Az élelmiszer-minőségi tesztek, amelyeknek a laboratóriumi elvégzése hagyományosan órákat vagy napokat vesz igénybe, percek alatt elvégezhető, anélkül, hogy le kellene mozdulnia a gyártósorról.
„Ez egy változás az iparág számára. Lehetővé teszi, hogy kilépjen a laborból, és teszteljen a gyártósoron vagy akár a terepen” – mondta Luis Rodriguez-Saona, az Ohio Állami Egyetem élelmiszertudományi és technológiai professzora.
Az elmúlt 16 évben az Ohio állam élelmezéstudományi tudósa Élelmiszer-, Mezőgazdasági és Környezettudományi Főiskola vizsgálta az infravörös technológia használatát az élelmiszerek minőségének meghatározására. Rodriguez-Saona emellett az Ohio-i Mezőgazdasági Kutatási és Fejlesztési Központ, a főiskola kutatócsoportjának tudósa.
Az elmúlt négy év során a hordozható szkennerek megjelentek a piacon, és lábmunkája felbecsülhetetlen értékűnek bizonyult az élelmiszeripar igényeihez való igazításában.
„A paradicsomlével kevesebb mint egy perc alatt 12 különböző tulajdonságot vizsgálhatunk meg” – mondta Rodriguez-Saona. „Mindez több órát, ha nem napokat vesz igénybe, hogy egy mintát a hagyományos módon összegyűjtsünk és teszteljünk.”
Többek között az elmúlt öt évben Rodriguez-Saona szerződést kötött a Kaliforniai Konyhai Feldolgozók Ligája a paradicsomlé és a paradicsompüré tesztelésére. Kalifornia az ország feldolgozott paradicsomának több mint 90 százalékát és a világszerte termesztett feldolgozott paradicsom közel felét állítja elő.
"A művelet csodálatos" - mondta Rodriguez-Saona. "Annyi gyártósoruk van, és óránként mintákat küldenek a laboratóriumba, hogy ellenőrizzék a különböző tételek minőségét."
Az ilyen vizsgálatokra azért van szükség, hogy biztosítsák a paradicsomlé biztonságát és minőségét, amelynek nagy része a paradicsompüré és más termékekké való további feldolgozásra kerül.
Jelenleg az iparág a technológiát a hagyományos monitorozás kiegészítésére használja, de Rodriguez-Saona munkája nagyban hozzájárulhat ahhoz, hogy jóváhagyják, hogy elsődleges vizsgálati módszerként használják. Rodriguez-Saona eddig ötöt publikált tudományos tanulmányok az infravörös technológia használatáról a paradicsom feldolgozására.
„Most mintákat vesznek, beviszik a minőségbiztosítási laborba, és néhány teszt elvégzése több órát vesz igénybe. Ehhez a munkához szakképzett személyzetre is szükségük van. Ez időigényes és költséges.”
Ha a tesztelés bármilyen problémát észlel a termékkel kapcsolatban, a processzornak kedvezményesen kell eladnia vagy újra kell dolgoznia.
"De ezzel az egységgel – olyan kicsi, mint egy ebédlődoboz – beviheti ezt az üzembe, hogy valós időben értékelje a termék minőségét, és azonnal módosítsa a feldolgozást, ahelyett, hogy megvárná a laboreredményeket. .”
Tanulmányai során Rodriguez-Saona vezető fejlesztők, köztük az Agilent Technologies és a Thermo Fisher Scientific által készített infravörös érzékelőket használ. A hordozható infravörös fényműszereket eredetileg a védelmi minisztérium, a kábítószer-ellenőrzési hivatal és a gyógyszeripar számára tervezték, hogy azonosítsák a robbanóanyagok és a tiltott kábítószerek jelenlétét, és teszteljék a gyógyszereket hamisítványok szempontjából. A hordozható szkennerek egy része akkora, mint egy szerszámosláda, mások pedig kézben tarthatók.
"Mi vagyunk az elsők, akik megszerezték ezeket az eszközöket, hogy megvizsgálhassák az élelmiszeripari alkalmazásokat" - mondta.
