Սննդի որակի թեստերը, որոնք ավանդաբար լաբորատորիայում կատարվելու համար տևում են ժամեր կամ օրեր, կարող են ավարտվել ընդամենը մի քանի րոպեում, առանց արտադրության գծից հեռանալու անհրաժեշտության:
«Սա խաղի փոփոխություն է արդյունաբերության համար: Այն թույլ է տալիս դուրս գալ լաբորատորիայից և փորձարկել արտադրական գծում կամ նույնիսկ դաշտում», - ասում է Օհայոյի պետական համալսարանի սննդի գիտության և տեխնոլոգիայի պրոֆեսոր Լուիս Ռոդրիգես-Սաոնան:
Վերջին 16 տարիների ընթացքում Օհայո նահանգի սննդի գիտնականը Պարենի, գյուղատնտեսական և բնապահպանական գիտությունների քոլեջ ուսումնասիրում է ինֆրակարմիր տեխնոլոգիայի կիրառումը սննդամթերքի որակը որոշելու համար: Ռոդրիգես-Սաոնան նաև Օհայոյի Գյուղատնտեսական հետազոտությունների և զարգացման կենտրոնի գիտնական է, որը քոլեջի հետազոտական թեւն է:
Վերջին չորս տարիների ընթացքում շուկայում հայտնվել են շարժական սկաներներ, և նրա ոտքերի աշխատանքը անգնահատելի է եղել դրանք սննդի արդյունաբերության կարիքներին հարմարեցնելու համար:
«Տոմատի հյութով մենք կարող ենք 12 տարբեր հատկանիշ դիտել մեկ րոպեից պակաս ժամանակում», - ասաց Ռոդրիգես-Սաոնան: «Այս ամենը կպահանջի մի քանի ժամ, եթե ոչ օրեր, ավանդական եղանակով մեկ նմուշ հավաքելու և փորձարկելու համար»:
Ի թիվս այլ համագործակցությունների, վերջին հինգ տարիների ընթացքում Ռոդրիգես-Սաոնան պայմանագիր է կնքել թիմի հետ Կալիֆորնիայի սննդի վերամշակողների լիգա փորձարկել տոմատի հյութ և տոմատի մածուկ: California արտադրում է երկրի վերամշակված լոլիկի ավելի քան 90 տոկոսը և ամբողջ աշխարհում աճեցված վերամշակված լոլիկի գրեթե կեսը:
«Վիրահատությունը զարմանալի է», - ասաց Ռոդրիգես-Սաոնան: «Նրանք այնքան շատ հոսքագծեր ունեն, և ամեն ժամ նրանք նմուշներ են ուղարկում լաբորատորիա՝ վերահսկելու տարբեր խմբաքանակների որակը»:
Նման փորձարկումը պահանջվում է լոլիկի հյութի անվտանգությունն ու որակն ապահովելու համար, որի մեծ մասը շարունակվում է տոմատի մածուկի և այլ ապրանքների հետագա վերամշակման համար:
Ներկայումս արդյունաբերությունն օգտագործում է տեխնոլոգիան՝ ավանդական մոնիտորինգը լրացնելու համար, սակայն Ռոդրիգես-Սաոնայի աշխատանքը կարող է կարևոր նշանակություն ունենալ այն որպես փորձարկման հիմնական մեթոդ օգտագործելու թույլտվություն ստանալու համար: Մինչ այժմ Ռոդրիգես-Սաոնան հրապարակել է հինգը գիտական աշխատություններ լոլիկի մշակման համար ինֆրակարմիր տեխնոլոգիայի կիրառման մասին։
«Հիմա նմուշներ են վերցնում, բերում որակի ապահովման լաբորատորիա, և մի քանի ժամ է տևում թեստերը ավարտելու համար: Այս աշխատանքն անելու համար նրանց նույնպես պետք է հմուտ կադրեր: Դա ժամանակատար է և ծախսատար»։
Եթե փորձարկումը հայտնաբերում է արտադրանքի հետ կապված որևէ խնդիր, ապա պրոցեսորը պետք է այն վաճառի զեղչով կամ վերամշակի այն:
«Սակայն այս միավորով, որն այնքան փոքր է, ինչպես ճաշի տուփը, դուք կարող եք սա բերել գործարան՝ արտադրանքի որակի իրական ժամանակում գնահատելու համար և անմիջապես վերամշակման մեջ փոփոխություններ մտցնել՝ լաբորատոր արդյունքների վերադարձին սպասելու փոխարեն: »:
Իր ուսումնասիրություններում Ռոդրիգես-Սաոնան օգտագործում է ինֆրակարմիր սենսորներ, որոնք արտադրվել են առաջատար մշակողների կողմից, ներառյալ Agilent Technologies-ը և Thermo Fisher Scientific-ը: Դյուրակիր ինֆրակարմիր լույսի գործիքներն ի սկզբանե նախագծված էին Պաշտպանության նախարարության, Թմրամիջոցների դեմ պայքարի գործակալության և դեղագործական արդյունաբերության համար՝ պայթուցիկ նյութերի և ապօրինի թմրամիջոցների առկայությունը պարզելու և դեղագործական արտադրանքը կեղծելու համար: Դյուրակիր սկաներներից մի քանիսը գործիքների տուփի չափ են, իսկ մյուսները ձեռքի են:
«Մենք առաջինն ենք, ովքեր ձեռք են բերել այս գործիքները սննդի արդյունաբերության մեջ կիրառությունները դիտարկելու համար», - ասաց նա:
Փորձարկման գործընթացը խաբուսիկորեն պարզ է. արտադրանքի նմուշը, ավելի փոքր, քան սիսեռը, տեղադրվում է սկաների վրա կամ սկանավորվում է ձեռքի սպեկտրոմետրով: Ինֆրակարմիր լույսը թիրախ է դարձնում սննդամթերքը կազմող մոլեկուլների հատուկ ֆունկցիոնալ խմբերը. տարբեր մոլեկուլներ լույսը կլանում են տարբեր հաճախականություններով:
«Սա առաջացնում է սպեկտր, որը հիմնված է այդ լույսի կլանման վրա», - ասաց Ռոդրիգես-Սաոնան: «Մենք այդ սպեկտրը ենթարկում ենք բազմաչափ վերլուծության՝ մեր փնտրած տեղեկատվությունը հստակեցնելու համար:
«Ես սպեկտրը հավասարեցնում եմ համայնապատկերային լուսանկարին: Այն պարունակում է շատ տեղեկատվություն, սակայն փնտրվող տեղեկատվությունը գտնելու համար անհրաժեշտ է ուշադիր ուսումնասիրել այն: Բազմփոփոխական վերլուծությունը նման է խոշորացույցի, որը թույլ է տալիս դա անել՝ օգտագործելով քիմիոմետրիկա՝ բացահայտելու կոնկրետ ազդանշան, որը կապված է որոշակի մոլեկուլի հետ:
«Հիմնականում, դա նման է Վալդոյին գտնելուն»:
Ռոդրիգես-Սաոնան մշակել է ալգորիթմներ սկաների համար, որոնք կարող են օգտագործել սննդամթերքի տարբեր կողմերը հայտնաբերելու համար, և ուսումնասիրություններ ստուգեք, որ արդյունքները համընկնում են ավանդական լաբորատոր թեստերի արդյունքների հետ: Վերամշակված լոլիկի մեջ փորձարկված սննդի հատկանիշները կենտրոնանում են հետևողականության, հյուսվածքի և համի վրա, ներառյալ լուծվող պինդ նյութերը, pH-ը, թթվայնությունը, մածուցիկությունը, շաքարները և օրգանական թթուները:
Ի լրումն մշակված լոլիկի աշխատանքին, Ռոդրիգես-Սաոնան և իր ասպիրանտների թիմը ուսումնասիրել են կարտոֆիլի չիփսի տարբեր հատկանիշներ, այդ թվում՝ նավթի որակի գնահատում եւ ակրիլամիդի առկայությունը.
Յուղի որակը խնդիր է, քանի որ ուտելի յուղերն ու ճարպերը դրանցից մեկն են կեղծված մթերքների մեծ մասը Արդյունաբերության մեջ, և դրանց փորձարկման ավանդական մեթոդները ժամանակատար են, բարդ և ծախսատար և առաջացնում են մեծ քանակությամբ թափոններ, ասաց Ռոդրիգես-Սաոնան: Հուլիսին նա վարում է նիստը, Տնտեսական դրդապատճառներով դավաճանություն. մարտահրավերներ և նորարարություններ սննդամթերքի խարդախության հայտնաբերման գործումՉիկագոյում Սննդի Տեխնոլոգների Ինստիտուտի ամենամյա հանդիպման ժամանակ, և կներկայացվի շարժական տեխնոլոգիաների մասին՝ սննդամթերքի կեղծարարությունը ստուգելու համար:
Ակրիլամիդի առկայություն կարտոֆիլի չիպսերի և բարձր ջերմաստիճանում տապակած կարտոֆիլի այլ տեսակների մեջ վաղուց խնդիր է արդյունաբերության մեջ, իսկ 2010 թվականին Պարենի և գյուղատնտեսության միացյալ կազմակերպությունը և Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության կոմիտեն այն անվանեցին մարդու առողջության խնդիր: Բայց ակրիլամիդի համար փորձարկելու համար անհրաժեշտ սարքավորումները ծախսատար են ընկերությունների մեծ մասի համար՝ ինքնուրույն թեստեր անցկացնելու համար, և նմուշները երրորդ կողմի լաբորատորիա ուղարկելը կարող է շաբաթներ տևել արդյունքներ ստանալու համար, ասաց նա:
Ակրիլամիդի մակարդակը ներկայումս կարգավորվում է միայն Կալիֆոռնիայում՝ որպես Առաջարկ 65-ի մաս, որը պաշտոնապես հայտնի է որպես Անվտանգ խմելու ջրի և թունավոր կիրառման մասին ակտ 1986 թ, բայց ես շատ եմ զրուցել ընկերությունների հետ, և նրանք ցանկանում են գտնել դրա չափման ծախսարդյունավետ միջոց: Այսպիսով, մենք աշխատում ենք դա զարգացնելու ուղղությամբ»:
Ռոդրիգես-Սաոնան ֆինանսավորման համար դիմում է նաև ԱՄՆ գյուղատնտեսության նախարարությանը։
«Հենց հիմա մենք աշխատում ենք ընկերությունների հետ և մշակում ենք ալգորիթմներ, որոնք համապատասխանում են նրանց եզակի հավելվածներին: Սակայն USDA-ի ֆինանսավորմամբ մենք կկարողանանք աշխատել այս հիմնական խնդիրների վրա, ինչպիսիք են ակրիլամիդը կամ կեղծումը, և մշակել ալգորիթմներ՝ ինֆրակարմիր թեստավորում մթերքների վրա, որոնք հասանելի կլինեն բոլորին»:
Օհայոյի սննդամթերք արտադրողները և այլուր, ովքեր հետաքրքրված են տեխնոլոգիայի մասին ավելին իմանալով, կարող են կապ հաստատել Ռոդրիգես-Սաոնայի հետ էլ. rodriguez-saona.1@osu.edu կամ զանգահարել 614-292-3339.