As probas de calidade dos alimentos que tradicionalmente tardan horas ou días en realizarse no laboratorio agora pódense completar en poucos minutos, sen necesidade de sequera afastarse da liña de produción.
"Este é un cambio de xogo para a industria. Permíteche saír do laboratorio e probar na liña de produción ou mesmo no campo", dixo Luis Rodríguez-Saona, profesor de ciencia e tecnoloxía dos alimentos na Universidade Estatal de Ohio.
Durante os últimos 16 anos, o científico de alimentos con Ohio State's Facultade de Ciencias Alimentarias, Agrícolas e Ambientais estivo examinando o uso da tecnoloxía infravermella para determinar a calidade dos produtos alimenticios. Rodríguez-Saona tamén é científico do Centro de Investigación e Desenvolvemento Agrícola de Ohio, o brazo de investigación da facultade.
Nos últimos catro anos, os escáneres portátiles xurdiron no mercado, e o seu traballo resultou inestimable para adaptalos ás necesidades da industria alimentaria.
"Co zume de tomate, podemos ver 12 atributos diferentes en menos dun minuto", dixo Rodríguez-Saona. "Todo isto levaría varias horas, se non días, recoller e probar unha mostra do xeito tradicional".
Entre outras colaboracións, dende hai cinco anos, Rodríguez-Saona ten contratos coa Liga de Procesadores de Alimentos de California para probar o zume de tomate e a pasta de tomate. California produce máis do 90 por cento dos tomates procesados do país e case a metade dos tomates procesados cultivados en todo o mundo.
"A operación é incrible", dixo Rodríguez-Saona. "Teñen moitas liñas de produción e cada hora envían mostras ao laboratorio para controlar a calidade dos diferentes lotes".
Esas probas son necesarias para garantir a seguridade e a calidade do zume de tomate, gran parte do cal se transforma en pasta de tomate e outros produtos.
Actualmente, a industria está a utilizar a tecnoloxía para complementar o seguimento tradicional, pero o traballo de Rodríguez-Saona podería ser fundamental para conseguir a aprobación para usala como método de proba principal. Polo de agora, Rodríguez-Saona publicou cinco artigos científicos sobre o uso da tecnoloxía infravermella para procesar tomates.
"Agora, toman mostras, tráenas ao laboratorio de garantía de calidade e leva varias horas completar algunhas das probas. Tamén necesitan persoal cualificado para facer este traballo. Leva moito tempo e é custoso".
Se a proba identifica algún problema co produto, o procesador debería vendelo cun desconto ou reprocesalo.
"Pero con esta unidade, é tan pequena, como unha lonchera, podes traer isto á planta para facer avaliacións en tempo real da calidade do produto e facer axustes no procesamento inmediatamente en lugar de esperar a que volvan os resultados do laboratorio. ”.
Nos seus estudos, Rodríguez-Saona utiliza sensores infravermellos feitos por desenvolvedores líderes, entre eles Agilent Technologies e Thermo Fisher Scientific. Os instrumentos portátiles de luz infravermella foron deseñados inicialmente para o Departamento de Defensa, a Axencia de Control de Drogas e a industria farmacéutica para identificar a presenza de explosivos e drogas ilícitas e para probar produtos farmacéuticos en busca de falsificacións. Algúns dos escáneres portátiles son tan grandes como caixas de ferramentas e outros son de man.
"Somos os primeiros en obter estes instrumentos para buscar aplicacións na industria alimentaria", dixo.
O proceso de proba é enganosamente sinxelo: unha mostra do produto, máis pequena que un chícharo, colócase no escáner ou é dixitalizada co espectrómetro manual. Unha luz infravermella diríxese a grupos funcionais específicos das moléculas que compoñen o alimento; diferentes moléculas absorben a luz a diferentes frecuencias.
"Isto produce un espectro, que se basea nesa absorción de luz", dixo Rodríguez-Saona. "Sometimos ese espectro a análise multivariada para precisar a información que buscamos.
"Eu igualo o espectro a unha foto panorámica. Contén moita información, pero para atopar a información que busca, cómpre estudala detidamente. A análise multivariante é como unha lupa que che permite facelo, utilizando quimiometría para identificar un sinal específico que está asociado a unha molécula específica.
"Basicamente, é como atopar a Waldo".
Rodríguez-Saona desenvolveu os algoritmos para que os escáneres usen na detección de diferentes aspectos dos alimentos, e a súa estudos verificar que os resultados están á altura dos das probas de laboratorio tradicionais. Os atributos dos alimentos probados nos tomates procesados céntranse na consistencia, textura e sabor, incluíndo sólidos solubles, pH, acidez, viscosidade, azucres e ácidos orgánicos.
Ademais do traballo de tomate procesado, Rodríguez-Saona e o seu equipo de estudantes de posgrao estudaron diferentes atributos das patacas fritas, incluíndo un avaliación da calidade do aceite eo presenza de acrilamida.
A calidade do aceite é un problema, xa que os aceites e graxas comestibles son un dos alimentos máis falsificados na industria, e os métodos tradicionais para probalos son lentos, complicados e custosos e xeran grandes cantidades de residuos, dixo Rodríguez-Saona. En xullo, está a moderar unha sesión, Adulteración con Motivación Económica: Desafíos e Innovacións na Detección da Fraude Alimentaria, na reunión anual do Institute of Food Technologists en Chicago, e presentará tecnoloxías portátiles para detectar adulterantes de alimentos.
A presenza de acrilamida en patacas fritas e outros tipos de patacas fritidas a altas temperaturas hai moito tempo que foi un problema na industria, e en 2010, a Organización Conxunta para a Agricultura e a Alimentación e un comité da Organización Mundial da Saúde denominárono un problema de saúde humana. Pero o equipo necesario para probar a acrilamida é un custo prohibitivo para a maioría das empresas para realizar probas por si mesmas, e o envío de mostras a un laboratorio de terceiros pode tardar semanas en obter resultados, dixo.
"Os niveis de acrilamida están actualmente regulados só en California como parte da Proposición 65, coñecida oficialmente como Lei de aplicación de auga potable e tóxicos de 1986, pero estiven falando moito coas empresas e queren atopar unha forma rendible de medilo. Entón, estamos traballando para desenvolvelo".
Rodríguez-Saona tamén solicita financiamento ao Departamento de Agricultura dos Estados Unidos.
"Neste momento, traballamos con empresas e desenvolvemos algoritmos que se adaptan ás súas aplicacións únicas. Pero co financiamento do USDA, poderiamos traballar nalgúns destes problemas principais, como a acrilamida ou a adulteración, e desenvolver algoritmos para realizar probas de infravermellos en alimentos que estarían dispoñibles para calquera".
Os fabricantes de alimentos de Ohio e doutros lugares interesados en coñecer máis sobre a tecnoloxía poden contactar con Rodríguez-Saona por correo electrónico en rodriguez-saona.1@osu.edu ou call-614 292-3339.