The electronic nose: a fast and efficient tool for characterizing dates.

¹ CIRAD, Persyst, UMR Qualisud, 34398 Montpellier Cedex 5, France
² CIRAD, Bios, UMR Développement et Adaptation des Plantes, 34398 Montpellier Cedex 5, France
³ INRA, UR Amélioration des plantes et de la qualité, BP 533, Marrakech 40000, Morocoo

Corresponding author: lebrun.m@cirad.fr

Received: 15 April 2007
Accepted: 14 August 2007

Abstract

Introduction. Aroma is often used as a fruit quality marker. Several researchers have used the analysis of volatile compounds to characterize dates (Phoenix dactylifera). Nevertheless, it is difficult to analyze this subtle aroma in spite of the many techniques available, such as liquid-liquid extractions and headspace analysis. The global approach of the e-nose with a minimum handling of the sample is a fast and efficient alternative to these techniques. This rather new tool, simulating the behavior of the human nose, thus aroused our interest for application to dates. Materials and methods. Dates were harvested, in 2005, at the Tamar stage from nine date varieties, in Zagora, Morocco. They were frozen after harvest and sent by air to the laboratory of CIRAD (Montpellier, France). All data were collected at the same time. Five hundred g of dates were taken at random, pitted and cut into small pieces. After homogenization, an aliquot of 3.0 g was put into a 10-mL headspace flask and immediately sealed. Six replicates per sample were prepared for later electronic-nose analysis. An electronic nose (e-nose) from Alpha MOS, equipped with Metal Oxide Sensors (MOS), was used. Data were analyzed using Principal Component Analysis (PCA). The Discrimination Index (DI), created by Alpha MOS, was used to describe the discriminatory power of the groups’ separation. Alpha MOS considers that good discrimination and reliability are achieved for DI over 80%. Results. Discrimination indexes > 88% and means of the coefficients of variation obtained for each sensor < 4% demonstrate the high performance and good reproducibility of the e-nose. Conclusion. The e-nose is sensitive to date volatile emissions. All the date varieties studied were well separated. This fast screening technique, creating a specific olfactory fingerprint as a genuine identity card, could be used to follow changes in maturity, assure the identity of lots of dates and detect adulteration.

Résumé

Introduction. Les arômes sont souvent utilisés comme marqueur de la qualité du fruit. Pour la caractérisation des dattes (Phoenix dactylifera), plusieurs chercheurs ont utilisé l'analyse des composés volatils. Néanmoins, il est difficile d'analyser cet arôme ténu malgré les nombreuses techniques disponibles, comme les extractions liquide-liquide et l'analyse d'espace de tête. L’utilisation du nez électronique, qui nécessite une manipulation minimale de l'échantillon, est une autre technique ; elle est rapide et efficace. Cet outil assez nouveau, qui simule le comportement du nez humain, a donc éveillé notre intérêt pour une application aux dattes. Matériel et méthodes. Les dattes de neuf variétés de dattier ont été récoltées, en 2005, au stade Tamar, à Zagora, Maroc. Elles ont été congelées après récolte et envoyées par avion au laboratoire du CIRAD (Montpellier, France). Toutes les données ont été collectées en même temps. Cinq cents g de dattes ont été prélevés au hasard parmi la récolte. Celles-ci ont été dénoyautées et découpées en petits morceaux. Après homogénéisation, une partie aliquote de 3.0 g a été mise dans un flacon d'espace de tête de 10 mL et immédiatement scellée. Six répétitions par échantillon ont été préparées pour les analyses au nez électronique ultérieures. Un nez électronique (Alpha MOS) équipé de capteurs à base d’oxydes métalliques a été utilisé. Les données ont été traitées par une analyse en composantes principales (ACP). L'index de discrimination (DI), créé par Alpha MOS, a été utilisé pour décrire le pouvoir discriminatoire de la séparation des groupes. Alpha MOS considère que de bonnes discrimination et fiabilité sont obtenues pour des DI supérieures à 80 %. Résultats. Des index de discrimination supérieurs à 88 % et les moyennes des coefficients de variation obtenus pour chaque capteur inférieures à 4 % montrent le haut niveau de performance et la bonne reproductibilité du nez électronique. Conclusion. Le nez électronique est sensible aux émissions volatiles de dattes. Toutes les variétés de datte étudiées ont été bien séparées. Cette technique rapide de criblage, qui crée une empreinte olfactive spécifique comme véritable carte d'identité, pourrait être utilisée pour suivre des changements de maturité, vérifier l'identité d'un bon nombre de dattes et détecter des adultérations.