FLANDERS' FOOD RADAR

Spectroscopische technieken voor snelle analyse en screening in de voedingsindustrie

Een update van bestaande methoden tot de nieuwste mogelijkheden

Uitdagingen

NIR (Nabij-infrarood) spectroscopie is gekend als een methode waarmee met één meting de brutosamenstelling (vocht-, vet- en eiwitgehalte) van levensmiddelen bepaald kan worden.  Gekoppeld aan Fourier transformatie (FT-NIR) of door gebruik te maken van een lijn van detectoren (diode arrays) is deze technologie geëvolueerd naar een snelle techniek die routinematig in labo’s en zelfs on-line wordt toegepast op verschillende grondstoffen, tussenproducten en eindproducten. Toch stelt het gebruik van deze techniek binnen de voedingsindustrie nog een aantal grote uitdagingen.  Zo blijkt voor complex samengestelde producten, die een grote variabiliteit kennen, de betrouwbaarheid van de analyse vaak een probleem te zijn.  Er wordt dan ook volop gewerkt aan het ontwikkelen van robuustere chemometrische modellen maar ook aan het standaardiseren van de staalvoorbereiding en opmeetcondities.  Een verdere beperking is dat het NIR-golflengtegebied weinig geschikt is om gehaltes aan minor-componenten te bepalen.  Als alternatief staat het aangrenzende MIR (mid-infrarood) golflengtegebied momenteel in de belangstelling.  Zo ook in recente Flanders’ FOOD en TETRA-projecten waarin FT-MIR geëvalueerd werd als snelle voorspellingstechniek voor brutosamenstelling, individuele vetzuurgehaltes, zoutgehalte en wateractiviteit bij vlees- en eiproducten.  Nog een andere benadering is het gebruik van de complementaire Raman-spectroscopie techniek. Een bijkomende uitdaging is de heterogene samenstelling van heel wat voedingsproducten. Om deze in kaart te brengen, bieden hyperspectrale camera’s interessante perspectieven.  

Opkomende trends

Er duiken steeds meer toepassingen op waarbij spectroscopie wordt ingezet als een niet-destructieve meetmethode. Dit opent de weg naar nieuwe toepassingen in de kwaliteitscontrole.  Zo worden de mogelijkheden van spectroscopie voor het inschatten van textuureigenschappen, versheid, shelf life en sensorische kwaliteit onderzocht.  Verder vinden spectroscopische technieken ook meer en meer hun weg van het laboratorium naar at-line of zelfs continue on-line analyses in productieomgevingen.  Naast product kwaliteitscontrole komen daarmee toepassingen bij procescontrole, zoals bijvoorbeeld het opvolgen van invriezen, ontdooien en verhitten in het vizier.  In het verlengde van deze ontwikkelingen ligt ook het miniaturiseren van spectroscopsiche toestellen tot hand-modellen, wat nog meer flexibiliteit in de toepassingsmogelijkheden brengt.  

Nieuwe mogelijkheden

De mogelijkheden van spectroscopie worden verder verruimd door spectroscopie te koppelen met andere optische technieken zoals microscopen en camera’s.  Het gebruik van digitale camera’s in het VNIR (400-1000nm), het NIR (1000-2500 nm) en het MIR (> 2500 nm) voegt een extra dimensie toe en maakt het mogelijk om spectroscopie te combineren met de kracht van beeldverwerking.  Dit is het geval bij ‘hyperspectral imaging’-technologie waarbij men zowel op het niveau van pixel grootte als op het niveau van spectrale bandbreedte de resolutie zodanig kan opdrijven dat verborgen kwaliteitsdefecten kunnen worden gedetecteerd.  Men werkt volop aan toepassingen die doorgedreven kwaliteitscontroles simultaan met het visualiseren van de samenstelling van producten kunnen uitvoeren aan de lopende band.  

Nuttige links