Brugen af nær-infrarød spektroskopi tager fart i fødevareindustrien – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Nyheder > Alle nyheder > Brugen af nær-infrarød...

14. december 2016

Brugen af nær-infrarød spektroskopi tager fart i fødevareindustrien

NIRS

Udbredelsen af nær-infrarød spektroskopi (NIRS) i fødevareindustrien har taget fart, vurderer forsker fra Københavns Universitet. Det skyldes, metoden er utroligt effektiv til at kvalitetsteste råvarer, ingredienser samt færdige produkter – og som værktøj til at afsløre fødevaresvindel.

Fakta om Nær-Infrarød Spektroskopi (NIRS): Lys er energi med forskellige bølgelængder, som er afgørende for farven. Rødt lys har én bølgelængde, blåt lys en anden. Det nær-infrarøde lys ligger uden for det område, vi normalt kan se. Men man kan visualisere det ved hjælp af et farvespektrum – dvs. den farvekurve, der opstår, når man ser på intensiteten af de forskellige bølgelængder, eller farver, lyset indeholder. Den kemiske sammensætning af en fødevare, råvare eller ingrediens er afgørende for, hvordan de forskellige bølgelængder af lys interagerer med indholdsstofferne i emnet. Derfor kan man via et nær-Infrarød spektrometer få et ”fingeraftryk” af de kemiske oplysninger, der er unikke for fødevarematerialet, og som kan bruges til at bestemme kvaliteten.

Den helt store fordel ved at anvende nær-infrarød spektroskopi til at kvalitetsteste virksomhedens råvarer og produkter er, at det går hurtigt, samt at metoden kan anvendes på utroligt mange fødevareemner.

”Vi kalder det for en hurtig-metode, og den kan bruges på næsten alle sags fødevarer: pulver, væsker, geleer, faste stoffer etc. Det er en ikke-destruktiv metode, fordi man jo bruger lys til at undersøge kvaliteten, modsat traditionelle analysemetoder, hvor man bruger kemi,” siger postdoc ved Institut for Fødevarevidenskab (FOOD)Københavns Universitet, Klavs Martin Sørensen.

Den hurtighed og lethed, hvormed metoden kan udføres, giver virksomhederne mulighed for at kunne kontrollere og styre kvaliteten af råvarer, halvfabrikata eller det endelige produkt langt hyppigere end ved brug af traditionelle analyser.

Postdoc Klavs Martin Sørensen. Foto: Daniel Schultz Madsen

”Fødevareanalyser med NIRS giver også virksomheden mulighed for at opnå en mere ensartet kvalitet og bruge analysesvarerne som støtte til at udvælge leverandører, der opfylder virksomhedens kvalitetskrav. I den anden ende af produktionen kan man så tjekke, at produkterne lever op til det, man har lovet sine kunder,” siger Klavs Martin Sørensen.

Ved hjælp af NIRS kan man desuden måle flere egenskaber i fødevareemnet på én gang. I et mælkepulver vil man fx på samme tid kunne fastslå indholdet af protein, fedt og vand. Selve målingen foregår ved, at man tager en prøve af fødevareemnet og placerer det i en prøvekop, som er egnet til prøvetypen. Koppen placeres i spektrometeret, hvorefter selve analysen typisk tager mindre end et minut, og man har resultatet umiddelbart efter. Metoden er ikke-destruktiv, og man vil i princippet kunne returnere prøven til produktionen efter endt måling.

”De enkelte kvalitetsparametre bliver målt ud fra det målte optiske spektrum, der bliver fortolket med avanceret dataanalyse (se faktaboks, red.). Spektrometeret er kalibreret til at kunne bestemme kvalitetsparametre ved hjælp af matematiske modeller, der er definerede i forhold til den fødevare og de egenskaber, der skal undersøges. Det er ikke en forudsætning, at brugeren kender noget til spektre eller nær-infrarødt lys, da stort set alle instrumenter blot præsenterer de målte kvalitetsegenskaber. Man kan altså have et helt et bibliotek af parametre, der kan måles, når det ønskes, ” siger Klavs Martin Sørensen.

NIRS til Proces Analytisk Teknologi

Nær-infrarød spektroskopi er desuden et af de vigtigste værktøjer i Proces Analytisk Teknologi (PAT).  PAT er defineret af den amerikanske Food & Drug Administration (FDA) og er et produktionsprincip med en meget stærk kvalitetsovervågning, som er udviklet til medicinalindustrien. Metoden, der også er populær i fødevareindustrien, indebærer en løbende online-kontrol af alle råvarer, der tilgår produktionen, og af alle de færdige produkter.

Hvor laboratorie-baseret NIRS foregår ved at testemnet puttes i prøvekopper og sættes ind i spektrometeret, kan man ved hjælp af PAT tjekke kvaliteten af alle råvarer/halvfabrikata/produkter løbende, mens produktionen er i gang.

”Fordi der er tale om nær-infrarødt lys, kan man bruge optiske fibre til at flytte det rundt og ved hjælp af en optisk probe måle direkte i produktionsstrømmen. På den måde kan man løbende bestemme kvalitetsparametre og få en 100 % kontrol af processen. Der findes NIRS-prober udviklet under særlig hensyntagen til hygiejne og sikkerhedskrav, der kan indføres i produktstrømme på lige fod med andre procesinstrumenter som fx trykmålere og termometre,” siger Klavs Martin Sørensen.

Brugen af Proces Analytisk Teknologi betyder, at virksomheden meget hurtigt vil opdage, hvis noget ikke er som det skal være, og dermed også hurtigt kan gribe ind og få rettet op på sagen. Derfor medfører brugen af PAT – udover en forbedret kvalitet – samtidig meget mindre spild af både råvarer og færdigprodukter.

NIRS er et godt redskab til afsløring af fødevaresvindel

NIRS er blevet et attraktivt værktøj til hurtigt og effektivt at afsløre fødevaresvindel. Ligesom de matematiske modeller, der bruges til at bestemme kvalitetsparametre i fødevareemner, kan man udvikle modeller, der kan bedømme om en fødevare er ”ren” eller forurenet med uvedkommende stoffer.

”Selvom NIRS er udbredt i fødevareindustrien, kan den anvendes langt flere steder. Fordi instrumenterne i takt med den teknologiske udvikling falder i pris, bliver det mere og mere økonomisk attraktivt at bruge NIRS på steder i virksomhedens produktion, hvor man ikke tidligere ville anvende avanceret måleudstyr,” siger Klavs Martin Sørensen.

Han er medforfatter til en videnskabelig artikel, der gennemgår brugen af NIRS til at opdage fødevaresvindel, som er bragt i tidsskriftet Current Opinion in Food Science (se faktaboks).

Denne artikel er også udkommet i Plus Proces, december 2016.