science >> Wetenschap >  >> Chemie

Onderzoekers gebruiken een synthetische tong om whisky's te sorteren

Deze visuele samenvatting toont een sensorarraysysteem met drie elementen dat leeftijd, mengstatus, land van herkomst, en smaakelementen in whisky's. Krediet:Jinsong Han et al./ Chemo 2017

Whisky's kunnen verschillen in smaak en geur, maar ze lijken qua chemische samenstelling zo op elkaar dat de meeste analyses twee nauw verwante brouwsels niet van elkaar kunnen onderscheiden. In het journaal Chemo op 8 juni, onderzoekers introduceren een kunstmatige sensorarray of "tong" die kan detecteren of twee bijna identieke whiskymonsters een match zijn. De sensorarrays kunnen ook enkele van de belangrijkste kwaliteiten van de whisky's identificeren, zoals moutstatus, leeftijd, en land van herkomst.

Een meester-whiskydistilleerder kan deze geesten van elkaar onderscheiden, maar op chemisch vlak whiskymerken bevatten veel van dezelfde moleculen. Hun complexiteit maakt het ook moeilijk om ze uit elkaar te halen, aangezien plantaardig materiaal, zoals mouten en sporenaroma's zoals citrus, bevat zoveel verschillende elementen. "Een van de dingen waar ik in geïnteresseerd was, was 'hoe nauw verwant kunnen twee analyten zijn, zodat je ze nog steeds van elkaar kunt onderscheiden?' en voor dat, whisky's zijn absoluut fantastisch, ", zegt senior co-auteur Uwe Bunz, een organisch chemicus aan de Universiteit van Heidelberg.

Elke sensorarray bestaat uit een reeks oplossingen die elk een unieke gloeiende verfijnde kleurstof bevatten. Wanneer de onderzoekers een druppel whisky aan de oplossingen toevoegen, de whisky veroorzaakt een kleine verandering in de helderheid van de gloed van elke chemische stof. Wanneer Bunz en zijn collega's een machine gebruiken die een plaatlezer wordt genoemd om de subtiele veranderingen in fluorescentie te meten, ze kunnen voor elke whisky een kenmerkend patroon vinden.

"Als je er 3 hebt, 4, of 5 elementen op de tong, je krijgt er 3, 4, of 5 verschillende intensiteitswisselingen, en deze intensiteitsveranderingen vormen een patroon. En het patroon is uniek, "zegt hij. "De reactie van elk afzonderlijk polymeer op de whisky zou niet erg nuttig zijn, maar als je ze combineert, ze vormen een heel uniek patroon."

Een rij gloeiende polymeerkleurstoffen waaruit de sensorarray bestaat, staat op een rij. Promovendus Jinsong Han staat achter hen. Krediet:Uwe Bunz

De sensorarray lijkt in niets op een traditionele tong, maar het werkt volgens een aantal van dezelfde principes, Bunz betoogt. "Onze menselijke tong bestaat uit 6 of 7 verschillende receptoren - zoet, zout, bitter, zuur, umami, en heet zijn - en ze kunnen voedsel identificeren door differentiële reacties van die elementen, " zegt hij. "De combinatie van differentiële receptoren geeft je een algehele smaakindruk van wat je eet."

In tegenstelling tot traditionele chemische technieken zoals massaspectrometrie, die een mengsel afbreken in de afzonderlijke chemicaliën waaruit het bestaat, deze synthetische "tongen" reageren op het totale mengsel. "Als iemand er een kleine hoeveelheid gif in heeft gedaan of zoiets, dat kon je niet discrimineren, " zegt Bunz. Ze weten niet precies welke componenten van de whisky reageren met de verschillende gloeiende polymeren, maar ze hebben patronen opgemerkt die lijken te correleren met de whiskyleeftijd, moutstatus (enkel of dubbel), en land van herkomst.

Deze synthetische "tongen" kunnen overeenkomsten tussen whisky's, maar ze kunnen een onbekende whisky niet vanaf het begin identificeren, hij zegt. "Je begint met een monster waarvan je weet dat het de echte McCoy is. Dan kijk je naar een ander monster, en je kunt zeggen of het hetzelfde monster is of niet." Met andere woorden, deze tongen zouden geweldig zijn voor het opsporen van vervalsingen van dure luxe whisky's.

Uwe Bunz (links) en promovendus Jinsong Han kijken naar een rij gloeiende kleurstoffen die in de whisky-onderscheidende 'tong' worden gebruikt. Krediet:Sebastian Hahn

Wat goed werkt voor whisky, kan ook goed werken voor andere dranken en zelfs voor biologische materialen. die ook complexe mengsels zijn. "Wat je voor whisky kunt doen, je in principe zou kunnen doen voor andere consumptiegoederen, " zegt Bunz. "Je zou het zelf kunnen doen in een keuken, ervan uitgaande dat je een plaatlezer en de juiste geconjugeerde polymeren had en wist naar welk polymeer je moest zoeken. In principe, iedereen zou dit kunnen doen."