Machine olfaction discrimination of Spanish-style green olives inoculated with spoilage mold species

Abstract

As an alternative to traditional sensory analysis evaluation, machine olfaction represents a valuable tool for detecting incipient defects caused by microorganisms. For this purpose, different strains of spoilage molds were inoculated into Spanish-style table olives and the effect on their sensory quality and volatile profile were analyzed using an electronic nose (E-nose). The main defects obtained for the different inoculated microorganisms associated with abnormal fermentation were mold and humidity. A total of 36 volatile compounds were identified and classified into phenolics, alcohols and carboxylic acids, while minor ones included derivatives of acids and oxygenated compounds. In general, a decrease in the concentrations of acetic acid, phenolic compounds and creosol was observed in olives inoculated with mold strains. However, propanoic acid, 2-methoxy-phenol, 2,4-dimethyl-heptane, among others, increased after mold inoculation. Sensorial and volatile compound analysis showed the table olives inoculated with the strains of Aspergillus flavus A.F.18 and Penicillium expansum P.E.20 to be the most altered. The E-nose data were able to classify the inoculated olives into different categories and distinguish them from the control treatment, regardless the intensity of the defect. The principal component analysis (PCA) of table olives inoculated showed that 70.23% of the total variance of data was explained by PC1 and 23.27% by PC. The sum of the elements of the diagonal of the confusion matrix gives the percentage of success in discrimination of 95.5%. Therefore, these results show the capacity and precision of E-nose to discriminate between the alterations caused by different mold strains.

Como alternativa a la evaluación del análisis sensorial tradicional, el olfato mecánico representa una valiosa herramienta para detectar defectos incipientes causados por microorganismos. Para ello, se inocularon diferentes cepas de mohos de descomposición en aceitunas de mesa estilo español y se analizó el efecto sobre su calidad sensorial y perfil volátil utilizando una nariz electrónica (E-nose). Los principales defectos obtenidos para los diferentes microorganismos inoculados asociados a fermentaciones anormales fueron moho y humedad. Se identificaron un total de 36 compuestos volátiles y se clasificaron en fenólicos, alcoholes y ácidos carboxílicos, mientras que los menores incluyeron derivados de ácidos y compuestos oxigenados. En general, se observó una disminución de las concentraciones de ácido acético, compuestos fenólicos y creosol en aceitunas inoculadas con cepas de moho. Sin embargo, el ácido propanoico, 2-metoxi-fenol, 2,4-dimetil-heptano, entre otros, aumentaron después de la inoculación con moho. El análisis sensorial y de compuestos volátiles mostró que las aceitunas de mesa inoculadas con las cepas de Aspergillus flavus A.F.18 y Penicillium expansum P.E.20 fueron las más alteradas. Los datos de E-nose permitieron clasificar las aceitunas inoculadas en diferentes categorías y distinguirlas del tratamiento control, independientemente de la intensidad del defecto. El análisis de componentes principales (ACP) de las aceitunas de mesa inoculadas mostró que el 70,23% de la varianza total de los datos fue explicado por el CP1 y el 23,27% por el CP. La suma de los elementos de la diagonal de la matriz de confusión da el porcentaje de acierto en la discriminación del 95,5%. Por tanto, estos resultados muestran la capacidad y precisión de E-nose para discriminar entre las alteraciones provocadas por diferentes cepas de moho.