EP1716413A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von duft- und/oder aromakompositionen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von duft- und/oder aromakompositionen

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Publication number
EP1716413A1
EP1716413A1 EP05700368A EP05700368A EP1716413A1 EP 1716413 A1 EP1716413 A1 EP 1716413A1 EP 05700368 A EP05700368 A EP 05700368A EP 05700368 A EP05700368 A EP 05700368A EP 1716413 A1 EP1716413 A1 EP 1716413A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
attribute
vectors
recipe
composition
vector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05700368A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carlo Andretta
Michele Bomio
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novablend AG
Original Assignee
Novablend AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novablend AG filed Critical Novablend AG
Publication of EP1716413A1 publication Critical patent/EP1716413A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0001—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00 by organoleptic means

Definitions

  • the invention relates to a method for producing fragrance and / or aroma compositions and to an apparatus for carrying out this method.
  • EP 1 271 140 A1 describes a method for determining sensory attributes of foods with a disperse lipid phase. A sample of the food is brought into an environment which corresponds as far as possible to the conditions in the mouth when the food is taken. Based on the spatial distribution of the lipid phase under these conditions, a prediction of the sensory attributes is then made. A general one However, it is not possible to predict the sensory properties of fragrance or aroma compositions. In addition, EP 1 271 140 A1 does not address the questions in perfumery and flavoring practice of handling known sensory attributes with regard to their practical use, in particular for the production of new creations which come as close as possible to a given sensory profile.
  • QDA quantitative descriptive analysis
  • compositions Such methods probably allow a largely independent assessment and description of fragrance and / or aroma compositions by the test subjects used; an implementation of this methodology to a clear and defined approach operations for the development and production of new fragrances 1 and / or aroma compositions (hereinafter referred to collectively as "compositions") was, however, not yet described.
  • the object of the invention is to provide a method for producing fragrance and / or aroma compositions with which the above disadvantages and limitations are avoided. According to the invention, this object is achieved by the method defined in claim 1 and by the device defined in claim 9.
  • the method according to the invention is based on a composition database which contains a corresponding number of assigned recipe vectors and attribute vectors for a group of basic compositions. Each of said basic compositions can be produced by mixing predetermined substance components, the proportions of the individual substance components being represented by a corresponding recipe vector.
  • there are evaluation results with regard to the expression of selected sensory attributes of the basic compositions which are shown for each of the basic compositions in the form of an assigned attribute vector.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • Substance components in the present context are to be understood in addition to various fragrances and / or aromas as well as the solvents, carrier substances and the like which are required depending on the application.
  • a “recipe vector” is understood to be an ordered series of numerical values which indicate the proportions of the substance components which were used to form a fragrance and / or aroma composition.
  • the mth component (in the algebraic sense) of the recipe vector of the nth composition specifies the proportion of the substance component "m" in said composition "n".
  • the "attribute vector” can be represented as an ordered series of numerical values which indicate the numerical evaluation results of the individual sensory attributes.
  • the method according to the invention uses a composition database which contains information for a group of basic compositions, the composition - expressed in the form of the recipe vector - and the sensory attributes - expressed in the form of the attribute vector - for each basic composition. are saved.
  • a fragrance and / or aroma composition with a desired attribute can be created.
  • the desired or desired sensory attributes are represented in the form of an ordered series of numerical values referred to as the “target attribute vector”, which indicate the desired numerical values of the individual sensory attributes.
  • a target recipe vector which is to be understood as a mixing rule for the composition sought.
  • at least the attribute vectors closest to the modified attribute vector which are already stored in the composition database and for which an associated recipe vector is already known, are used.
  • a Operator who determines a transformation from recipe vectors to attribute vectors at least in one environment of the modified attribute vector.
  • the target recipe vector is then searched for, which should have the property that it is transformed to the desired target attribute vector using the previously determined operator.
  • the desired composition is formed by mixing the specified substance components with proportions in accordance with the target recipe vector.
  • the device according to the invention has a data processing unit and a mixing device controllable by the latter, the data processing unit having means for entering, storing and querying at least one composition database, and means for determining mapping operators, means for entering attribute vectors, and means for calculating modified ones Recipe vectors and means for transmitting control signals shaped by the recipe vectors to the mixing device.
  • the mixing device has the following components:
  • a controllable feed device in order to bring predetermined quantities of individual substance components from the corresponding storage containers into the receiving containers to form a fragrance and / or aroma composition.
  • composition database A preferred way of generating the composition database is defined in claim 2, which comprises the following method steps:
  • composition database by storing the recipe vectors and the attribute vectors in such a way that the vectors assigned to them can be called up in relation to one another and to the basic composition for each basic composition. Because the vectors assigned to each composition can be called up in relation to one another and to the composition, the intrinsically highly complex relationships between the composition and the sensory attributes of fragrance and / or aroma compositions can be recorded and stand in a systematic manner available for further analysis.
  • the selection of these attributes is advantageously carried out by means of a factor analysis.
  • the method according to claim 5 is used, in which, by means of multiple regression and / or neural networks and / or an expert system, the biological relation between attribute and recipe vectors of the composition database is used to find the operator based on the local situation in the environment to determine the modified attribute vector.
  • the biological relation between attribute and recipe vectors of the composition database is used to find the operator based on the local situation in the environment to determine the modified attribute vector.
  • the means provided for generating recipe vectors can in particular be formed by a programmable recipe module which is equipped with means for data input, data processing and data output and with storage means, in particular for storing the generated recipe vectors in the context of the composition database.
  • a corresponding attribute vector is expediently specified, which can be viewed in particular as a modification of an attribute vector already present in the composition database.
  • the modification can consist in the fact that a certain attribute is to be strengthened or weakened.
  • Such a modification is advantageously carried out in an interactive manner using suitable visualization and input means, for example using a screen monitor and computer mouse and the like.
  • a modified attribute vector can be determined in accordance with claim 7 by performing an attribute evaluation for the said composition, for example in accordance with claim 3 by means of quantitative descriptive analysis.
  • Various visualization types are possible per se for the visualization and editing of attribute vectors.
  • the attribute vectors are advantageously represented in the form of polar diagrams, in particular as so-called “spider webs”.
  • Each attribute is assigned a beam section starting from a common center, the length of which is a measure of the expression of the attribute in question.
  • the beams are advantageously arranged at equidistant angles.
  • FIG. 1 shows a device for producing fragrance and / or aroma compositions, in a schematic representation
  • FIG. 3 shows a schematic representation of six compositions in a plane spanned by two attributes a and b;
  • 5 shows a graphical representation of the relationship between the expression of the aroma "peach aroma” and the proportion of the substance component “butyl acetate” and the associated regression line; 6 shows a representation of the attribute vector of a composition as a polar diagram.
  • the device for producing fragrance and / or aroma compositions shown in FIG. 1 comprises a data processing unit 2 and a mixing device 4 that can be controlled by the latter.
  • the mixing device 4 has a large number of storage containers 6, 6a, etc - for example small glass bottles - and a large number of receptacles 8, 8a, 8b, 8c, etc. - for example test tubes - for fragrance and / or aroma compositions.
  • a controllable feed device 10 comprises a pressure gas line 12 supplied by a pressure gas source, not shown, from which feed lines 14, 14a, etc. leading to the individual storage containers 6, 6a, etc. are branched off. Furthermore, each storage container 6, 6a, etc. is equipped with a riser 18, 18a, etc., which essentially extends to the bottom of the storage container in question. The individual risers 18, 18a, etc. are bundled at their distal ends 20, 20a, etc., facing away from the storage containers, to form a filling arm 22, which belongs to a filling station 24. In each riser 18, 18a, etc. there is also a controllable valve 16, 16a, etc.. The feed line 14, 14a, etc. and the riser 18, 18a, etc.
  • each storage container 6, 6a, etc. are through a container lid 26, 26a, etc. guided, which forms a pressure-tight seal.
  • the corresponding valve 16 in the riser 18 is opened.
  • the mixing device 4 comprises a substantially horizontally arranged turntable 28, the periphery of which is provided with a plurality of openings 30 distributed over the circumference.
  • the individual receptacles 8, 8a, 8b, 8c are arranged hanging on the turntable 28 in the individual openings 30.
