小型アロマセンサーがポケットに鼻を入れる

1 週間前の中華料理のテイクアウトの箱を開けるとき、あなたは鼻を突っ込みます。数日間太陽の光にさらされていたビールの栓をひっくり返すときも、あなたは鼻を突っ込みます。私たちは鼻を使って、食べ物が新鮮か古くなっているか、そして食べても安全かどうかを判断しますが、あなたの鼻は、古くなった食べ物の中に現れる病原菌や古さを知らせる化学物質を 1 つも見つけることはできないでしょう。

「ガスクロマトグラフ」や「質量分析計」といった長い名前のついたレーザープリンターサイズの機械は、食品の腐敗物質を特定できるが、何千ドルもする。研究室で働いていない人のために説明すると、研究者や起業家は冷蔵庫、コーヒーグラインダー、スマートフォンに鮮度センサーを統合したアクセサリーの実験をしている。いわゆる食品の電子鼻だ。

電子鼻は 1980 年代から存在していたが、研究者が消費者をターゲットにするためにモバイル コンポーネントを追加し始めたのはごく最近のことである。専門家の中には、こうしたシステムの必要性や、人間の味覚よりも優れていることに対して懐疑的な人もいるが、私たちが日常的に食べたり飲んだりするものを電子鼻が嗅ぐ姿を目にするのはもうすぐになるかもしれない。

スペインのビール醸造会社マオウ・サン・ミゲルにとって、ビールは鮮度検知システムにぴったりだと思われた。同社はマドリード・コンプルテンセ大学（UCM）の科学者らと協力し、ペールラガービールの鮮度が落ちたことを検知できる化学システムとAndroidアプリを開発した。

「私はビールの味見の専門家ではないが、味は少し甘くなったと思う。ただし、良い意味でではない」と、カリフォルニア大学バーミンガム校の分析化学者マリア・クルス・モレノ・ボンディ氏は言う。「匂いを嗅ぐと、好きになれない」

彼らのシステムは、フルフラールと呼ばれる単一の化学物質に焦点を当てています。フルフラールは時間の経過とともにビールに蓄積され、ビールが古くなったことを示す可能性があります。チームはフルフラールを検出する化学染料で着色されたディスクを作成しました。水、エタノール、塩酸で薄めたビールをディスクに置くと、化学染料の色が変わります。付属のモバイルアプリは、色が変わった染料の写真を読み取り、その色をビールのフルフラールの量に変換します。

このシステムはすべてのビールに拡張可能ではないかもしれないし、人間よりもうまく機能するわけでもない、とビール業界コンサルタントでThe Beer Sommelier LLCの創設者であるマット・シンプソンは言う。「訓練を受けたビール審査員として、新鮮さを検知する方法は1つしかありません」と彼は言う。「それは嗅覚です」つまり、嗅覚と味覚です。「ビールのさまざまな欠陥を見つけ出し、香りと風味でそれを拾い出します。1つか2つの化合物だけを分離しようとするのは、分析しているビールに悪影響を及ぼします。」

ビールが古くなると、酸素の存在下で一部の化学物質が変化する。新しい化学物質は風味を損なったり、新しい化学物質を導入したりする可能性がある。しかし、シェリーの香りがするバーレイワイン、チョコレートのようなインペリアルスタウト、フルーティーなベルジャンストロングエールなど、酸化した方が実際に味が良くなるビールもあるとシンプソン氏は言う。ライトビールは腐りやすく、賞味期限も短いと指摘したが、品質管理テイスターを雇うことが多い大手ビールメーカーにとってアプリが役立つかどうかはわからないという。「彼らはすでに古くなったビールを検出する仕組みを導入しています」と彼は言う。「なぜアプリが必要なのかわかりませんが、おそらく彼らの仕事を楽にするためでしょう。」

しかし、モバイル アプリと非専門家の味覚を組み合わせることで、品質管理スタッフを雇えない小規模の醸造所やバーテンダーの役に立つのでしょうか? 誰にも分かりません。このプロジェクトは大きな関心を集めましたが、研究者のエレナ ベニート ペーニャ氏によると、現在は保留中です。

モバイル端末に統合されたコーヒーの鮮度検出に挑戦している企業もある。Voltaire は、コーヒー豆が古くなるにつれて豆から分離するさまざまな化合物を検出器で嗅ぎ分け、コーヒーの鮮度を判断するポータブル コーヒー グラインダーである。

