Tés kualitas dahareun anu sacara tradisional nyandak jam - atanapi dinten - pikeun ngalaksanakeun di lab ayeuna tiasa réngsé dina sababaraha menit, tanpa kedah ngajauhan jalur produksi.
"Ieu mangrupikeun game-changer pikeun industri. Éta ngamungkinkeun anjeun kaluar tina laboratorium sareng nguji dina jalur produksi atanapi bahkan di lapangan, ”saur Luis Rodriguez-Saona, dosen élmu pangan sareng téknologi di The Ohio State University.
Pikeun 16 taun ka pengker, élmuwan pangan sareng Ohio State College of Pangan, Pertanian, sareng Élmu Lingkungan geus nalungtik pamakéan téknologi infra red pikeun nangtukeun kualitas produk pangan. Rodriguez-Saona ogé mangrupikeun élmuwan sareng Pusat Panaliti sareng Pangembangan Pertanian Ohio, panangan panalungtikan kuliah.
Dina opat taun ka pengker, scanner portabel parantos muncul di pasar, sareng karyana parantos kabuktosan teu ternilai dina adaptasi kana kabutuhan industri pangan.
"Kalayan jus tomat, urang bisa nempo 12 atribut béda dina waktu kurang ti hiji menit," ceuk Rodriguez-Saona. "Sadaya ieu bakal nyandak sababaraha jam, upami henteu dinten, pikeun ngumpulkeun sareng nguji hiji conto cara tradisional."
Diantara collaborations sejen, salila lima taun kaliwat Rodriguez-Saona geus dikontrak jeung Liga California tina prosésor Dahareun pikeun nguji jus tomat jeung némpelkeun tomat. California ngahasilkeun leuwih ti 90 persén tomat olahan bangsa sarta ampir satengah tomat olahan dipelak di sakuliah dunya.
"Operasina luar biasa," saur Rodriguez-Saona. "Aranjeunna gaduh seueur jalur produksi, sareng unggal jam aranjeunna ngirim conto ka laboratorium pikeun ngawas kualitas bets anu béda."
Uji sapertos kitu diperyogikeun pikeun mastikeun kasalametan sareng kualitas jus tomat, seueur anu teras-terasan pikeun diolah janten némpelkeun tomat sareng produk sanésna.
Ayeuna, industri ngagunakeun téknologi pikeun nambihan ngawaskeun tradisional, tapi karya Rodriguez-Saona tiasa janten instrumental pikeun nampi persetujuan pikeun ngagunakeun éta salaku padika tés utami. Sajauh ieu, Rodriguez-Saona parantos nyebarkeun lima makalah ilmiah dina ngagunakeun téknologi infra red pikeun ngolah tomat.
"Ayeuna, aranjeunna nyandak conto, bawa ka laboratorium jaminan kualitas, sareng peryogi sababaraha jam pikeun ngarengsekeun sababaraha tés. Éta ogé peryogi tanaga terampil pikeun ngalakukeun padamelan ieu. Éta nyéépkeun waktos sareng mahal. ”
Upami tés ngaidentipikasi masalah naon waé sareng produkna, prosésor kedah ngajual éta kalayan diskon atanapi ngolah deui.
"Tapi kalayan unit ieu - éta leutik pisan, sapertos kotak tuang siang - anjeun tiasa nyandak ieu kana pabrik pikeun ngadamel penilaian sacara real-time ngeunaan kualitas produk, sareng ngadamel tweak pikeun ngolah langsung tibatan ngantosan hasil lab uih deui. .”
Dina studi na, Rodriguez-Saona ngagunakeun sensor infra red dijieun ku pamekar ngarah, kaasup Agilent Technologies sarta Thermo Fisher Scientific. Instrumén lampu infra red portabel mimitina dirancang pikeun Departemen Pertahanan, Badan Penegak Narkoba sareng industri farmasi pikeun ngaidentipikasi ayana bahan peledak sareng obat terlarang sareng pikeun nguji farmasi pikeun palsu. Sababaraha scanner portabel saageung kotak alat sareng anu sanésna dicekel panangan.
"Kami anu pangheulana kéngingkeun instrumen ieu pikeun ningali aplikasi dina industri pangan," saurna.
