FLANDERS' FOOD RADAR

Driedimensioneel doorgelicht: microstructuur van voeding bekijken met X-stralen computer tomografie

Als kwaliteitsmeting (voor zuivel, bakkerijproducten, groenten en fruit) schuiven we hier de licht-, confocale of elektronenmicroscopie in twee dimensies opzij voor X-stralen computer tomografie (CT) in drie dimensies, om onder andere de ruimtelijke ordening van de microstructuur van het voedingsmiddel in kaart te brengen.

In de voedingsindustrie is er een steeds stijgende vraag naar veiligere en gezondere voeding. De consument houdt daarnaast ook nog eens rekening met de sensorische kwaliteit van dergelijke producten. Interne defecten of textuurafwijkingen worden niet meer aanvaard. De microstructuur van voeding, of de organisatie en interactie van de verschillende voedingsbestanddelen, heeft een sterke invloed op deze kwaliteitseigenschap, maar daarnaast ook op de stabiliteit en de houdbaarheid van het voedingsmiddel. De microstructuur zelf is tijdens het productieproces niet stabiel: bestaande poreuze structuren worden vernietigd en nieuwe worden gecreëerd. Een goede kennis van de microstructuur, hoe deze verandert tijdens de processing en het verband met een goede kwaliteit kan voor bedrijven een groot economisch voordeel bieden.

 

Figuur 1: Microstructuur van voeding (zuivel, groenten en fruit, bakkerijproducten)

In het ‘TomFood’ project wordt de microstructuur en de relatie met de kwaliteit nagegaan voor drie belangrijke voedingscategorieën: zuivel, groenten en fruit en bakkerijproducten. Tot voor kort kon dit enkel met licht-, confocale of elektronenmicroscopie, maar de nodige staalvoorbereiding hierbij is dikwijls langdurig, duur en ingewikkeld. Hierdoor worden deze technieken vaak enkel toegepast bij onderzoek en niet in de bedrijven in functie van kwaliteitscontrole. De bekomen resultaten geven ook enkel informatie in twee dimensies terwijl juist de ruimtelijke ordening van de microstructuur één van de belangrijkste kwaliteitsfactoren is. Daarom wordt in dit project gebruik gemaakt van X-stralen computer tomografie (CT). Deze methode, die al geruime tijd gebruikt wordt in de geneeskunde, biedt de mogelijkheid om interne structuren te visualiseren in drie dimensies en te kwantificeren zonder de destructie van het eigenlijke product. Dit laatste zorgt ervoor dat de verandering van de microstructuur doorheen het proces en bij bewaring in beeld kan worden gebracht.

Zo komen voor de zuivelproducten onder andere roomijs, mousses, opgeklopte room, toppings, UHT melk, boter, yoghurt en kaas aan bod. Bij de eerste vier is vooral de verdeling en grootte van de luchtbellen van belang aangezien ze een invloed hebben op de stabiliteit en opklopeigenschappen van het product. Door sedimentatie van de eiwitten in UHT melk wordt dan weer de houdbaarheid beïnvloed net als bij wei-afscheiding bij yoghurt. In boter speelt de verdeling van waterdruppels een rol bij de microbiologische stabiliteit. Een belangrijke kwaliteitsparameter bij de kaasproductie is de oogvorming (gaten in de kaas). Met behulp van CT kunnen deze op een niet-destructieve wijze in beeld worden gebracht en gemeten.

Door een beter inzicht te krijgen in de invloed van de verschillende processen op de microstructuur en hoe deze laatste gecorreleerd is aan de kwaliteit, kunnen op een efficiëntere manier nieuwe producten worden ontwikkeld of bestaande processen worden aangepast om een beter eindproduct te bekomen.

Project: TomFood: Novel techniques for inspection and engineering of food (micro)structure based on X-ray computed tomography
Financiering: IWT-SBO
Looptijd: november 2013 - november 2016
Samenwerking: ILVO-T&V370, Katholieke Universiteit Leuven (MeBioS), Universiteit Antwerpen (Vision Lab), Universiteit Gent (UGCT), Thomas More (Lab4Food)

Meer info

Nuttige links