Testele de calitate a alimentelor, care în mod tradițional durează ore – sau zile – pentru a fi efectuate acum în laborator, pot fi finalizate în doar câteva minute, fără a fi nevoie chiar să vă îndepărtați de linia de producție.
„Acesta este o schimbare de joc pentru industrie. Vă permite să ieșiți din laborator și să testați în linia de producție sau chiar pe teren”, a spus Luis Rodriguez-Saona, profesor de știință și tehnologie alimentară la Universitatea de Stat din Ohio.
În ultimii 16 ani, savantul alimentar de la Ohio State Colegiul de Științe Alimentare, Agricole și de Mediu a examinat utilizarea tehnologiei infraroșu pentru a determina calitatea produselor alimentare. Rodriguez-Saona este, de asemenea, om de știință la Centrul de Cercetare și Dezvoltare Agricolă din Ohio, componenta de cercetare a colegiului.
În ultimii patru ani, scanere portabile au apărut pe piață, iar munca sa s-a dovedit neprețuită în adaptarea lor la nevoile industriei alimentare.
„Cu sucul de roșii, putem privi 12 atribute diferite în mai puțin de un minut”, a spus Rodriguez-Saona. „Toate acestea ar dura mai multe ore, dacă nu chiar zile, pentru a colecta și testa o probă în mod tradițional.”
Printre alte colaborări, în ultimii cinci ani, Rodriguez-Saona a încheiat un contract cu Liga procesatorilor de alimente din California pentru a testa sucul și pasta de roșii. California produce mai mult de 90 la sută din roșiile procesate ale națiunii și aproape jumătate din roșiile procesate cultivate la nivel mondial.
„Operația este uimitoare”, a spus Rodriguez-Saona. „Au atât de multe linii de producție și în fiecare oră trimit mostre la laborator pentru a monitoriza calitatea diferitelor loturi.”
O astfel de testare este necesară pentru a asigura siguranța și calitatea sucului de roșii, o mare parte dintre acestea fiind procesate în pastă de roșii și alte produse.
În prezent, industria folosește tehnologia pentru a suplimenta monitorizarea tradițională, dar munca lui Rodriguez-Saona ar putea fi esențială în obținerea aprobării pentru a o utiliza ca metodă principală de testare. Până acum, Rodriguez-Saona a publicat cinci lucrări științifice privind utilizarea tehnologiei infraroșu pentru prelucrarea tomatelor.
„Acum, iau mostre, le aduc la laboratorul de asigurare a calității și durează câteva ore pentru a finaliza unele dintre teste. De asemenea, au nevoie de personal calificat pentru a face această muncă. Este consumator de timp și costisitor.”
Dacă testarea identifică probleme cu produsul, procesorul ar trebui să-l vândă cu reducere sau să-l reproceseze.
„Dar cu această unitate – este atât de mică, ca o cutie de prânz – o poți aduce în fabrică pentru a face evaluări în timp real ale calității produsului și a face modificări imediat la procesare, în loc să aștepți să revină rezultatele de laborator. .”
În studiile sale, Rodriguez-Saona folosește senzori în infraroșu fabricați de dezvoltatori de top, inclusiv Agilent Technologies și Thermo Fisher Scientific. Instrumentele portabile de lumină în infraroșu au fost proiectate inițial pentru Departamentul Apărării, Agenția pentru Aplicarea Drogurilor și industria farmaceutică pentru a identifica prezența explozivilor și a drogurilor ilicite și pentru a testa produsele farmaceutice pentru contrafăcute. Unele scanere portabile sunt la fel de mari ca cutii de instrumente, iar altele sunt de mână.
„Suntem primii care au obținut aceste instrumente pentru a analiza aplicațiile în industria alimentară”, a spus el.
Procesul de testare este înșelător de simplu: o probă de produs, mai mică decât un bob de mazăre, este plasată pe scaner sau este scanată cu spectrometrul de mână. O lumină infraroșie vizează grupuri funcționale specifice din moleculele care alcătuiesc alimentele; diferite molecule absorb lumina la frecvențe diferite.
„Acest lucru produce un spectru, care se bazează pe acea absorbție a luminii”, a spus Rodriguez-Saona. „Supunem acel spectru unei analize multivariate pentru a identifica informațiile pe care le căutăm.
„Echivalez spectrul cu o fotografie panoramică. Conține multe informații, dar pentru a găsi informațiile pe care le cauți, trebuie să le studiezi îndeaproape. Analiza multivariată este ca o lupă care vă permite să faceți asta, folosind chimiometria pentru a identifica un semnal specific care este asociat cu o anumită moleculă.
„Practic, este ca și cum l-ai găsi pe Waldo.”
Rodriguez-Saona a dezvoltat algoritmi pentru ca scanerele să-i folosească în detectarea diferitelor aspecte ale produselor alimentare și studiu verificați dacă rezultatele sunt la egalitate cu cele de la testele tradiționale de laborator. Atributele alimentelor testate în roșiile procesate se concentrează pe consistență, textură și aromă, inclusiv solide solubile, pH, aciditate, vâscozitate, zaharuri și acizi organici.
Pe lângă lucrările de roșii procesate, Rodriguez-Saona și echipa sa de studenți absolvenți au studiat diferite atribute ale chipsurilor de cartofi, inclusiv un evaluarea calitatii uleiului si prezența acrilamidei.
Calitatea uleiului este o problemă, deoarece uleiurile și grăsimile comestibile sunt unul dintre cele mai multe alimente contrafăcute în industrie, iar metodele tradiționale de testare a acestora sunt consumatoare de timp, complicate și costisitoare și generează cantități mari de deșeuri, a spus Rodriguez-Saona. În iulie, el moderează o sesiune, Falsificarea motivată economic: provocări și inovații în detectarea fraudei alimentare, la reuniunea anuală a Institutului Tehnologilor Alimentari din Chicago, și va prezenta tehnologii portabile pentru a detecta adulteranții alimentari.
Prezența acrilamidei în chipsurile de cartofi și alte tipuri de cartofi prăjiți la temperaturi ridicate a fost de mult o problemă în industrie, iar în 2010, Organizația Comună pentru Alimentație și Agricultură și un comitet al Organizației Mondiale a Sănătății l-au numit o problemă pentru sănătatea umană. Dar echipamentul necesar pentru a testa acrilamidă este un cost prohibitiv pentru majoritatea companiilor să efectueze teste pe cont propriu, iar trimiterea probelor la un laborator terț poate dura săptămâni pentru a obține rezultate, a spus el.
„Nivelurile de acrilamidă sunt reglementate în prezent doar în California, ca parte a Propoziției 65, cunoscută oficial ca Apa potabilă sigură și Legea privind aplicarea toxicelor din 1986, dar am vorbit mult cu companiile și vor să găsească o modalitate eficientă din punct de vedere al costurilor de a măsura. Deci, lucrăm pentru a dezvolta asta.”
Rodriguez-Saona solicită, de asemenea, finanțare de la Departamentul Agriculturii din SUA.
„În acest moment, lucrăm cu companii și dezvoltăm algoritmi care se potrivesc aplicațiilor lor unice. Dar, cu finanțarea USDA, am fi capabili să lucrăm la unele dintre aceste probleme majore, cum ar fi acrilamida sau falsificarea, și să dezvoltăm algoritmi pentru a efectua teste în infraroșu pe alimente care ar fi disponibile oricui.”
Producătorii de alimente din Ohio și din alte părți interesați să afle mai multe despre tehnologie pot contacta Rodriguez-Saona prin e-mail la adresa rodriguez-saona.1@osu.edu sau sunaţi-614 292-3339.