  • the receptacles 8, 8a, 8b, 8c, etc. have an upper collar which exceeds the width of the openings 30 and thus forms a support surface for the hanging storage of the receptacles 8, 8a, 8b, 8c, etc.
  • the turntable 28 can be rotated about its central axis A and can also be moved from the lower position shown here in the axial direction to an upper position.
  • a cover plate 32 located essentially coaxially above the turntable 28 forms an upper cover for the receptacles 8a, 8b, 8c, etc. for reasons of clarity, however, the cover plate 32 is shown somewhat raised in FIG. 1 with respect to the rotary table 28.
  • the filling station 24 also includes a weighing device 34, by means of which the quantities of the various material components fed into a receptacle 8 standing thereon can be exactly determined.
  • a weighing device 34 by means of which the quantities of the various material components fed into a receptacle 8 standing thereon can be exactly determined.
  • the filling arm 22, the receptacle 8 to be filled and the weighing device 34 are arranged essentially perpendicular to one another.
  • a recess 36 in the cover plate 32 leaves a passage for the receptacle 8 standing on the weighing device 34.
  • the cover plate 32 and the filling arm 22 are first raised until the receptacle 8 is released; in addition, the turntable 28 is raised until the receptacle 8 is suspended from it. The turntable 28 is then rotated about the central axis A until the next one receptacle 8a to be filled is located above the weighing device 24. The turntable 28 is then lowered, as a result of which the receptacle 8a comes to rest on the weighing device 24. Finally, the cover plate 32 is lowered onto the upper parts of the receptacles 8, 8b, 8c hanging in the turntable 28; in addition, the filling arm 22 is lowered again to such an extent that the distal ends 20, 20a, etc. of the risers 18, 18a, etc. are located inside or just above the mouth of the receptacle 8a, which can now be filled.
  • a first rotary table can be provided for 64 smaller containers that can be filled with up to 20 g and a second rotary table for 28 larger containers that can be filled with up to 100 g.
  • the device expediently comprises several, for example four, filling stations and a corresponding number of weighing devices, filling arms, valve groups, etc., as a result of which the filling of a larger number of receptacles can be accelerated accordingly.
  • the data processing unit 2 has function groups known per se, such as computers, storage media, screen monitors, computer mice and the like, which are used for entering, storing, processing and querying data.
  • the data processing includes processing unit 2 in particular means for entering, storing, processing and querying at least one composition database, as well as means for determining mapping operators, means for entering attribute vectors, means for calculating modified recipe vectors and means for transmitting control signals shaped by the recipe vectors the mixing device 4.
  • compositions can be managed.
  • the user can search through the existing databases for sensory properties and have the recipes of the compositions displayed. If they do not have the required sensory properties, the recipes can be modified using a modification procedure. Several new recipes are created which should meet the desired sensory properties.
  • the basis of the modification procedure are the already existing basic compositions and their sensory evaluations. The collection and evaluation of this data and the functioning of the modification procedure are described in more detail below.
  • modules groups of compositions as so-called "modules", with each module belonging to a desired fragrance or aroma direction.
  • FIG. 2 For example, to create a module for the aroma of mango, specialist literature and databases are first searched for components that have already been used in mango flavors or that occur naturally in the fruit. After the selection of, for example, 10 to 20 such material components, a group of compositions is made available in which a number of material components are combined with one another. to be mixed. Depending on the area of application, customary solvents, carrier substances and the like are also mixed in addition to the aroma components. With the device described here, the substance components are dosed into test tubes that hold 8 to 15 grams, whereby up to 64 compositions can be produced simultaneously. Each composition produced in this way is characterized by a recipe vector which indicates the proportions of the material components used to form the composition.
  • compositions Ki to K ⁇ from, for example, 33 substance components Si to S 33 can be represented as follows:
  • composition vector (K) is a column vector of dimension 14 and the material component vector (S) is a column vector of dimension 33 and wherein the recipe matrix R is a matrix with 14 rows and 33 columns.
  • the matrix element R represents the quantitative proportion of the substance component Sj in the composition Kj.
  • the i-th row of the recipe matrix R can be interpreted as a row vector (Rj) ⁇ which represents the composition of the composition Kj, which is why (Rj) ⁇ is referred to as the recipe vector of the composition Kj.
  • line vectors with the index T are represented for "transposed").
  • Table 1 Section of a recipe matrix
  • compositions provided in this way are then evaluated with regard to their sensory attributes.
  • a pre-selection of compositions that appear to be unsuitable, as well as a refinement of compositions that appear to be suitable For this purpose, the compositions are sniffed with regard to their aroma characteristics.
  • the recipes for the clearly recognizable mango flavors are refined, produced and tested again.
  • the good mango flavors are then tasted in an acidic sugar water solution. It happens that good smelling aromas do not taste good accordingly and are therefore also to be eliminated.
  • a quantitative evaluation of sensory attributes is then carried out for the "best" mango flavors selected in the above manner, this being expediently carried out in a specialized sensor technology laboratory.
  • An associated attribute vector is formed for each composition, which corresponds to the evaluation results of the individual sensory attributes.
  • the attribute vector of a composition Kj can be written as a line vector (A m ) ⁇ , or the attribute vectors of a group of compositions can be written as an attribute matrix A are shown, the matrix element Aj m representing the expression of the attribute m in the composition Kj.
  • Table 2 A section of an attribute matrix with characteristic values on a standard scale from 0 to 15 is shown in Table 2 below.
  • a factor analysis (also called “principal component analysis (PCA)) is now expediently carried out in the sense of data reduction. Attributes are examined for similarities in their structure within the attribute matrix. One attribute is selected for each extracted factor, which has a high factor load on the one hand and on the other hand makes the most sense for the aroma direction. Only the selected attributes can be changed later as part of the modification process. For this reason, attributes are selected that have a positive effect on the aroma or fragrance under consideration. It should hardly be desirable to change an existing mango aroma later, for example, to a more pronounced mustiness or woodiness. In practice, approximately ten sensory attributes are selected per module. Accordingly, the dimensionality of the attribute vectors (Am) ⁇ is reduced, for example by reducing the number of vector components from 50 to 10.
  • the recipe vectors used and the selected attribute vectors are stored in a composition database in such a way that the vectors assigned to them can be called up in relation to one another and to the composition for each composition.
  • each composition of a module corresponding to a point in said attribute space. This is shown schematically in FIG. 3 for compositions in a plane spanned by two attributes.
  • the sensory attributes of the compositions provided should have the greatest possible spread with respect to their individual attributes.
  • an attribute recipe matrix M is created for the associated module.
  • the matrix element M m j indicates how strongly the expression of the attribute k is shaped by the proportion of the substance component Sj.
  • the trend line determined by linear regression shows that the attribute peach aroma becomes more pronounced with increasing amounts of butyl acetate.
  • the aim of the above-mentioned procedure is to determine material components that have a positive or a negative leverage effect on the attribute of interest.
  • a positive leverage means that the increase in the proportion of the substance component in question in a flavoring recipe leads to an increased sensory perception of the attribute of interest.
  • a negative leverage effect means that in order to strengthen the sensory perception of the attribute of interest, the proportion of the substance component concerned must be reduced.
  • the attribute recipe matrix M can be understood as a matrix representation of an operator who, at least in a local area of the attribute space, brings about a transformation from recipe vectors to attribute vectors, which is formally expressed by the following equation. can be:
  • equation (2) gives the associated attribute vector (Aj).
  • the required locality of the above transformation means that the equation (2) also for one compared to the composition K
  • the modification method could be carried out as a so-called "trial and error" procedure, ie one could, for example, use a random generator to generate a large number of new recipe vectors in the vicinity of (Rj S t) and by using equation (2) their associated ones Compute attribute vectors. This would have to be repeated until an attribute vector is found which is sufficiently close to the desired attribute vector (A SO ⁇ ).
  • a possible procedure is explained in more detail below.
  • Table 3 shows an example of a section of the results of a data evaluation from a module for apple aroma.
  • the attributes "fresh in taste” and “flowery in aroma” and the material components determined for this are listed, the material components being coded on are led. If, for example, the substance component C335 is added to an apple recipe or the substance component C8 is reduced, this recipe should have a floral smell than the basic recipe.
  • a given recipe can be selected and then, by modifying it, the specific expression of a certain attribute can be specifically enhanced.