Prosés pikeun nguji téh deceptively basajan: Sampel produk, leuwih leutik batan kacang polong, disimpen dina scanner atawa discan ku spéktrométer leungeun-diayakeun. Hiji lampu infra red nargétkeun gugus fungsi husus dina molekul nu nyieun dahareun; molekul béda nyerep cahaya dina frékuénsi béda.
"Ieu ngahasilkeun spéktrum, anu dumasar kana éta nyerep cahaya," ceuk Rodriguez-Saona. "Kami matuh spéktrum éta kana analisa multivariat pikeun nunjukkeun inpormasi anu urang pilari.
"Kuring nyaruakeun spéktrum kana poto panorama. Ieu ngandung loba informasi, tapi pikeun manggihan informasi nu Anjeun keur pilari, Anjeun kudu diajar taliti. Analisis multivariate sapertos kaca pembesar anu ngamungkinkeun anjeun ngalakukeun éta, ngagunakeun chemometrics pikeun ngaidentipikasi sinyal khusus anu aya hubunganana sareng molekul khusus.
"Dasarna, éta sapertos milarian Waldo."
Rodriguez-Saona parantos ngembangkeun algoritma pikeun panyeken anu dianggo pikeun ngadeteksi aspék anu béda-béda tina barang-barang tuangeun, sareng na studi pariksa yén hasilna saluyu sareng hasil tina tés laboratorium tradisional. Atribut dahareun anu diuji dina tomat olahan museurkeun kana konsistensi, tékstur sareng rasa, kalebet padet larut, pH, kaasaman, viskositas, gula sareng asam organik.
Salian karya tomat olahan, Rodriguez-Saona sareng tim mahasiswa pascasarjana parantos ngulik atribut anu béda tina kiripik kentang, kalebet assessment kualitas minyak jeung ayana acrylamide.
Kualitas minyak mangrupikeun masalah, sabab minyak sareng lemak anu tiasa didahar mangrupikeun salah sahiji kadaharan paling palsu di industri, jeung métode tradisional pikeun nguji éta téh waktu-consuming, pajeulit jeung ongkosna mahal sarta ngahasilkeun jumlah badag runtah, ceuk Rodriguez-Saona. Dina Juli, anjeunna moderating sési, Ékonomi Motivated Adulteration: Tantangan jeung Inovasi dina Detéksi panipuan Dahareun, dina rapat taunan Institute of Food Technologists di Chicago, sarta bakal nampilkeun dina téhnologi portabel pikeun layar pikeun adulterants dahareun.
Ayana acrylamide dina chip kentang jeung tipe séjén kentang goreng dina suhu luhur geus lila jadi masalah di industri, sareng di 2010, Organisasi Pangan sareng Pertanian Gabungan sareng panitia Organisasi Kaséhatan Dunia namina janten masalah kaséhatan manusa. Tapi alat-alat anu dipikabutuh pikeun nguji acrylamide mahal-larang pikeun kalolobaan perusahaan pikeun ngajalankeun tés sorangan, sareng ngirim conto ka laboratorium pihak katilu tiasa nyandak sababaraha minggu kanggo kéngingkeun hasil, saurna.
"Tingkat akrilamida ayeuna diatur ngan di California salaku bagian tina Proposisi 65, sacara resmi katelah Cai Nginum Aman sareng Undang-Undang Penegakan Beracun taun 1986, Tapi kuring geus ngobrol loba jeung pausahaan jeung maranéhna rék manggihan cara ongkos-éféktif pikeun ngukur eta. Janten, urang nuju damel pikeun ngembangkeun éta. ”
Rodriguez-Saona ogé ngalamar dana ti Dinas Pertanian AS.
"Ayeuna, urang damel sareng perusahaan sareng ngembangkeun algoritma anu cocog sareng aplikasi unikna. Tapi kalayan dana USDA, urang bakal tiasa ngerjakeun sababaraha masalah utama ieu, sapertos acrylamide atanapi adulteration, sareng ngembangkeun algoritma pikeun ngalaksanakeun tés infra red dina tuangeun anu sayogi pikeun saha waé.
Pabrikan dahareun di Ohio sareng di tempat sanés anu hoyong diajar langkung seueur ngeunaan téknologi tiasa ngahubungi Rodriguez-Saona via email di rodriguez-saona.1@osu.edu atanapi nelepon 614-292-3339.