Тестовите за квалитет на храната за кои традиционално се потребни часови - или денови - за да се изведат во лабораторија сега, може да се завршат за само неколку минути, без потреба да се оддалечите од производната линија.
„Ова е промена на играта за индустријата. Тоа ви овозможува да излезете од лабораторијата и да тестирате во производствената линија или дури и на терен“, рече Луис Родригез-Саона, професор по наука и технологија за храна на Државниот универзитет во Охајо.
Во последните 16 години, научникот за храна со државата Охајо Колеџ за храна, земјоделски и еколошки науки ја испитува употребата на инфрацрвена технологија за одредување на квалитетот на прехранбените производи. Родригез-Саона, исто така, е научник во Центарот за земјоделско истражување и развој во Охајо, истражувачката група на колеџот.
Во последните четири години, на пазарот се појавија преносливи скенери, а неговата работа со нозете се покажа како непроценлива во нивното прилагодување на потребите на прехранбената индустрија.
„Со сок од домати, можеме да погледнеме 12 различни атрибути за помалку од една минута“, рече Родригез-Саона. „Сето ова ќе потрае повеќе часови, ако не и денови, за да се собере и тестира еден примерок на традиционален начин“.
Помеѓу другите соработки, во последните пет години Родригез-Саона склучи договор со Калифорнија лига на преработувачи на храна за тестирање на сок од домати и доматна паста. Калифорнија произведува повеќе од 90 проценти од преработените домати во земјата и речиси половина од преработените домати што се одгледуваат ширум светот.
„Операцијата е неверојатна“, рече Родригез-Саона. „Тие имаат толку многу производни линии и секој час испраќаат примероци во лабораторија за да го следат квалитетот на различни серии“.
Таквото тестирање е потребно за да се осигури безбедноста и квалитетот на сокот од домати, од кој голем дел продолжува за понатамошна обработка во доматна паста и други производи.
Во моментов, индустријата ја користи технологијата за да го надополни традиционалниот мониторинг, но работата на Родригез-Саона би можела да биде клучна за добивање одобрение да се користи како примарен метод за тестирање. Досега Родригез-Саона има објавено пет научни трудови за користење на инфрацрвена технологија за преработка на домати.
„Сега земаат примероци, ги носат во лабораторијата за обезбедување квалитет и потребни се неколку часа за да се завршат некои од тестовите. Ним им треба и квалификуван персонал за оваа работа. Тоа одзема време и скапо“.
Ако тестирањето идентификува какви било проблеми со производот, процесорот ќе треба да го продаде со попуст или да го преработи.
„Но, со оваа единица - таа е толку мала, како кутија за ручек - можете да ја внесете во фабриката за да направите проценки во реално време на квалитетот на производот и веднаш да направите измени во обработката наместо да чекате да се вратат резултатите од лабораторијата. .“
Во своите студии, Родригез-Саона користи инфрацрвени сензори направени од водечки програмери, вклучувајќи ги Agilent Technologies и Thermo Fisher Scientific. Преносливите инфрацрвени лесни инструменти првично беа дизајнирани за Министерството за одбрана, Агенцијата за спроведување на дрога и фармацевтската индустрија за да се идентификува присуството на експлозиви и недозволени дроги и да се тестираат фармацевтските производи за фалсификат. Некои од преносливите скенери се големи како кутии со алатки, а други се рачни.
„Ние сме првите кои ги набавивме овие инструменти за да ги разгледаме апликациите во прехранбената индустрија“, рече тој.
Процесот на тестирање е измамливо едноставен: примерок од производот, помал од грашок, се става на скенерот или се скенира со рачниот спектрометар. Инфрацрвената светлина цели на одредени функционални групи во молекулите што ја сочинуваат храната; различни молекули ја апсорбираат светлината на различни фреквенции.
„Ова произведува спектар, кој се заснова на таа апсорпција на светлината“, рече Родригез-Саона. „Го подложуваме тој спектар на мултиваријантна анализа за прецизно да ги лоцираме информациите што ги бараме.
„Го поистоветувам спектарот со панорамска фотографија. Содржи многу информации, но за да ги најдете информациите што ги барате, треба внимателно да ги проучите. Мултиваријантната анализа е како лупа што ви овозможува да го направите тоа, користејќи хемометрија за да идентификувате специфичен сигнал што е поврзан со одредена молекула.
„Во суштина, тоа е како да го најде Валдо“.
Родригез-Саона има развиено алгоритми за скенерите да ги користат при откривање на различни аспекти на прехранбените производи и неговите студии проверете дали резултатите се на исто ниво со оние од традиционалните лабораториски тестови. Атрибутите на храната тестирани во преработените домати се фокусираат на конзистентноста, текстурата и вкусот, вклучувајќи растворливи цврсти материи, pH вредност, киселост, вискозност, шеќери и органски киселини.
Покрај работата со обработени домати, Родригез-Саона и неговиот тим дипломирани студенти проучувале различни атрибути на чипсот, вклучително и проценка на квалитетот на маслото и присуство на акриламид.
Квалитетот на маслото е проблем, бидејќи маслата и мастите за јадење се еден од нив повеќето фалсификувани јадења во индустријата, а традиционалните методи за нивно тестирање одземаат многу време, комплицирани и скапи и создаваат големи количини отпад, рече Родригез-Саона. Во јули, тој модерира сесија, Економски мотивирано изневери: предизвици и иновации во откривањето на измама со храна, на годишниот состанок на Институтот за прехранбени технолози во Чикаго и ќе презентира за преносливи технологии за проверка на прекршоци од храна.
Присуство на акриламид во чипсот и другите видови компири пржени на високи температури одамна е проблем во индустријата, а во 2010 година, Заедничката организација за храна и земјоделство и комитет на Светската здравствена организација го нарече грижа за здравјето на луѓето. Но, опремата потребна за тестирање на акриламид е економична за повеќето компании да вршат тестови самостојно, а испраќањето примероци во лабораторија од трета страна може да потрае неколку недели за да се добијат резултати, рече тој.
„Нивоата на акриламид моментално се регулирани само во Калифорнија како дел од предлогот 65, официјално познат како Закон за спроведување на безбедна вода за пиење и токсични од 1986 година, но многу разговарав со компаниите и тие сакаат да најдат исплатлив начин да го измерат тоа. Значи, работиме на тоа да го развиеме“.
Родригез-Саона исто така аплицира за финансирање од Министерството за земјоделство на САД.
„Во моментов работиме со компании и развиваме алгоритми кои одговараат на нивните уникатни апликации. Но, со финансирање од USDA, ќе можеме да работиме на некои од овие големи проблеми, како што се акриламид или фалсификување, и да развиеме алгоритми за спроведување на инфрацрвено тестирање на храна што би била достапна за секого.
Производителите на храна во Охајо и на други места заинтересирани да дознаат повеќе за технологијата може да контактираат со Родригез-Саона преку е-пошта на rodriguez-saona.1@osu.edu или јавете се-614 292-3339.