  • up to 14 new recipes are created according to a test plan developed in-house.
  • the test planning envisages adding or reducing the substance components from the data evaluation to the basic recipe.
  • Table 4 shows the test planning process.
  • the concentrations of those substance components with a positive leverage are increased and in recipes 5 to 8, the concentrations of the substance components with a negative leverage are reduced. Only substance components that are contained in the basic recipe can be reduced. Is so if the substance component with negative leverage of category 2 is not included in the basic formulation, recipe number 6 will not be generated. In contrast, components with a positive leverage are always added.
  • Recipes 9 to 14 are created by combining the first eight actions.
  • test planning therefore shows which substance components have to be increased or reduced.
  • absolute mass of these changes must be calculated individually for each substance component and is carried out as follows.
  • the difference is determined for each material component between the maximum proportion of each employed ma R ⁇ and the minimum proportion of each employed Rmj n on all formulations of the module under consideration certainly.
  • the result is divided by the difference between the maximum expression A ma ⁇ and the minimum expression A m j n of an attribute over all recipes of the module in question: Xj - (K m ax - Rmin) / (A m ax "amine (3)
  • the proportion of the substance component Ri s t used in the basic formulation is divided by the sensory evaluation of the attribute of the selected formulation.
  • ⁇ R x (Asoii - A ist ) (6)
  • ⁇ R x (Asoii - A ist ) (6)
  • the result ⁇ R is now the proportion of the substance component under consideration, which is added to the basic formulation or reduced in the basic formulation. If ⁇ R is negative and the amount of ⁇ R exceeds the amount Ri S t of the substance component in the basic formulation, this substance component is deleted from the recipe.
  • the above calculation is designed to reinforce an attribute, but can also be used in an analogous manner to weaken an attribute.
  • FIG. 6 An example of the visualization of the attribute vector of an individual composition in the form of a polar diagram (also called "Spiderweb") is shown in FIG. 6.
  • Each attribute is assigned a beam section starting from a common center, the length of which is a measure of the expression of the attribute in question.
  • the rays are arranged equidistantly in terms of angle.
  • the "Citrus” attribute is least pronounced and the "Vanilla” and “Fresh” attributes are most pronounced.
  • Such a representation is well suited for an interactive modification of compositions.
  • the polar diagram shown on the screen can be specifically changed using a computer mouse and a modified attribute vector can thus be specified for a desired new composition.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Erzeugung einer Duft- und/oder Aromakomposi­tion geht man von einer Kompositions-Datenbank aus, die für eine Gruppe von Basis-Kompositionen zugeordnete Rezepturvektoren und Attri­butvektoren enthält. Das Verfahren umfasst das Vorgeben eines Ziel-Attributvektors, das Bestimmen eines Operators, welcher zumindest in einer Umgebung des Ziel-Attributvektors eine Transformation von Rezepturvektoren auf Attributvektoren bewerkstelligt, das Ermitteln eines Ziel-Rezepturvektors mit der Massgabe, dass er unter Anwendung des besagten Operators zum Ziel-Attributvektor transformiert wird und das Vermischen von vorgegebenen Stoffkomponenten mit Mengenanteilen gemäss dem Ziel-Rezepturvektor.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Duft- und/oder Aromakompositionen
Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Duft- und/oder Aromakompositionen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Stand der Technik In der parfümistischen und flavoristischen Praxis besteht ein ständiger Bedarf an neuen bzw. abgewandelten Düften und Aromen, welche den verschiedensten Anforderungen entsprechen müssen. Die diesbezügliche generelle Problematik ist beispielsweise in der DE 101 44 816 A1 beschrieben. Insbesondere wird die Suche nach geeigneten Düften und Aromen dadurch erschwert, dass die Zusammenhänge zwischen der Duft- bzw. Aromawahrnehmung einerseits und der chemischen Struktur des Duft-. bzw. Aromastoffes nicht hinreichend bekannt sind. Ausserdem zeigt sich, dass häufig bereits geringfügige Änderungen am strukturellen Aufbau bekannter Duft- oder Aromastoffe starke Änderungen der olfakto- rischen bzw. geschmacklichen Eigenschaften bewirken können. Noch komplexer sind die Zusammenhänge bei den häufig verwendeten Duft- und Aromakompositionen, die aus einer Mischung mehrerer Duft- bzw. Aromastoffe gebildet sind.
In der EP 1 271 140 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung von sensorischen Attributen von Nahrungsmitteln mit einer dispersen Lipidphase beschrieben. Dabei wird eine Probe des Nahrungsmittels in eine Umgebung gebracht, welche soweit wie möglich den Bedingungen im Mund bei der Einnahme des Nahrungsmittels entspricht. Aufgrund der räumli- chen Verteilung der Lipidphase unter diesen Bedingungen wird alsdann eine Voraussage der sensorischen Attribute erstellt. Eine allgemeine Voraussage der sensorischen Eigenschaften von Duft- oder Aromakompositionen ist damit jedoch nicht möglich. Zudem sind in der EP 1 271 140 A1 die in der parfümistischen und flavoristischen Praxis sich stellenden Fragen der Handhabung von bekannten sensorischen Attributen im Hinblick auf deren praktische Nutzung, insbesondere zur Herstellung neuer Kreationen, die einem vorgegebenen sensorischen Profil möglichst nahe kommen, nicht angesprochen.
Schon vor geraumer Zeit wurden verschiedene Bewertungsinstrumente entwickelt, um die komplexen Eindrücke und Zusammenhänge bei der Quantifizierung von sensorischen Eigenschaften auf eine möglichst objektive Basis zu stellen. Die um 1974 eingeführte quantitative deskripiti- ve Analyse (QDA) wurde in der Folge weiterentwickelt, beispielsweise zur sogenannten QFP-Methode ("Quantitative Flavor Profiling"), siehe dazu XP008033289 (C.R. Stampanoni, Quantitative flavor profiling. An effective tool in flavor perception. Food Marketing and Technology 1993, Sensory Dep., Givaudan-Roure Flavors Ltd., Dübendorf, Schweiz, Bd. 7, Nr. 1 , Februar 1993, S. 4 - 8). Solche Verfahren erlauben wohl eine von den eingesetzten Prüfpersonen weitgehend unabhängige Beurteilung und Beschreibung von Duft- und/oder Aromakompositionen; eine Umsetzung dieser Methodik zu einem Operationen klar definierten Konzept für die Entwicklung und Erzeugung neuer Duft-1 und/oder Aromakompositionen (nachfolgend auch kollektiv als "Kompositionen" bezeichnet) wurde jedoch bislang nicht beschrieben.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung von Duft- und/oder Aromakompositionen anzugeben, mit dem die obigen Nachteile und Begrenzungen vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungs- gemäss durch das im Anspruch 1 definierte Verfahren sowie durch die im Anspruch 9 definierte Vorrichtung gelöst. Beim erfindungsgemässen Verfahren geht man von einer Kompositions- Datenbank aus, welche für eine Gruppe von Basis-Kompositionen eine entsprechende Anzahl von zugeordneten Rezepturvektoren und Attributvektoren enthält. Jede der besagten Basis-Kompositionen ist durch Ver- mischen von vorgegebenen Stoffkomponenten herstellbar, wobei die Mengenanteile der einzelnen Stoffkomponenten durch einen entsprechenden Rezepturvektor dargestellt sind. Ausserdem liegen Bewertungsergebnisse bezüglich der Ausprägung ausgewählter sensorischer Attribute der Basis-Kompositionen vor, welche für jede der Basis-Komposi- tionen in Form eines zugeordneten Attributvektors dargestellt sind. Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst folgende Schritte:
a) Vorgeben eines Ziel-Attributvektors;
b) Bestimmen eines Operators, welcher zumindest in einer Umgebung des Ziel-Attributvektors eine Transformation von Rezepturvektoren auf Attributvektoren bewerkstelligt;
c) Ermitteln eines Ziel-Rezepturvektors mit der Massgabe, dass er un- ter Anwendung des besagten Operators zum Ziel-Attributvektor transformiert wird;
d) Vermischen der vorgegebenen Stoffkomponenten mit Mengenanteilen gemäss dem Ziel-Rezepturvektor.
