,tamizó y lavó, para llevar a cabo los estudios de afinidad.De todos los resultados obtenidos en esta tesis cabe destacar la metodología desarrollada parael análisis de aminas volátiles tanto en músculo de pescado como en aire y en distintos mediosorgánicos. Gracias a esta metodología y sus bajos límites de detección, se ha podido utilizar la TMAcomo marcador de calidad en pescado de agua dulce. Asimismo, se ha desarrollado un protocolo deanálisis para determinar la concentración de metilamina, dimetilamina y trimetilamina en el músculode pescado mediante la extracción del aire de las barquetas del pescado a analizar, de esta forma seconsigue una metodología no destructiva con el consiguiente beneficio que eso supone. Además,utilizando la medida indirecta de la atmósfera de las barquetas se ha logrado discriminar entrepescado fresco y pescado congelado-descongelado

Identifikasi Kualitas Ikan menggunakan Deret Sensor Elektrokimia dan Neural Network

Identifikasi kualitas ikan digunakan untuk menentukan busuk tidaknya ikan sehingga diketahui bahwa apakah ikan tersebut layak untuk dikonsumsi. Namun saat ini, cara mengetahui ikan tersebut layak dikonsumsi atau tidak hanya menggunakan pengamatan lewat fisik dan bau, secara langsung oleh manusia, sehingga bisa membahayakan manusia dikarenakan ikan yang sudah busuk memiliki gas-gas yang beracun serta berbau menyengat yang dihasilkan oleh mikroorganisme di makanan tersebut. Untuk mengatasi hal tersebut, dibutuhkan suatu alat yang dapat mengenali kualitas ikan sehingga tidak perlu ada pengamatan secara langsung oleh manusia untuk mengenali kualitas ikan yang layak dikonsumsi atau tidak. Pada tugas akhir ini, dirancang alat untuk mengidentifikasi kualitas ikan dari nilai gas H2S, NH3, dan CO dimana gas-gas tersebut akan dideteksi menggunakan deret sensor elektrokimia untuk membaca gas yang akan dikonversi menjadi sinyal listrik analog. Listrik analog tersebut akan dibaca oleh Analog to Digital Converter 16 bit berupa modul ADS1115 dan data akan dikonversi menjadi nilai ppm (part per million). Data dari output sensor tersebut akan dijadikan bahan proses learning untuk jaringan saraf tiruan (Neural Network) yang akan digunakan untuk melakukan klasifikasi kualitas dari ikan yang dilakukan menggunakan mikrokontroller Arduino Due. Alat yang dirancang telah mampu melakukan klasifikasi kualitas beragam jenis ikan utuh yang dijual dipasaran dengan ukuran 100-200 gram dengan tingkat akurasi sebesar 80%. =================================================================================================================================== Identification of the quality of fish is used to determine whether or not the fish rot is known so that it is suitable for consumption. But today, the identification for fish quality is using observation through physical and odor directly by humans. This kind of activity may be dangerous because of the poisonous and pungent gases produced by microorganism in rotten fish. In order to prevent this, a tool that can identify the quality of fish is needed so there is no need direct observation to be done by humans to identy the quality of fish. In this final project, a tool is designed to identify the quality of fish from the value of H2S, NH3, and CO gas where the gases will be detected using gas array sensor that will be converted into an analog electrical signal. Analog signal will be read by Analog to Digital Converter 16 bit ADS1115 module and data will be converted to ppm (part per million) value. Gas data obtained by sensor output will be used as material for the learning process of artificial neural network that will be used to classify the quality of fish in Arduino Due microcontroller. The designed tool has been able to classify the quality of various types of whole fish which are being sold in market with a size of 100-200 grams with an accuracy rate of 80%