传统上需要数小时甚至数天在实验室进行的食品质量测试现在只需几分钟即可完成,甚至无需离开生产线。
“这对行业来说是一个游戏规则改变者。它可以让你走出实验室,在生产线甚至现场进行测试。”俄亥俄州立大学食品科学与技术教授 Luis Rodriguez-Saona 说道。
在过去的 16 年里,俄亥俄州立大学的食品科学家 食品、农业和环境科学学院 一直在研究使用红外技术来确定食品的质量。罗德里格斯·索纳也是该学院的研究部门俄亥俄州农业研究与发展中心的科学家。
在过去的四年里,便携式扫描仪已经出现在市场上,事实证明,他的跑腿工作在使它们适应食品行业的需求方面发挥了无价的作用。
“通过番茄汁,我们可以在不到一分钟的时间内查看 12 种不同的属性,”Rodriguez-Saona 说。 “以传统方式收集和测试一个样本,所有这些都需要几个小时甚至几天的时间。”
在其他合作中,在过去的五年里,Rodriguez-Saona 与 加州食品加工者联盟 测试番茄汁和番茄酱。 加利福尼亚州 该公司生产全国 90% 以上的加工番茄以及全球近一半的加工番茄。
“手术太棒了,”罗德里格斯·索纳说。 “他们有很多生产线,每小时都会向实验室发送样品来监控不同批次的质量。”
需要进行此类测试以确保番茄汁的安全和质量,其中大部分番茄汁将进一步加工成番茄酱和其他产品。
目前,该行业正在使用该技术来补充传统监测,但 Rodriguez-Saona 的工作可能有助于获得批准将其用作主要测试方法。到目前为止,Rodriguez-Saona 已发表了五篇文章 科学论文 利用红外线技术加工西红柿。
“现在,他们取样,带到质量保证实验室,需要几个小时才能完成一些测试。他们还需要熟练的人员来完成这项工作。这既耗时又昂贵。”
如果测试发现产品存在任何问题,加工商将需要以折扣价出售或重新加工。
“但是有了这个装置——它很小,就像一个午餐盒——你可以把它带入工厂,对产品质量进行实时评估,并立即对加工过程进行调整,而不必等待实验室结果返回”。
在他的研究中,Rodriguez-Saona 使用了由安捷伦科技公司和赛默飞世尔科技公司等领先开发商制造的红外传感器。便携式红外光仪器最初是为国防部、缉毒局和制药行业设计的,用于识别爆炸物和非法药物的存在,并测试药品是否为假货。一些便携式扫描仪有工具箱那么大,另一些则为手持式。
“我们是第一批获得这些仪器来研究食品行业应用的人,”他说。
测试过程看似简单:将比豌豆还小的产品样品放在扫描仪上或用手持式光谱仪进行扫描。红外光针对构成食物的分子中的特定官能团;不同的分子吸收不同频率的光。
“这会产生一个基于光吸收的光谱,”罗德里格斯·索纳说。 “我们对该谱进行多变量分析,以查明我们正在寻找的信息。
“我将光谱等同于全景照片。它包含大量信息,但要找到您要查找的信息,您需要仔细研究它。多变量分析就像放大镜一样,可以使用化学计量学来识别与特定分子相关的特定信号。
“基本上,这就像找到沃尔多一样。”
Rodriguez-Saona 开发了扫描仪的算法,用于检测食品的不同方面,他的 研究 验证结果是否与传统实验室测试的结果一致。加工番茄的食品属性测试侧重于稠度、质地和风味,包括可溶性固形物、pH 值、酸度、粘度、糖和有机酸。
除了番茄加工工作外,罗德里格斯·索纳和他的研究生团队还研究了薯片的不同属性,包括 油品质量评估 和 丙烯酰胺的存在.
油的质量是一个问题,因为食用油脂是其中之一 大多数假冒食品 Rodriguez-Saona 表示,在行业中,传统的测试方法耗时、复杂、成本高昂,并且会产生大量废物。七月,他正在主持一个会议, 出于经济动机的掺假:食品欺诈检测的挑战和创新,在芝加哥举行的食品技术专家协会年会上,将介绍用于筛查食品掺假的便携式技术。
高温油炸的薯片和其他类型的土豆中存在丙烯酰胺 长期以来一直是一个问题 2010年,联合国粮食及农业组织和世界卫生组织的一个委员会将其列为人类健康问题。但他说,对于大多数公司自行进行测试而言,测试丙烯酰胺所需的设备成本高昂,而且将样本发送到第三方实验室可能需要数周时间才能得到结果。
“丙烯酰胺水平目前仅在加利福尼亚州作为第 65 号提案的一部分进行监管,该提案的正式名称是 1986 年安全饮用水和有毒物质执法法案,但我已经与公司进行了很多交谈,他们希望找到一种具有成本效益的方法来衡量它。因此,我们正在努力开发这一点。”
罗德里格斯-索纳还正在向美国农业部申请资金。
“目前,我们与公司合作,开发适合他们独特应用的算法。但有了美国农业部的资助,我们将能够解决其中一些重大问题,例如丙烯酰胺或掺假,并开发算法对任何人都可以使用的食品进行红外测试。”
俄亥俄州和其他地方的食品制造商有兴趣了解更多有关该技术的信息,可以通过电子邮件联系 Rodriguez-Saona: 罗德里格斯-saona.1@osu.edu 或致电614 292-3339。