Als "Stoffkomponenten" im vorliegenden Zusammenhang sind nebst verschiedenen Duft- und/oder Aromastoffen auch die je nach Anwendung erforderlichen Lösungsmittel, Trägersubstanzen und dergleichen zu verstehen. Als "Rezepturvektor" wird eine geordnete Reihe von Zahlenwerten verstanden, welche die Mengenanteile der Stoffkomponenten angibt, die zur Bildung einer Duft- und/oder Aromakomposition verwendet wurden. Dabei gibt beispielsweise die m-te Komponente (im algebraischen Sinn) des Rezepturvektors der n-ten Komposition an, welchen Mengenanteil die Stoffkomponente "m" in der besagten Komposition "n" aufweist.
Analog zu den Rezepturvektoren ist der "Attributvektor" als geordnete Reihe von Zahlenwerten darstellbar, welche die numerischen Bewer- tungsergebnisse der einzelnen sensorischen Attribute angeben.
Das erfindungsgemässe Verfahren verwendet eine Kompositions- Datenbank, welche Informationen für eine Gruppe von Basis-Kompositionen umfasst, wobei für jede Basis-Komposition einerseits die Zu- sammensetzung - ausgedrückt in Form des Rezepturvektors - und andererseits die sensorischen Attribute - ausgedrückt in Form des Attributvektors - abgespeichert sind.
Gestützt auf diese Kompositions-Datenbank kann eine Duft- und/oder Aromakomposition mit einer gewünschten Attributausprägung erzeugt werden. Dabei werden die gewünschten bzw. angestrebten sensorischen Attribute in Form einer als "Ziel-Attributvektor" bezeichneten geordneten Reihe von Zahlenwerten dargestellt, welche die gewünschten numerischen Werte der einzelnen sensorischen Attribute angeben. In der Folge gilt es, einen "Ziel-Rezepturvektor" zu bestimmen, welcher als Mischvorschrift für die gesuchte Komposition zu verstehen ist. Zu diesem Zweck werden zumindest die dem abgewandelten Attributvektor am nächsten liegenden Attributvektoren, die bereits in der Kompositions-Datenbank gespeichert sind und für die demzufolge auch bereits je ein zugehöriger Rezepturvektor bekannt ist, herangezogen. Anhand der bekannten Relation zwischen diesen Attributvektoren und Rezepturvektoren wird ein Operator ermittelt, der zumindest in einer Umgebung des abgewandelten Attributvektors eine Transformation von Rezepturvektoren auf Attributvektoren bewerkstelligt. Anschliessend wird nach dem Ziel-Rezepturvektor gesucht, wobei dieser die Eigenschaft haben soll, dass er unter Anwendung des zuvor ermittelten Operators zum gewünschten Ziel- Attributvektor transformiert wird. Zum Schluss wird durch Vermischen der vorgegebenen Stoffkomponenten mit Mengenanteilen gemäss dem Ziel-Rezepturvektor die gesuchte Komposition gebildet.
Im vorliegenden Zusammenhang ist zwar von einem Verfahren zur Erzeugung von Kompositionen die Rede, das insbesondere zur Kreation einer neuen, bislang nicht bekannten Komposition verwendet werden kann. Da sich das Verfahren auf eine Kompositions-Datenbank mit Informationen zu einer Anzahl von Basis-Kompositionen stützt, kann je- doch die "Erzeugung" ebenso als "Abwandlung" einer bereits charakterisierten Komposition verstanden werden, d.h. bei der Vorgabe des Ziel- Attributvektors wird man oftmals vom Attributvektor einer der Basis- Kompositionen ausgehen und diesen in eine gewünschte Richtung abwandeln. Vor diesem Hintergrund werden nachfolgend die Begriffe "Er- zeugung" und "Abwandlung" als äquivalent verwendet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens anzugeben. Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 9 definierte Vorrichtung. Die erfin- dungsgemässe Vorrichtung weist eine Datenverarbeitungseinheit sowie eine von dieser steuerbare Mischvorrichtung auf, wobei die Datenverarbeitungseinheit Mittel zur Eingabe, Speicherung und Abfrage von mindestens einer Kompositions-Datenbank sowie Mittel zur Bestimmung von Abbildungsoperatoren, Mittel zur Eingabe von Attributvektoren, Mittel zur Berechnung von abgewandelten Rezepturvektoren und Mittel zur Übertragung von durch die Rezepturvektoren geprägten Steuerungssignalen an die Mischvorrichtung umfasst. Die Mischvorrichtung weist folgende Bestandteile auf:
a) eine Vielzahl von mit einzelnen Stoffkomponenten befüllbaren Vor- ratsbehältem;
b) eine Vielzahl von Aufnahmebehältern;
c) eine steuerbare Zuführvorrichtung, um vorgegebene Mengen einzel- ner Stoffkomponenten von den entsprechenden Vorratsbehältern in die Aufnahmebehälter zu bringen zur Bildung einer Duft- und/oder Aromakomposition.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen An- Sprüchen definiert.
Eine bevorzugte Art, die Kompositions-Datenbank zu erzeugen, ist im Anspruch 2 definiert, welcher folgende Verfahrensschritte umfasst:
a) Bereitstellen der Gruppe von Basis-Kompositionen durch Vermischen der Stoffkomponenten in Mengenanteilen gemäss dem einer jeden Basis-Komposition zugeordneten Rezepturvektor;
b) quantitative Bewertung einer jeden Basis-Komposition bezüglich der ausgewählten sensorischen Attribute und Bildung des zugeordneten Attributvektors; und
c) Bildung der Kompositions-Datenbank durch Speicherung der Rezepturvektoren und der Attributvektoren derart, dass für jede Basis- Komposition die ihr zugeordneten Vektoren in Relation zueinander und zur Basis-Komposition abrufbar sind. Dadurch, dass für jede Komposition die ihr zugeordneten Vektoren in Relation zueinander und zur Komposition abrufbar sind, können die an sich hochkomplexen Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung und den sensorischen Attributen von Duft- und/oder Aromakompositio- nen in systematischer Art und Weise erfasst werden und stehen für weitergehende Analysen zur Verfügung.
Die Bewertung sensorischer Attribute von Duft- und/oder Aromakompositionen wird bekanntlich dadurch erschwert, dass eine sensorische Be- wertung durch einzelne Personen oftmals erhebliche Abweichungen aufgrund subjektiver Einflussfaktoren zeigt. Vorzugsweise wird deshalb ein qualifizierbares Vorgehen angewandt. Insbesondere kann dies gemäss Anspruch 3 mittels quantitativer deskriptiver Analyse vorgenommen werden.
Zweckmässigerweise wird für die Bildung des Attributvektors nur ein ausgewählter Teil der aus der quantitativen Bewertung hervorgehenden Attribute verwendet. Die Auswahl dieser Attribute wird gemäss Anspruch 4 vorteilhafterweise mittels einer Faktorenanalyse vorgenommen.
Die Ermittlung eines Operators, der eine Transformation von Rezepturvektoren auf Attributvektoren bewerkstelligt, kann dadurch erschwert sein, dass unter Umständen mehrere sehr unterschiedliche Rezepturen zu Kompositionen mit sehr ähnlichen sensorischen Attributen führen. Vorteilhafterweise wird deshalb das Verfahren nach Anspruch 5 angewendet, bei dem mittels multipler Regression und/oder neuronaler Netze und/oder eines Expertensystems die bijektive Relation zwischen Attribut- und Rezepturvektoren der Kompositionsdatenbank verwendet wird, um den gesuchten Operator aufgrund der lokalen Situation in der Umgebung eines abgewandelten Attributvektors zu ermitteln. Bei der Bereitstellung einer Gruppe von Duft- und/oder Aromakompositionen ist es zweckmässig, aufbauend auf einigen als Grundlage dienenden Stoffkomponenten, welche eine herausragende Duft- bzw. Geschmacknote definieren, durch wahlweise Zugabe weiterer Stoffkompo- nenten eine Reihe von Kompositionen mit leicht unterschiedlichen sensorischen Attributen aufzubauen. Grundsätzlich können hierfür verschiedene Vorgehensweisen angewandt werden. Insbesondere kann dies gemäss Anspruch 6 in vorteilhafter Weise mittels statistischer Versuchsplanung durchgeführt werden. Eine hierfür ausgestattete Vorrichtung ist im Anspruch 9 definiert. Die dabei vorgesehenen Mittel zur Erzeugung von Rezepturvektoren können insbesondere durch ein programmierbares Rezepturmodul gebildet sein, das mit Mitteln zur Dateneingabe, Datenverarbeitung und Datenausgabe sowie mit Speicherungsmitteln, namentlich zur Speicherung der erzeugten Rezepturvektoren im Rahmen der Kompositions-Datenbank ausgestattet ist.
