Elektronische Nase erkennt Kaffee am Duft

Farbchip erkennt Kaffeesorten und Rösteigenschaften

Kaffeehersteller werben gern damit, wie viele Röstaromen ihre Produkte haben. Chemiker aus den USA haben einen einfachen Sensor entwickelt, der zehn Kaffeesorten am Geruch erkennt und bestimmen kann, wie lange und wie heiß die Bohnen geröstet wurden.

Artikel veröffentlicht am 22. Februar 2010, 12:52 Uhr, Werner Pluta

Ein Team von Chemikern um Kenneth Suslick an der Universität des US-Bundesstaates Illinois in Urbana-Champaign hat eine elektronische Nase entwickelt, die zehn verschiedene, im Handel erhältliche Kaffeesorten erkennen kann.

Farben als Indikatoren

Die elektronische Nase besteht aus einem etwa ein Zentimeter großen Polymerträger, auf dem sich eine Matrix mit 36 chemischen Indikatoren befindet. Dabei handelt es sich beispielsweise um pH-Indikatoren oder um Metalloporphyrine, eine Klasse von farbigen Pigmenten, zu denen beispielsweise der Pflanzenfarbstoff Chlorophyll und der Blutfarbstoff Hämoglobin gehören.

Um den Kaffee zu analysieren, wird die elektronische Nase dem Kaffeedampf ausgesetzt. Die Indikatoren reagieren auf einzelne Aromastoffe und färben sich. Jede Kaffeesorte erzeugt dabei ein charakteristisches Muster. So konnten die Forscher bestimmte Sorten der Kette Starbuck's oder der Marke Folger treffsicher erkennen.

Wie wurde die Bohne geröstet?

Doch der Sensor erkennt nicht nur Kaffeesorten. Er könne auch ziemlich genau feststellen, wie lange und mit welcher Temperatur die Bohnen geröstet wurden, schreiben die Forscher um Suslick in einem Aufsatz in der aktuellen Ausgabe der US-Fachzeitschrift Analytical Chemistry, die von der Fachgesellschaft American Chemical Society (ACS) herausgegeben wird. Die Auswirkungen von Temperatur und Dauer ließen sich bis auf zehn Grad und fünf Minuten genau bestimmen.

Die Analyse von Mischungen, die aus einer Vielzahl von Zutaten bestehe, sei schwierig, vor allem dann, wenn es sich um sehr ähnliche Mischungen handele, schreiben die Wissenschaftler. Die Analyse des Kaffeedufts ist eine gute Möglichkeit, ein solches System zu testen: Er besteht aus rund 1.000 verschiedenen Substanzen, die sich durch die Röstdauer und -temperatur ändern.

Sensor für Süßstoff

Suslick und seine Kollegen arbeiten schon länger an solchen kolorimetrischen Sensoren: Vor etwa einem halben Jahr stellte Suslick auf dem Jahrestreffen der ACS einen vergleichbaren Sensor vor. Der bestand aus 16 Indikatoren, die auf süße Substanzen reagieren und so bestimmte Süßstoffe erkennen.

Solche künstlichen Nasen eignen für die verschiedensten Anwendungen: Der von Suslick entwickelte Sensor kann für die Qualitätsprüfung von Kaffee genutzt werden. Denkbar sind elektronische Nasen, die Sprengstoffe oder Umweltgifte aufspüren. Die von den Chemikern aus Illinois entwickelten Sensoren haben den Vorteil, dass sie einfach und günstig herzustellen sind.