A tesztelés folyamata megtévesztően egyszerű: egy borsónál kisebb termékmintát helyezünk a szkennerre vagy a kézi spektrométerrel pásztázzuk le. Az infravörös fény az élelmiszert alkotó molekulák meghatározott funkcionális csoportjait célozza meg; különböző molekulák különböző frekvenciájú fényt nyelnek el.
"Ez egy olyan spektrumot hoz létre, amely a fényelnyelésen alapul" - mondta Rodriguez-Saona. „Ezt a spektrumot többváltozós elemzésnek vetjük alá, hogy pontosan meghatározzuk a keresett információt.
„A spektrumot egy panorámafotóhoz hasonlítom. Nagyon sok információt tartalmaz, de ahhoz, hogy megtalálja a keresett információt, alaposan át kell tanulmányoznia azokat. A többváltozós elemzés olyan, mint egy nagyító, amely lehetővé teszi, hogy ezt megtegye, és kemometria segítségével azonosítson egy adott jelet, amely egy adott molekulához kapcsolódik.
– Alapvetően olyan, mintha megtalálnám Waldot.
Rodriguez-Saona kifejlesztette azokat az algoritmusokat a szkennerek számára, amelyeket az élelmiszerek különböző aspektusainak észlelésére használhatnak. tanulmányok ellenőrizze, hogy az eredmények megegyeznek-e a hagyományos laboratóriumi vizsgálatok eredményeivel. A feldolgozott paradicsomban tesztelt élelmiszerjellemzők a konzisztenciára, állagra és ízre összpontosítanak, beleértve az oldható szilárd anyagokat, a pH-t, a savasságot, a viszkozitást, a cukrokat és a szerves savakat.
A feldolgozott paradicsomon kívül Rodriguez-Saona és végzős hallgatói csapata a burgonya chips különböző tulajdonságait tanulmányozta, többek között az olaj minőségének értékelése és a akrilamid jelenléte.
Az olaj minősége probléma, mivel az étkezési olajok és zsírok az egyik a legtöbb hamisított élelmiszer az iparban, a hagyományos tesztelési módszerek pedig időigényesek, bonyolultak és költségesek, és nagy mennyiségű hulladékot termelnek – mondta Rodriguez-Saona. Júliusban egy ülést moderál, Gazdaságilag motivált hamisítás: kihívások és innovációk az élelmiszercsalás felderítésében, az Institute of Food Technologists éves találkozóján Chicagóban, és bemutatja a hordozható technológiákat az élelmiszer-hamisítások szűrésére.
Akrilamid jelenléte a burgonya chipsben és más típusú, magas hőmérsékleten sült burgonyában már régóta probléma az iparágban, 2010-ben pedig a Közös Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Szervezet és az Egészségügyi Világszervezet bizottsága humánegészségügyi aggálynak nevezte. Az akrilamid teszteléséhez szükséges berendezések azonban a legtöbb vállalat számára költségesek ahhoz, hogy önállóan végezzenek vizsgálatokat, és a minták harmadik féltől származó laboratóriumba történő elküldése hetekbe telhet, amíg eredményre jut.
„Az akrilamidszinteket jelenleg csak Kaliforniában szabályozzák a 65. javaslat részeként, amely hivatalos nevén a A biztonságos ivóvízről és a mérgező anyagokról szóló 1986. évi törvény, de sokat beszéltem cégekkel, és szeretnének költséghatékony módszert találni ennek mérésére. Tehát azon dolgozunk, hogy ezt fejlesszük.”
Rodriguez-Saona is pályázik támogatásra az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériumától.
„Jelenleg cégekkel dolgozunk, és olyan algoritmusokat fejlesztünk, amelyek illeszkednek egyedi alkalmazásaikhoz. Az USDA finanszírozásával azonban képesek lennénk dolgozni e nagy problémák némelyikén, mint például az akrilamid vagy a hamisítás, és algoritmusokat fejleszthetnénk ki olyan élelmiszerek infravörös vizsgálatára, amelyek bárki számára elérhetőek lennének.”
Az ohiói és máshol működő élelmiszergyártók, akik többet szeretnének megtudni a technológiáról, kapcsolatba léphetnek Rodriguez-Saonával e-mailben a következő címen: rodriguez-saona.1@osu.edu vagy hívja 614-292-3339.