Für die Suche nach einer Komposition mit gewünschten sensorischen Attributen wird zweckmässigerweise ein entsprechender Attributvektor vorgegeben, der insbesondere als Abwandlung eines bereits in der Kompositions-Datenbank vorhandenen Attributvektors angesehen werden kann. Insbesondere kann die Abwandlung darin bestehen, dass ein bestimmtes Attribut verstärkt oder abgeschwächt werden soll. Vorteilhafterweise wird eine derartige Abwandlung auf interaktive Weise anhand geeigneter Visualisierungs- und Eingabemittel, beispielsweise über Bildschirmmonitor und Computer-Maus und dergleichen vorgenommen. Sofern der Wunsch besteht, eine vorgegebene Duft- und/oder Aromakomposition unbekannter Zusammensetzung nachzubilden, kann gemäss Anspruch 7 ein abgewandelter Attributvektor dadurch bestimmt werden, dass für die besagte Komposition eine Attributbewertung, beispielsweise gemäss Anspruch 3 mittels quantitativer deskriptiver Analyse, vorgenommen wird. Zur Visualisierung und Bearbeitung von Attributvektoren sind an sich die verschiedensten Darstellungsarten möglich. Vorteilhafterweise werden die Attributvektoren gemäss Anspruch 8 in Form von Polardiagrammen, insbesondere als so genannte "Spiderwebs" dargestellt. Dabei ist jedem Attribut ein von einem gemeinsamen Zentrum ausgehender Strahlabschnitt zugeordnet, dessen Länge ein Mass für die Ausprägung des betreffenden Attributs ist. Vorteilhafterweise sind die Strahlen winkel- mässig äquidistant angeordnet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung von Duft- und/oder Aroma- kompositionen, in schematischer Darstellung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Vorgehens bei der Entwicklung eines Moduls;
Fig. 3 eine schematische Darstellung von sechs Kompositionen in einer durch zwei Attribute a und b aufgespannten Ebene;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Bestimmung von Zusammenhängen zwischen den Mengenanteilen von Stoffkompo- nenten und den Attributsausprägungen einer Komposition;
Fig. 5 grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Ausprägung des Aromas "Pfirsicharoma" und dem Mengenanteil der Stoffkomponente "Butylacetat" und zugehörige Regressionsgerade; Fig. 6 eine Darstellung des Attributvektors einer Komposition als Polardiagramm.
Wege zur Ausführung der Erfindung Die in der Figur 1 dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung von Duft- und/oder Aromakompositionen umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 2 und eine von dieser steuerbare Mischvorrichtung 4. Die Mischvorrichtung 4 weist eine Vielzahl von mit einzelnen Stoffkomponenten befüllbaren Vorratsbehältern 6, 6a, etc. - beispielsweise kleine Glasflaschen - sowie eine Vielzahl von Aufnahmebehältern 8, 8a, 8b, 8c, etc. - beispielsweise Reagenzgläser - für Duft- und/oder Aromakompositionen auf.
Eine steuerbare Zuführvorrichtung 10 umfasst eine von einer nicht dargestellten Druckgasquelle versorgte Druckgasleitung 12, von welcher aus zu den einzelnen Vorratsbehältern 6, 6a, etc. führende Zuführleitungen 14, 14a, etc. abgezweigt sind. Des Weiteren ist ein jeder Vorratsbehälter 6, 6a, etc. mit einer Steigleitung 18, 18a, etc. ausgestattet, die im Wesentlichen bis zum Boden des betreffenden Vorratsbehälters ragt. Die einzelnen Steigleitungen 18, 18a, etc. sind an ihren von den Vorratsbe- hältern abgewandten, distalen Enden 20, 20a, etc. zu einem Füllarm 22 gebündelt, der zu einer Abfüllstation 24 gehört. In jeder Steigleitung 18, 18a, etc. befindet sich zudem ein steuerbares Ventil 16, 16a, etc.. Die Zuführleitung 14, 14a, etc. und die Steigleitung 18, 18a, etc. eines jeden Vorratsbehälters 6, 6a, etc. sind durch einen Behälterdeckel 26, 26a, etc. geführt, der einen druckdichten Abschluss bildet. Um eine gewisse Menge der in einem Vorratsbehälter 6 befindlichen Stoffkomponente in einen Aufnahmebehälter 8 zu bringen, wird das entsprechende Ventil 16 in der Steigleitung 18 geöffnet. Durch Wirkung des im Vorratsbehälter 6 herrschenden Überdrucks wird die Stoffkomponente in die Steigleitung 18, durch das Ventil 16 hindurch und bis zum Füllarm 22 gedrängt. Weiterhin umfasst die Mischvorrichtung 4 einen im Wesentlichen horizontal angeordneten Drehtisch 28, dessen Peripherie mit einer Vielzahl von über den Umfang verteilten Öffnungen 30 versehen ist. Wie aus der Figur 1 hervorgeht, sind die einzelnen Aufnahmebehälter 8, 8a, 8b, 8c hängend am Drehtisch 28 in den einzelnen Öffnungen 30 angeordnet. Zu diesem Zweck weisen die Aufnahmebehälter 8, 8a, 8b, 8c etc. einen oberen Kragen auf, welcher die Weite der Öffnungen 30 übertrifft und damit eine Auflagefläche für die hängende Lagerung der Aufnahmebehälter 8, 8a, 8b, 8c, etc. bildet. Der Drehtisch 28 ist um seine Mittelach- se A drehbar und kann zudem von der hier dargestellten unteren Stellung in Achsenrichtung in eine obere Stellung verschoben werden. Eine im Wesentlichen koaxial oberhalb des Drehtisches 28 befindliche Deckscheibe 32 bildet eine obere Abdeckung für die im Drehtisch 28 hängenden Aufnahmebehälter 8a, 8b, 8c, etc.; aus Anschaulichkeitsgründen ist jedoch die Deckscheibe 32 in der Figur 1 gegenüber dem Drehtisch 28 etwas angehoben dargestellt.
Die Abfüllstation 24 beinhaltet überdies eine Wägevorrichtung 34, mittels welcher die in einen darauf stehenden Aufnahmebehälter 8 zugeführten Mengen der verschiedenen Stoffkomponenten exakt bestimmbar sind. Wie aus der Figur 1 ersichtlich, sind der Füllarm 22, der zu befüllende Aufnahmebehälter 8 und die Wägevorrichtung 34 im Wesentlichen senkrecht untereinander angeordnet. Eine Aussparung 36 in der Deckscheibe 32 lässt einen Durchgang für den auf der Wägevorrichtung 34 stehenden Aufnahmebehälter 8 frei.
Nach erfolgtem Befüllen des Aufnahmebehälters 8 werden zunächst die Deckscheibe 32 und der Füllarm 22 bis zur Freigabe des Aufnahmebehälters 8 angehoben; ausserdem wird der Drehtisch 28 hochgefahren bis der Aufnahmebehälter 8 daran hängend ist. Anschliessend wird der Drehtisch 28 soweit um die Mittelachse A gedreht, bis sich der nächste zu befüllende Aufnahmebehälter 8a über der Wägevorrichtung 24 befindet. Danach wird der Drehtisch 28 abgesenkt, wodurch der Aufnahmebehälter 8a auf die Wägevorrichtung 24 zu stehen kommt. Schliesslich wird die Deckscheibe 32 auf die Oberteile der im Drehtisch 28 hängen- den Aufnahmebehälter 8, 8b, 8c abgesenkt; ausserdem wird der Füllarm 22 wieder soweit abgesenkt, dass sich die distalen Enden 20, 20a, etc. der Steigleitungen 18, 18a, etc. innerhalb oder knapp oberhalb der Mündung des Aufnahmebehälters 8a befinden, der nunmehr befüllt werden kann.
