Les proves de qualitat dels aliments que tradicionalment triguen hores o dies a realitzar-se al laboratori ara es poden completar en pocs minuts, sense la necessitat d'allunyar-se de la línia de producció.
"Això és un canvi de joc per a la indústria. Et permet sortir del laboratori i provar a la línia de producció o fins i tot al camp", va dir Luis Rodriguez-Saona, professor de ciència i tecnologia dels aliments a la Universitat Estatal d'Ohio.
Durant els últims 16 anys, el científic de l'alimentació amb Ohio State's Facultat de Ciències de l'Alimentació, Agrícola i Ambiental ha estat examinant l'ús de la tecnologia infraroja per determinar la qualitat dels productes alimentaris. Rodríguez-Saona també és científic del Centre d'Investigació i Desenvolupament Agrícola d'Ohio, el braç de recerca de la universitat.
En els darrers quatre anys, els escàners portàtils han sorgit al mercat, i el seu treball ha demostrat ser inestimable per adaptar-los a les necessitats de la indústria alimentària.
"Amb el suc de tomàquet, podem observar 12 atributs diferents en menys d'un minut", va dir Rodríguez-Saona. "Tot això trigaria diverses hores, si no dies, a recollir i provar una mostra de la manera tradicional".
Entre altres col·laboracions, des de fa cinc anys Rodríguez-Saona té contractes amb la Lliga de processadors d'aliments de Califòrnia per provar el suc i la pasta de tomàquet. Califòrnia produeix més del 90 per cent dels tomàquets processats del país i gairebé la meitat dels tomàquets processats cultivats a tot el món.
"L'operació és increïble", va dir Rodríguez-Saona. "Tenen tantes línies de producció i cada hora envien mostres al laboratori per controlar la qualitat dels diferents lots".
Aquestes proves són necessàries per garantir la seguretat i la qualitat del suc de tomàquet, gran part del qual es continua processant en pasta de tomàquet i altres productes.
Actualment, la indústria està utilitzant la tecnologia per complementar el seguiment tradicional, però el treball de Rodríguez-Saona podria ser fonamental per obtenir l'aprovació per utilitzar-lo com a mètode de prova principal. De moment, Rodríguez-Saona n'ha publicat cinc articles científics sobre l'ús de la tecnologia infraroja per processar tomàquets.
"Ara prenen mostres, les porten al laboratori de garantia de qualitat i triguen diverses hores a completar algunes de les proves. També necessiten personal qualificat per fer aquesta feina. És molt llarg i costós".
Si la prova identifica algun problema amb el producte, el processador hauria de vendre'l amb un descompte o tornar-lo a processar.
"Però amb aquesta unitat, és tan petita, com una carmanyola, podeu portar-la a la planta per fer avaluacions en temps real de la qualitat del producte i fer retocs al processament immediatament en lloc d'esperar que tornin els resultats de laboratori. .”
En els seus estudis, Rodríguez-Saona utilitza sensors d'infrarojos fabricats per desenvolupadors líders, com Agilent Technologies i Thermo Fisher Scientific. Els instruments de llum infraroja portàtils es van dissenyar inicialment per al Departament de Defensa, l'Agència de Control de Drogues i la indústria farmacèutica per identificar la presència d'explosius i drogues il·lícites i per provar els productes farmacèutics per detectar falsificacions. Alguns dels escàners portàtils són tan grans com caixes d'eines i d'altres són de mà.
"Som els primers a obtenir aquests instruments per mirar aplicacions a la indústria alimentària", va dir.
El procés de prova és enganyosament senzill: una mostra del producte, més petita que un pèsol, es col·loca a l'escàner o s'escaneja amb l'espectròmetre de mà. Una llum infraroja s'adreça a grups funcionals específics de les molècules que componen l'aliment; diferents molècules absorbeixen la llum a diferents freqüències.
"Això produeix un espectre, que es basa en aquesta absorció de llum", va dir Rodríguez-Saona. "Sometem aquest espectre a una anàlisi multivariant per identificar la informació que busquem.
"Equivalent l'espectre a una foto panoràmica. Conté molta informació, però per trobar la informació que busqueu cal estudiar-la de prop. L'anàlisi multivariant és com una lupa que permet fer-ho, utilitzant quimiometria per identificar un senyal específic que està associat a una molècula específica.
"Bàsicament, és com trobar Waldo".
Rodríguez-Saona ha desenvolupat els algorismes per utilitzar els escàners per detectar diferents aspectes dels aliments, i el seu estudis verificar que els resultats siguin iguals als de les proves de laboratori tradicionals. Els atributs dels aliments provats en tomàquets processats se centren en la consistència, la textura i el sabor, inclosos els sòlids solubles, el pH, l'acidesa, la viscositat, els sucres i els àcids orgànics.
A més del treball amb tomàquet processat, Rodríguez-Saona i el seu equip d'estudiants de postgrau han estudiat diferents atributs de les patates fregides, inclosa una avaluació de la qualitat de l'oli i la presència d'acrilamida.
La qualitat de l'oli és un problema, ja que els olis i greixos comestibles en són un aliments més falsificats a la indústria, i els mètodes tradicionals per provar-los són llargs, complicats i costosos i generen grans quantitats de residus, va dir Rodríguez-Saona. Al juliol, està moderant una sessió, Adulteració amb motivació econòmica: reptes i innovacions en la detecció del frau alimentari, a la reunió anual de l'Institut de tecnòlegs alimentaris a Chicago, i presentarà les tecnologies portàtils per detectar adulterants d'aliments.
La presència d'acrilamida en les patates fregides i altres tipus de patates fregides a altes temperatures fa temps que és un problema a la indústria, i el 2010, l'Organització Conjunta d'Alimentació i Agricultura i un comitè de l'Organització Mundial de la Salut la van qualificar de preocupació per a la salut humana. Però l'equip necessari per provar l'acrilamida té un cost prohibitiu per a la majoria de les empreses per fer proves per si mateixes, i l'enviament de mostres a un laboratori de tercers pot trigar setmanes a obtenir resultats, va dir.
"Els nivells d'acrilamida estan regulats actualment només a Califòrnia com a part de la Proposició 65, coneguda oficialment com a Llei d'aplicació de tòxics i aigua potable segura de 1986, però he estat parlant molt amb empreses i volen trobar una manera rendible de mesurar-ho. Per tant, estem treballant per desenvolupar-ho".
Rodríguez-Saona també demana finançament al Departament d'Agricultura dels EUA.
"Ara mateix, treballem amb empreses i desenvolupem algorismes que s'adaptin a les seves aplicacions úniques. Però amb el finançament de l'USDA, podríem treballar en alguns d'aquests problemes importants, com l'acrilamida o l'adulteració, i desenvolupar algorismes per dur a terme proves d'infrarojos en aliments que estarien disponibles per a qualsevol".
Els fabricants d'aliments d'Ohio i d'altres llocs interessats a obtenir més informació sobre la tecnologia poden contactar amb Rodriguez-Saona per correu electrònic a rodriguez-saona.1@osu.edu o truqui al 614-292-3339.