コーヒーの味には、多くの重要な化学反応が関わっています。「コーヒーショップで豆 1 ポンドに 16 ドルを費やした瞬間を思い出します」と、ヴォルテールを開発した会社、GIR (Get It Right) の CEO、サマンサ ローズは言います。「味が良ければ、また使います。でも、味が違っていたら、それはコーヒーが悪いからでしょうか、それともその味を味わうべきでしょうか。本当に悪いなら、注文する量を変えたほうがいいのでしょうか、それともこの焙煎業者が送ってくる豆の鮮度が通常より劣っているのでしょうか。」

カリフォルニア大学デービス校で「コーヒーのデザイン：工学的アプローチ」という講座を教えている化学エンジニアのビル・リステンパート氏によると、スペシャルティコーヒーのコミュニティーでは、一杯のコーヒーが最もおいしくなる特定の時間があり、焙煎後12時間から24時間の間であると考えている人が多いという。

コーヒー豆は焙煎後も数日間は二酸化炭素やその他のガスを放出し続ける。ヴォルテールのグラインダーはガス量のグラフを作成し、モバイルアプリで確認できる。この検出器を設計したモダニスト・キュイジーヌのテクニカルディレクター、スコット・ハイメンディンガー氏によると、機械学習を通じてセンサーは各豆から二酸化炭素曲線を収集し、豆が古くなった時期を学習し、将来的には自動的に新しい豆を注文したり、豆がたくさんある場合は豆の量を変更したりできるようになるかもしれないという。

リステンパート氏は、コーヒー業界では査読済みの科学が驚くほど少ないと警告しており、カリフォルニア大学デービス校の同氏と同氏のグループはこれを改善しようとしている。「確かなデータという点では、コーヒーの味が時間とともにどう変化するかを示すものはほとんどありません」と同氏は言う。コーヒーアナリストのダン・コックス社長も同意見だ。「コーヒーが新鮮かどうかを視覚的に判断する方法があればいいのに」。同氏はこの取り組みを称賛し、ヴォルテールは興味深いアイデアだと考えたが、鮮度検出方法が機能することを確認するために専門家のパネルによる味覚テストの結果を見たいと考えている。

ローズは、テイスティングパネルでこうした懸念を和らげようと取り組んでいる。「決定的なものを得るまでにはまだデータ収集が必要ですが、私たちの戦略は、全体を非常に透明にすることです」と彼女は言う。彼女は、ヴォルテールのデータを法的に可能な限り公開したいと考えている。結局のところ、この製品はコーヒー業界全体を対象としているのだと彼女は言う。

新鮮さは味だけではありません。食品には微生物が繁殖したり、化学物質が時間の経過とともに反応して、健康に悪影響を及ぼす物質が残ってしまうこともあります。また、賞味期限の多くは当てになりません。

マサチューセッツ工科大学で研究室を運営するティム・スワガー氏は、「中身をすべて把握するスマート冷蔵庫」を夢見ている。食品メーカーがパッケージに小型の無線周波数識別 (RFID) センサーを取り付ければ、ガス情報と食品が冷蔵庫に入った日を組み合わせれば、動的な賞味期限を作成できる。「本来温かいはずのないときに温かいまま放置すると、すぐに腐ってしまうことがあります」とスワガー氏は言う。「動的な賞味期限は、廃棄物の量を減らすことができるので、非常に重要です。」

さらに、モバイル統合が追加されると、3 週間前の残り物は食べないほうがいいかもしれないと携帯電話から通知されるようになります。

スワガー氏が説明する技術は既に存在している。同氏の研究室では、腐った肉や腐った果物から出る化学物質を検知できる薄くて小さなセンサー（デパートで見かける金属製のセキュリティ ステッカーのようなもの）を製造している。センサーにはカーボン ナノチューブを使った回路が組み込まれており、有害ガスの分子が通過するまで待機するように設計されている。これにより電気がセンサーを通過する方法が変わり、スマートフォンでその変化を検知できる。

スワガー氏は、広告主は他人の冷蔵庫の中に何が入っているかをすべて知りたいと思うため、プライバシーに関する懸念が生じる可能性があると警告した。

電子鼻の新しい用途は他にもたくさんありますが、注意が必要です。研究者がこれらの製品にモバイルの利便性を加えていくにつれ、いつの日か、食べ物を嗅ぐ鼻はあなたの鼻だけではなくなるかもしれません。