Die zuvor beschriebenen Bewegungen von Drehtisch 28, Füllarm 22 und Deckscheibe 32 werden durch eine lediglich schematisch dargestellte Antriebsgruppe 38 bewerkstelligt, die von der Datenverarbeitungseinheit 2 gesteuert wird.
Es ist zweckmässig, austauschbare unterschiedliche Drehtische vorzusehen. Beispielsweise kann ein erster Drehtisch für 64 kleinere, mit bis zu 20 g befüllbaren Behälter und ein zweiter Drehtisch für 28 grössere, mit bis zu 100 g befüllbaren Behälter vorgesehen werden.
Zweckmässigerweise umfasst die Vorrichtung mehrere, beispielsweise vier Abfüllstationen und eine entsprechende Anzahl von Wägevorrichtungen, Füllarme, Ventilgruppen etc., wodurch das Befüilen einer grös- seren Anzahl von Aufnahmebehältern entsprechend beschleunigt werden kann.
Die Datenverarbeitungseinheit 2 weist an sich bekannte Funktionsgruppen wie Computer, Speichermedien, Bildschirmmonitor, Computermaus und dergleichen auf, welche zur Eingabe, Speicherung, Verarbeitung und Abfrage von Daten dienen. Wie nachfolgend anhand der massgebli- chen Verfahrensschritte näher erläutert, umfasst die Datenverarbei- tungseinheit 2 insbesondere Mittel zur Eingabe, Speicherung, Verarbeitung und Abfrage von mindestens einer Kompositions-Datenbank sowie Mittel zur Bestimmung von Abbildungsoperatoren, Mittel zur Eingabe von Attributvektoren, Mittel zur Berechnung von abgewandelten Rezeptur- Vektoren und Mittel zur Übertragung von durch die Rezepturvektoren geprägten Steuerungssignalen an die Mischvorrichtung 4.
Mit der oben beschriebenen Vorrichtung lassen sich Rezepte und sensorische Daten von Duft- und/oder Aromakompositionen - nachfolgend als "Kompositionen" bezeichnet - verwalten. Der Anwender kann die vorhandenen Datenbanken gezielt nach sensorischen Eigenschaften durchforsten und sich die Rezepte der Kompositionen anzeigen lassen. Die Rezepturen lassen sich, wenn sie nicht die geforderten sensorischen Eigenschaften besitzen, mit Hilfe einer Abwandlungsprozedur modifizie- ren. Dabei werden mehrere neue Rezepte erstellt, welche den gewünschten sensorischen Eigenschaften genügen sollten. Grundlage der Abwandlungsprozedur sind die bereits bestehenden Basis-Kompositionen und deren sensorischen Bewertungen. Die Erhebung und Auswertung dieser Daten sowie die Funktionsweise der Abwandlungsprozedur werden nachfolgend näher beschrieben.
In der praktischen Anwendung hat es sich bewährt, Gruppen von Kompositionen als sogenannte "Module" zu betrachten, wobei ein jedes Modul einer gewünschten Duft- oder Aromarichtung zugehört. Die Entwick- lung eines derartigen Moduls ist in der Figur 2 dargestellt. Um beispielsweise ein Modul für das Aroma von Mango zu erstellen, werden zunächst Fachliteratur und Datenbanken nach Komponenten durchforstet, die schon in Mangoaromen eingesetzt wurden oder natürlicherweise in der Frucht vorkommen. Nach erfolgter Auswahl von beispielsweise 10 bis 20 solcher Stoffkomponenten wird eine Gruppe von Kompositionen bereitgestellt, indem jeweils einige Stoffkomponenten miteinander ver- mischt werden. Dabei werden je nach Anwendungsbereich neben den Aromakomponenten auch übliche Lösungsmittel, Trägersubstanzen und dergleichen mit vermischt. Mit der hier beschriebenen Vorrichtung werden die Stoffkomponenten in Reagenzgläser dosiert, die 8 bis 15 Gramm fassen, wobei bis zu 64 Kompositionen gleichzeitig hergestellt werden können. Jede so hergestellte Komposition ist durch einen Rezepturvektor charakterisiert, welcher die Mengenanteile der zur Bildung der Komposition verwendeten Stoffkomponenten angibt.
In algebraischer Schreibweise lässt sich die Bildung von beispielsweise 14 Kompositionen Ki bis Kι aus beispielsweise 33 Stoffkomponenten Si bis S33 wie folgt darstellen:
(K) = R (S) (1 )
wobei der Kompositionsvektor (K) ein Spaltenvektor der Dimension 14 und der Stoffkomponentenvektor (S) ein Spaltenvektor der Dimension 33 ist und wobei die Rezepturmatrix R eine Matrix mit 14 Zeilen und 33 Spalten ist. Das Matrixelement R stellt den Mengenanteil der Stoffkom- ponente Sj in der Komposition Kj dar. Ebenso kann die i-te Zeile der Rezepturmatrix R als Zeilenvektor (Rj)τ interpretiert werden, der die Zusammensetzung der Komposition Kj darstellt, weshalb (Rj)τ auch als Rezepturvektor der Komposition Kj bezeichnet wird. (In der hier verwendeten Notation werden Zeilenvektoren mit dem Index T für "transponiert" dargestellt).
Ein Ausschnitt einer Rezepturmatrix mit Mengenanteilen in Gewichtsprozent ist nachfolgend in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 : Ausschnitt einer Rezepturmatrix
Die so bereitgestellten Kompositionen werden anschliessend bezüglich ihrer sensorischen Attribute bewertet. Zweckmässigerweise kann in einer ersten Phase eine Vorausscheidung von ungeeignet erscheinenden Kompositionen wie auch eine Verfeinerung von geeignet erscheinenden Kompositionen vorgenommen werden. Zu diesem Zweck werden die Kompositionen bezüglich ihrer Aromacharakteristik beschnüffelt. Die Re- zepte der klar erkennbaren Mangoaromen werden verfeinert, produziert und wieder getestet. Die guten Mangoaromen werden danach in einer sauren Zuckerwasserlösung verkostet. Es kommt vor, dass gut riechende Aromen nicht dementsprechend gut schmecken und somit ebenfalls auszuscheiden sind.
Für die auf obige Weise ausgewählten "besten" Mangoaromen wird in der Folge eine quantitative Bewertung von sensorischen Attributen vorgenommen, wobei dies zweckmässigerweise in einem spezialisierten Sensorik-Labor durchgeführt wird. Dabei wird zu jeder Komposition ein zugeordneter Attributvektor gebildet, welcher den Bewertungsergebnissen der einzelnen sensorischen Attribute entspricht. In Analogie zu den oben eingeführten Rezepturvektoren (Rι)τ kann der Attributvektor einer Komposition Kj als Zeilenvektor (Am)τ geschrieben werden, bzw. die Attributvektoren einer Gruppe von Kompositionen können als Attributmatrix A dargestellt werden, wobei das Matrixelement Ajm die Ausprägung des Attributes m in der Komposition Kj darstellt. Ein Ausschnitt einer Attributmatrix mit Merkmalsausprägungen auf einer Normskala von 0 bis 15 ist nachfolgend in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2: Ausschnitt einer Attributmatrix
Zweckmässigerweise wird nun im Sinne einer Datenreduktion eine Fak- torenanalyse (engl. auch "principal component analysis (PCA)" genannt) durchgeführt. Dabei werden Attribute auf Ähnlichkeiten in ihrer Struktur innerhalb der Attributmatrix untersucht. Pro extrahiertem Faktor wird ein Attribut ausgewählt, welches einerseits eine hohe Faktorladung hat und andererseits für die Aromarichtung am meisten Sinn macht. Nur die aus- gewählten Attribute können später im Rahmen des Abwandlungsverfahrens gezielt verändert werden. Deshalb werden vor allem Attribute gewählt, die einen positiven Effekt auf das betrachtete Aroma bzw. den betrachteten Duft haben. Es dürfte ja kaum erwünscht sein, beispielsweise ein bestehendes Mangoaroma später in Richtung einer stärker ausge- prägten Modrigkeit oder Hölzigkeit abzuwandeln. In der Praxis werden pro Modul ungefähr zehn sensorische Attribute ausgewählt. Dementsprechend wird die Dimensionalität der Attributvektoren (Am)τ reduziert, indem die Anzahl von Vektorkomponenten beispielsweise von 50 auf 10 reduziert wird. Die verwendeten Rezepturvektoren sowie die ausgewählten Attributvektoren werden in einer Kompositions-Datenbank derart abgespeichert, dass für jede Komposition die ihr zugeordneten Vektoren in Relation zueinander und zur Komposition abrufbar sind.
