FLANDERS' FOOD RADAR

Voedselscanner doorgelicht

In december 2015 kwam de eerste betaalbare voedselscanner, de SCiO, op de markt. Speculatie en discussie was er al, maar nu kon het toestel ook effectief getest worden. De concurrent Tellspec won recent de WAF-award voor zijn scanner. En er zijn nog varianten op komst. Maar hoe werkt dit nu? Wat is er nu en in de toekomst mee mogelijk? Hoe betrouwbaar is deze technologie?

Scanner in je broekzak - meer dan een plastic gadget

Bij een NIR-scanner denk je al gauw aan een log toestel dat in een laboratorium staat en vasthangt aan een desktop pc. De SCiO 1.1 lijkt in vergelijking eerder een plastic speeltje. De scanner is klein en compact en je kan hem via bluetooth aansturen met je smartphone. De scanner heeft een zeer eenvoudig ontwerp: er zit slecht één knop om waarmee je kan kaliberen en meten. De hardwareontwikkelaars zijn erin geslaagd als eerste een werkend, goedkoop en volledig draadloos infraroodconcept te realiseren dat de macrosamenstelling van o.a. voedingsproducten kan meten. De SciO is commercieel beschikbaar via de webshop van ConsumerPhysics en kost daar € 220. De concurrent Tellspec heeft een instapmodel voor € 440.

Voor wie denkt “leuk kerstkado” en de kostprijs geen probleem vindt: beide modellen beschikken over beperkte applicaties en in combinatie met de kostprijs maakt dit dat het nog een brug te ver voor de gemiddelde consument. Voor bedrijven is het aan ander verhaal: de prijs en de mogelijkheden de beperkte applicaties uit te breiden maken het des te interessanter om hier nu mee aan de slag te gaan.

Miniaturisatie kan echter niet zonder toegevingen op bepaalde vlakken. Zo is bijvoorbeeld het meetbereik beperkt tot 740 – 1070nm. Maar de vraag is: hoe nauwkeuring en betrouwbaar werkt de SCiO nu in praktijk?

De SCiO-sensor (Bron: https://www.consumerphysics.com/business/technology/)

Meten is weten

Het werkingspricinpe van de SCiO is gebaseerd op twee technologische innovaties: enerzijds de geminiaturiseerde sensor en anderzijds de SCiO cloud. Deze cloud staat in voor een aantal cruciale functies van het SCiO-systeem. Zo stockeert de SCiO cloud de materialen database. Hierin zitten data afkomstig van zowel Consumer Physics als van de gebruikers van het SCiO-systeem Niet alle databases zijn publiek beschikbaar, sommige zijn eigendom van professionele gebruikers. Daarnaast bevat de cloud ook de chemometrische modellen en algorithmen om de spectra die opgenomen worden met de SCiO-scanner te kunnen analyseren. Doordat deze in de cloud gestockeerd zijn, heeft elke scanner steeds toegang tot de nieuwste modellen en updates van bestaande modellen. 

Werkingsprincipe SCiO-scanner (Bron: https://www.consumerphysics.com/business/technology/)

De eerste applicaties (applets) in de SCIO app zijn gericht op consumenten. Denk dan aan het meten van vocht-, eiwit- en vetgehalte in zuivelproducten en verschillende vleessoorten, suikergehalte in groenten en fruit, maar ook het percentage lichaamsvet. De SCiO app geeft aan welke producten al dan niet ondersteun worden, hoe je moet meten en binnen welke limieten gemeten kan worden. Als kleine test werd de kwaliteit van tomaten geëvalueerd via twee applets: de Tomato selector meet kwaliteit aan de hand van Brix-waarden en de groenten- en fruit applet meet carbs. Beide waarden zijn een maat voor het suikergehalte. Bij het meten op een aantal kerstomaten werd met de beide applets een vergelijkbaar suikergehalte bekomen (gemiddeld 7,5 g en 5-9 g/ 100g product). De variatie die hierop zit kan teruggebracht worden tot de natuurlijke variatie tussen de verschillende tomaten. Er wordt immers niet destructief gemeten. De verpakking gaf aan dat er gemiddeld 4 g/ 100g suikers aanwezig zou zijn, wat iets lager is dan de gemeten waarden.

