傳統上需要數小時或數天才能在實驗室進行的食品質量測試現在只需幾分鐘即可完成,甚至無需離開生產線。
“這將改變整個行業的遊戲規則。 它使您可以走出實驗室,在生產線甚至現場進行測試,”俄亥俄州立大學食品科學與技術教授 Luis Rodriguez-Saona 說。
在過去的 16 年裡,俄亥俄州立大學的食品科學家 食品、農業和環境科學學院 一直在研究使用紅外線技術來確定食品質量。 Rodriguez-Saona 還是俄亥俄農業研究與發展中心的科學家,該中心是該學院的研究機構。
在過去的四年裡,便攜式掃描儀出現在市場上,他的跑腿工作在使它們適應食品行業的需求方面被證明是無價的。
“使用番茄汁,我們可以在不到一分鐘的時間內查看 12 種不同的屬性,”Rodriguez-Saona 說。 “所有這一切都需要數小時甚至數天才能以傳統方式收集和測試一個樣本。”
在其他合作中,在過去的五年裡,羅德里格斯-索納與 加州食品加工者聯盟 測試番茄汁和番茄醬。 加利福尼亞州 生產全國 90% 以上的加工番茄和全球近一半的加工番茄。
“手術非常棒,”羅德里格斯-索納說。 “他們有這麼多生產線,每個小時他們都會將樣品送到實驗室,以監測不同批次的質量。”
需要進行此類測試以確保番茄汁的安全性和質量,其中大部分用於進一步加工成番茄醬和其他產品。
目前,該行業正在使用該技術來補充傳統監測,但 Rodriguez-Saona 的工作可能有助於獲得批准將其用作其主要測試方法。 到目前為止,Rodriguez-Saona 已經發表了五篇 科學論文 關於使用紅外技術加工西紅柿。
“現在,他們取樣,帶到質量保證實驗室,完成一些測試需要幾個小時。 他們還需要熟練的人員來完成這項工作。 這既費時又費錢。”
如果測試發現產品存在任何問題,則加工商需要以折扣價出售或重新加工。
“但是有了這個裝置——它很小,就像一個午餐盒——你可以把它帶進工廠,對產品質量進行實時評估,並立即對加工過程進行調整,而不是等待實驗室結果回來。”
在他的研究中,Rodriguez-Saona 使用由領先開發商製造的紅外傳感器,包括安捷倫科技和賽默飛世爾科技。 便攜式紅外光儀器最初是為國防部、緝毒署和製藥行業設計的,用於識別爆炸物和非法藥物的存在,並檢測藥品的假冒偽劣。 一些便攜式掃描儀與工具箱一樣大,而另一些則是手持式的。
“我們是第一個獲得這些儀器來研究食品行業應用的公司,”他說。
測試過程看似簡單:將一個比豌豆還小的產品樣本放在掃描儀上或用手持光譜儀掃描。 紅外光針對構成食物的分子中的特定官能團; 不同的分子吸收不同頻率的光。
“這會產生一個基於光吸收的光譜,”羅德里格斯-索納說。 “我們對該頻譜進行多變量分析,以查明我們正在尋找的信息。
“我將光譜等同於全景照片。 它包含很多信息,但是要找到您正在尋找的信息,您需要仔細研究它。 多元分析就像一個放大鏡,可以讓你做到這一點,使用化學計量學來識別與特定分子相關的特定信號。
“基本上,這就像找到沃爾多一樣。”
Rodriguez-Saona 為掃描儀開發了用於檢測食品不同方面的算法,他的 研究 驗證結果是否與傳統實驗室測試的結果相同。 在加工番茄中測試的食品屬性側重於稠度、質地和風味,包括可溶性固體、pH、酸度、粘度、糖和有機酸。
除了加工過的番茄,Rodriguez-Saona 和他的研究生團隊還研究了薯片的不同屬性,包括 油品質量評估 和 丙烯酰胺的存在.
油質是一個問題,因為食用油和脂肪是其中一種 大多數假冒食品 Rodriguez-Saona 說,在行業中,測試它們的傳統方法耗時、複雜且成本高,並且會產生大量廢物。 七月,他正在主持一個會議, 經濟動機摻假:食品欺詐檢測的挑戰與創新,在芝加哥的食品技術專家協會年會上,將介紹便攜式技術以篩查食品摻假。
在高溫油炸的薯片和其他類型的土豆中存在丙烯酰胺 長期以來一直是個問題 在該行業中,2010 年,聯合國糧食及農業組織和世界衛生組織的一個委員會將其命名為人類健康問題。 但他說,測試丙烯酰胺所需的設備對大多數公司自行進行測試的成本過高,而且將樣品送到第三方實驗室可能需要數週時間才能得到結果。
“丙烯酰胺含量目前僅在加利福尼亞州作為第 65 號提案的一部分進行監管,正式名稱為 1986 年安全飲用水和有毒物質執法法案,但我與公司談了很多,他們想找到一種經濟有效的方法來衡量它。 所以,我們正在努力開發它。”
Rodriguez-Saona 也在向美國農業部申請資助。
“目前,我們與公司合作並開發適合其獨特應用的算法。 但有了美國農業部的資助,我們將能夠解決其中一些主要問題,例如丙烯酰胺或摻假,並開發算法來對任何人都可以使用的食品進行紅外測試。”
俄亥俄州和其他地方有興趣了解該技術的食品製造商可以通過電子郵件聯繫 Rodriguez-Saona 羅德里格斯-saona.1@osu.edu 或致電614 292-3339。