Mit der oben beschriebenen Datenerhebung werden in einem multidi- mensionalen "Attributraum" einzelne Punkte bestimmt, wobei jede Komposition eines Moduls einem Punkt im besagten Attributraum entspricht. Dies ist schematisch in der Figur 3 für Kompositionen in einer durch zwei Attribute aufgespannten Ebene dargestellt. Um eine gezielte Abwandlung der Attribute vornehmen zu können, sollten die sensorischen Attribute der bereitgestellten Kompositionen bezüglich ihrer einzelnen Attribute eine möglichst grosse Streuung aufweisen.
Im Hinblick auf eine Abwandlung einer bestehenden Komposition wird für das zugehörige Modul eine Attribut-Rezepturmatrix M erstellt. Das Matrixelement Mmj gibt dabei an, wie stark die Ausprägung des Attributes k durch den Mengenanteil der Stoffkomponente Sj geprägt wird. Diese Zusammenhänge werden beispielsweise mittels multipler linearer Reg- ression und/oder neuronaler Netze und/oder eines Expertensystems ermittelt. Zweckmässigerweise werden die mit unterschiedlichen Methoden gewonnen Ergebnisse miteinander verglichen und bei Bedarf abgeglichen. Dieses Verfahren ist schematisch in der Figur 4 dargestellt. Das Prinzip zur Bestimmung eines Matrixelementes M ist zudem in der Figur 5 veranschaulicht. Darin ist für jede der 14 Komponenten eines Moduls die Ausprägung des Attributs "blumig im Aroma" gegen den Mengenanteil der Stoffkomponente "Butylazetat" aufgetragen. Die durch lineare Regression ermittelte Trendlinie zeigt, dass das Attribut Pfirsicharoma mit zunehmendem Mengenanteil von Butylazetat stärker ausgeprägt wird. Ziel der vorgenannten Prozedur ist das Eruieren von Stoffkomponenten, die eine positive oder aber eine negative Hebelwirkung auf das interessierende Attribut haben. Eine positive Hebelwirkung bedeutet, dass die Erhöhung des Mengenanteils der betreffenden Stoffkomponente in ei- nem Aromarezept zu einer verstärkten sensorischen Wahrnehmung des interessierenden Attributes führt. Eine negative Hebelwirkung bedeutet demgegenüber, dass zur Verstärkung der sensorischen Wahrnehmung des interessierenden Attributes der Mengenanteil der betreffenden Stoffkomponente erniedrigt werden muss.
Die Attribut-Rezepturmatrix M kann als Matrixdarstellung eines Operators verstanden werden, der zumindest in einem lokalen Bereich des Attributraumes eine Transformation von Rezepturvektoren auf Attributvektoren bewerkstelligt, was formell durch die folgende Gleichung ausge- drückt. werden kann:
(A) = M (R) (2)
worin (A) und (R) nun die Attribut- und Rezepturvektoren in Spaltendar- Stellung sind. Für eine bereits charakterisierte Komposition Kj mit zugehörigem Rezepturvektor (Rj) ergibt Gleichung (2) den zugehörigen Attributvektor (Aj). Die erforderliche Lokalität der obigen Transformation bedeutet, dass die Gleichung (2) auch für eine gegenüber der Komposition K| leicht abgewandelten Komposition Kj' in guter Näherung gilt. Anders formuliert heisst dies, dass die Anwendung der Rechenvorschrift (2) auf einen gegenüber (Rj) leicht abgewandelten Rezepturvektor (Rj)' einen berechneten abgewandelten Attributvektor ergibt, der in guter Näherung dem Attributvektor (Aj)' der abgewandelten Komposition Kj' entspricht. Wird nun in der Praxis eine neue Komposition mit vorgegebener Attri- butsausprägung gesucht, so ist im Prinzip das zur gerade geschilderten Prozedur inverse Problem zu lösen. Vorgegeben ist nunmehr der ge- wünschte Attributvektor (ASOιι) und gesucht ist ein zugehöriger Rezepturvektor (Rsoii), welcher als Herstellungsvorschrift für die gesuchte Komposition verstanden werden kann. Zweckmässigerweise wird man für diese Suche von einer bereits charakterisierten Komposition ausgehen, deren Attributsausprägung möglichst nahe bei der gewünschten ist. Es wird also eine Abwandlung einer bereits charakterisierten Komposition KjSt mit Rezepturvektor Rist und Attributvektor AjSt vorgenommen.
Im einfachsten Fall könnte das Abwandlungsverfahren als sogenannte "trial and error" Prozedur durchgeführt werden, d.h. man könnte beispielsweise mit Hilfe eines Zufallsgenerators eine Vielzahl von neuen Rezepturvektoren in der Umgebung von (RjSt) erzeugen und durch Anwendung von Gleichung (2) deren zugehörige Attributvektoren berechnen. Dies wäre solang zu wiederholen, bis ein Attributvektor gefunden wird, der genügend nahe am gewünschten Attributvektor (ASOιι) liegt. Sinnvoller ist es allerdings, für die Abwandlungsprozedur eine statistische Versuchsplanung zu verwenden. Eine mögliche Vorgehensweise wird nachfolgend näher erläutert.
Pro Attribut werden in der Regel vier bis zehn massgebliche Stoffkomponenten bestimmt. Sie werden nach ihrer Hebelwirkung positiv und negativ in die Kategorien 1 bis 3 eingeteilt, wobei Kategorie 1 der grössten Hebelwirkung und Kategorie 3 der kleinsten Hebelwirkung entspricht. In die Kategorie 1 und 2 werden jeweils nur eine positive und eine negative Stoffkomponente eingeteilt, während der Kategorie 3 mehrere Stoffkomponenten zugeteilt werden können.
Die Tabelle 3 zeigt beispielhaft einen Ausschnitt der Resultate einer Datenauswertung aus einem Modul für Apfelaroma. Es sind die Attribute "frisch im Geschmack" und "blumig im Aroma" und die dazu eruierten Stoffkomponenten aufgeführt, wobei die Stoffkomponenten codiert auf- geführt sind. Wird zum Beispiel einem Apfelrezept die Stoffkömponente C335 zugegeben oder die Stoffkomponente C8 reduziert, sollte dieses Rezept blumiger im Geruch sein als das Basisrezept.
Tabelle 3: Ausschnitt der Datenauswertung eines Moduls für Apfelaroma
Wie oben beschrieben, lässt sich eine gegebene Rezeptur auswählen und danach durch deren Abwandlung die Ausprägung eines bestimmten Attributes gezielt verstärken. Dabei werden beispielsweise bis zu 14 neue Rezepturen nach einer eigens entwickelten Versuchsplanung erzeugt. Die Versuchsplanung sieht vor, dem Basisrezept die aus der Datenauswertung stammenden Stoffkomponenten zuzugeben oder zu reduzieren. In der Tabelle 4 ist der Ablauf der Versuchsplanung aufgezeigt. In den ersten vier Rezepten werden die Konzentrationen derjenigen Stoffkomponenten mit einer positiven Hebelwirkung erhöht und bei den Rezepten 5 bis 8 werden die Konzentrationen der Stoffkomponenten mit einer negativen Hebelwirkung reduziert. Dabei können nur Stoffkomponenten reduziert werden, die in der Basisrezeptur enthalten sind. Ist also die Stoffkomponente mit negativer Hebelwirkung der Kategorie 2 in der Basisformulierung nicht enthalten, so wird die Rezeptur Nummer 6 nicht generiert. Stoffkomponenten mit positiver Hebelwirkung werden dagegen immer zugegeben. Die Rezepte 9 bis 14 werden durch die Kombination der ersten acht Aktionen erstellt.
Tabelle 4: Statistische Versuchsplanung
Aus der Versuchsplanung geht demnach hervor, welche Stoffkomponenten erhöht oder reduziert werden müssen. Die absolute Masse dieser Änderungen muss jedoch für jede Stoffkomponente einzeln berechnet werden und wird wie folgt durchgeführt.