Wat de SCiO nu heel interessant maakt voor bedrijven is de mogelijkheid om zelf applicaties te bouwen. Hiervoor moet je wel extra licentie aankopen (€ 200). SCiO maakt het de potentiële app-ontwikkelaars heel makkelijk. Via een speciale ontwikkel app van SCiO en met behulp van een cloud interface kan op een eenvoudige manier een infrarooddatabase voor de scanner bekomen worden en ook de multivariate statistiek, nodig voor het doorreken van de dataset, is erg vereenvoudigd. De mogelijkheden van de scanner kunnen dus met relatief weinig moeite getest worden. Het is natuurlijk wel belangrijk een goede trainingsset samen te stellen van authentieke referentiestalen die dan ook met de referentiemethode geanalyseerd worden. Deze data kunnen dan vergeleken worden met de resultaten die met de SCiO-scanner worden verkregen. Zo zijn er bij Rikilt Wageningen University & Research al een aantal experimenten uitgevoerd met de SciO en andere draagbare analyseapparatuur. Vragen die zij zich stelden waren ondermeer:

  • Kan de vriesgeschiedenis van verschillende soorten vers vlees gecontroleerd worden zonder daarbij de verpakking te openen?
  • Kan de houdbaarheidsdatum van kipfilets ingeschat worden door de verpakking heen?
  • Kan een onderscheid gemaakt worden tussen melk van koeien die de wei op gaan en koeien die in de stal blijven?
  • Kan extra vierge olijfolie onderscheiden worden van olijfolie van lagere kwaliteit?

Ontwikkelingen in rekenmethoden en de huidige precisie van de draagbare infraroodscanners maken dat deze toepassing wel degelijk potentieel hebben, rekening houdend met de detectielimieten. Zo is het vooralsnog niet mogelijk allergenen of residuen van bijvoorbeeld pesticiden op te sporen. In het EU-FP7 project FOODSNIFFER werd onderzoek gedaan naar een scanner voor het meten van allergenen. Dit project is intussen afgelopen en de ontwikkelde scanner wordt getest in Wageningen.

Voedselfraude detecteren?

De ontwikkeling en toepassing van draagbare scanners voor het detecteren van voedselfraude staat nog in zijn kinderschoenen. Cruciale vragen die hier nog beantwoord moeten worden hebben betrekking op de betrouwbaarheid en dus de betrouwbaarheid van de verkregen resultaten. Dit type onderzoek vraagt dan ook een sterke samenwerking tussen ontwikkelaars, voedingsproducten en kennisinstellingen.

What’s next?

De technologie staat niet stil. In mei werd de verbeterde SCiO, de SCiO 1.1, gereleased en intussen zijn ook daarop al aanpassingen uitgevoerd en maandelijks komen er nieuwe applets beschikbaar. Is dit nu de eerste geminiaturiseerde infraroodspectrofotometer? Nee, professionele draagbare spectrofotometers zijn al langer op de markt, de ene al wat groter dan de andere. Waar SCiO dan wel baanbrekend is, is in de sterke reductie van de productiekosten en het vereenvoudigen zodat het voor een leek te begrijpen valt. Een volgende stap wordt waarschijnlijk het inbouwen van een scanner in de smartphone. Hiervoor moet de scanner echter nog kleiner en nog goedkoper worden.

i-FAST validatietraject Mobispec

Wil u zelf ontdekken wat de mogelijkheden zijn van draagbare spectroscopie voor uw bedrijf? Wil u te weten komen of u uw kwaliteitscontrole op de werkvloer kan optimaliseren via deze technologie? Binnen het i-FAST validatietraject onderzoeken we de mogelijkheden van draagbare (hyper) spectrale technologie voor concrete uitdagingen op de werkvloer. Van screening van inkomende grondstoffen tot kwaliteitcontrole op eindproducten. Wil je meer weten? Kijk dan hier of neem contact op met veerle.degraef@flandersfood.com 

Bronnen

Nuttige links