Zuerst wird für jede Stoffkomponente die Differenz zwischen dem maximalen je eingesetzten Mengenanteil Rmaχ und dem minimalen je eingesetzten Mengenanteil Rmjn über alle Rezepturen des betrachteten Moduls bestimmt. Das Ergebnis wird durch die Differenz zwischen der maximalen Ausprägung Amaχ und der minimalen Ausprägung Amjn eines Attributes über alle Rezepturen des betrachteten Moduls dividiert: X-j — (Kmax - Rmin) / (Amax " Amin (3)
In einem weiteren Schritt wird der in der Basisrezeptur eingesetzte Mengenanteil Rist der Stoffkomponente dividiert durch die sensorische Bewertung des Attributs der gewählten Rezeptur.
Diese Berechnung entfällt, wenn die Stoffkomponente nicht in der Basisrezeptur vorhanden ist, da dann RjSt gleich Null ist.
Im nächsten Schritt wird der Mittelwert der beiden oben berechneten Werte berechnet.
Diese Berechnung entfällt, wenn die zweite Berechnung entfällt. In diesem Fall ist x = x-|.
In einem letzten Schritt wird die Differenz zwischen der gewünschten Attributsausprägung AS0n und der sensorischen Bewertung AjSt des Attributs der gewählten Rezeptur mit dem Resultat von Gleichung (5) multipliziert:
ΔR = x (Asoii - Aist) (6) Das Ergebnis ΔR ist nun der Mengenanteil der betrachteten Stoffkomponente, welcher der Basisrezeptur dazugegeben oder in der Basisrezeptur reduziert wird. Falls ΔR negativ ist und der Betrag von ΔR den Mengenanteil RiSt der Stoffkomponente in der Basisrezeptur übersteigt, wird diese Stoffkomponente aus dem Rezept gestrichen.
Die obige Berechnung ist auf eine Verstärkung eines Attributes ausgelegt, kann aber auf analoge Art und Weise auch für die Abschwächung eines Attributes verwendet werden.
Ein Beispiel für die Visualisierung des Attributvektors einer einzelnen Komposition in Form eines Polardiagrammes (auch "Spiderweb" genannt) ist in der Figur 6 wiedergegeben. Dabei ist jedem Attribut ein von einem gemeinsamen Zentrum ausgehender Strahlabschnitt zugeordnet, dessen Länge ein Mass für die Ausprägung des betreffenden Attributs ist. Die Strahlen sind dabei winkelmässig äquidistant angeordnet. Bei der gezeigten Komposition ist das Attribut "Citrus" am wenigsten und das Attribut "Vanille" und "Frisch" am stärksten ausgeprägt. Eine derartige Darstellung ist für eine interaktive Abwandlung von Kompositionen gut geeignet. Dabei kann beispielsweise mittels einer Computermaus das am Bildschirm dargestellte Polardiagramm gezielt verändert werden und damit ein abgewandelter Attributvektor für eine gewünschte neue Komposition vorgegeben werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Erzeugung einer Duft- und/oder Aromakomposition, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer Kompositions- Datenbank ausgeht, die für eine Gruppe von Basis-Kompositionen, welche durch Vermischen von vorgegebenen Stoffkomponenten herstellbar sind, zugeordnete Rezepturvektoren und Attributvektoren enthält, wobei jeder Rezepturvektor die Mengenanteile der zur Bildung der zugeordneten Basis-Komposition erforderlichen Stoffkom- ponenten angibt und wobei jeder Attributvektor die Bewertungsergebnisse bezüglich ausgewählter sensorischer Attribute der zugeordneten Basis-Komposition angibt, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Vorgeben eines Ziel-Attributvektors; b) Bestimmen eines Operators, welcher zumindest in einer Umgebung des Ziel-Attributvektors eine Transformation von Rezepturvektoren auf Attributvektoren bewerkstelligt; c) Ermitteln eines Ziel-Rezepturvektors mit der Massgabe, dass er unter Anwendung des besagten Operators zum Ziel-Attributvektor transformiert wird; d) Vermischen der vorgegebenen Stoffkomponenten mit Mengenanteilen gemäss dem Ziel-Rezepturvektor.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kompositions-Datenbank durch folgende Schritte erzeugt wurde: a) Bereitstellen der Gruppe von Basis-Kompositionen durch Vermischen der Stoffkomponenten in Mengenanteilen gemäss dem einer jeden Basis-Komposition zugeordneten Rezepturvektor; b) quantitative Bewertung einer jeden Basis-Komposition bezüglich der ausgewählten sensorischen Attribute und Bildung des zugeordneten Attributvektors; und c) Bildung der Kompositions-Datenbank durch Speicherung der Re- zepturvektoren und der Attributvektoren derart, dass für jede Basis-Komposition die ihr zugeordneten Vektoren in Relation zueinander und zur Basis-Komposition abrufbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der sensorischen Attribute auf quantitativer deskriptiver Analyse beruht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Bildung der Attributvektoren verwendeten Attribute mittels einer Faktorenanalyse ausgewählt sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Operator mittels multipler Regression und/oder neuronaler Netze und/oder eines Expertensystems ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziel-Rezepturvektor mittels statistischer Versuchsplanung bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziel-Attributvektor durch Attributbewertung einer vorgegebenen Komposition bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Attributvektoren in Form von Polardiagrammen dargestellt werden.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An- Sprüche 1 bis 8, mit einer Datenverarbeitungseinheit (2) sowie mit einer von dieser steuerbaren Mischvorrichtung (4), wobei die Datenverarbeitungseinheit (2) Mittel zur Eingabe, Speicherung und Abfrage von mindestens einer Kompositions-Datenbank sowie Mittel zur Bestimmung von Abbildungsoperatoren, Mittel zur Eingabe von Attribut- vektoren, Mittel zur Berechnung von Ziel-Rezepturvektoren und Mittel zur Übertragung von durch die Rezepturvektoren geprägten Steuerungssignalen an die Mischvorrichtung (4) umfasst, und wobei die Mischvorrichtung (4) folgende Bestandteile aufweist: a) eine Vielzahl von mit einzelnen Stoffkomponenten befüllbaren Vorratsbehältern (6, 6a); b) eine Vielzahl von Aufnahmebehältern (8, 8a, 8b, 8c); c) eine steuerbare Zuführvorrichtung (10), um vorgegebene Mengen einzelner Stoffkomponenten von den entsprechenden Vorratsbehältern (6, 6a) in die Aufnahmebehälter (8, 8a, 8b, 8c) zu bringen zur Bildung einer Duft- und/oder Aromakomposition.
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JP (1) JP2007527456A (de)
WO (1) WO2005078433A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2494862B (en) * 2011-09-15 2013-10-02 Zendegii Ltd A method of creating flavour combinations and flavoured products
US9891201B2 (en) 2012-09-10 2018-02-13 Mars, Incorporated Methods
EP2958441A1 (de) * 2013-02-21 2015-12-30 Mars, Incorporated Mangoaromazusammensetzungen
JP6703412B2 (ja) * 2016-02-04 2020-06-03 花王株式会社 香りの作成支援方法
JP6933464B2 (ja) * 2016-12-28 2021-09-08 花王株式会社 香料組成構築システム
US11062216B2 (en) 2017-11-21 2021-07-13 International Business Machines Corporation Prediction of olfactory and taste perception through semantic encoding
GB201721558D0 (en) 2017-12-21 2018-02-07 Givaudan Sa Method of creating an organic composition

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5724256A (en) * 1996-06-10 1998-03-03 International Business Machines Corporation Computer controlled olfactory mixer and dispenser for use in multimedia computer applications

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003006485A (ja) * 2001-06-26 2003-01-10 Nisshin Seifun Group Inc 香料受注システム
EP1351053A1 (de) * 2002-04-05 2003-10-08 Quest International Fragrance Company Verfahren zur Herstellung von Duftstoffzusammensetzungen mit mehreren Probenehmern

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5724256A (en) * 1996-06-10 1998-03-03 International Business Machines Corporation Computer controlled olfactory mixer and dispenser for use in multimedia computer applications

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2005078433A1 *

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