Denne artikkelen er produsert og finansiert av Nofima - les mer.
Tiril Lintvedt undersøker hvordan ramanspektroskopi kan brukes i matindustrien for nøyaktige målinger av råvarer.
(Foto: Jon-Are Berg-Jacobsen / Nofima)
Kan vi bruke laser til å måle hva maten inneholder?
Spredning av lys fra molekyler kan fortelle mye om hva maten på produksjonslinjen i fabrikken inneholder. En studie viser at såkalt raman-spektroskopi gir mange muligheter.
Tiril Lintvedt ved Nofima har undersøkt om det er mulig å bruke såkalt raman-spektroskopi til å måle fettsyrer i
laksefileter.
Målemetoden kan kanskje også vise fett, protein, bein og kollagen i restråstoff, altså skrog og rester, fra kylling og
kalkun.
Teknologisk utvikling åpner nye
muligheter
Den teknologiske utviklingen gir
matprodusenter langt bedre muligheter for kontroll på prosesser som handler om kvalitet og sortering av råstoff og råvarer.
Optiske sensorer, som brukes i spektroskopiske målemetoder, blir stadig
raskere, rimeligere og mer presise.
Det finnes ulike hurtige
og ikke-destruktive spektroskopiske målemetoder som egner seg til å måle forskjellige
råvarer.
– Raman-teknologien, som jeg har studert, har blitt både rimeligere og bedre, forteller Tiril Lintvedt.
Raman-spektroskopi
- Raman-spektroskopi er en teknikk som brukes til å analysere
molekyler ved å undersøke spredning av lys. I Raman-spektroskopi brukes en
laser til å belyse prøvene.
- Raman-spektroskopi kan brukes til å bestemme
sammensetningen av matvarer, som for eksempel å skille mellom forskjellige
fettsyrer eller karbohydrater i et produkt.
- Fordi Raman-spektroskopi er en
ikke-destruktiv analysemetode, kan den brukes til å undersøke mat uten å
påvirke dens kvalitet eller smak. I dag er metoden lite brukt i matindustrien, men
potensialet for nyttige anvendelser er stort.
Detaljerte målinger direkte
på produksjonslinjen er utfordrende
Hun forklarer at det med raman-teknologi nå er mulig å gjøre eksakte målinger over
større områder enn tidligere.
Likevel er det utfordrende å måle ved eksponeringstider som er lave nok til å holde tritt med hastighet på
for eksempel transportbånd.
Lintvedt sier at målingene også blir påvirket av store
variasjoner i arbeidsavstand for måleinstrumentet, fordi råvarene varierer i tykkelse og mengde.
For å måle i laksefileter som beveger seg på produksjonslinjen, må måleinstrumentet, her en rørformet raman-probe, måle både svært detaljert, presist og raskt. Da oppstår en annen utfordring: Hvor lang
eksponeringstid trengs for å kunne fange opp nødvendige detaljer i
råvarene?
– Det finnes ingen raman-løsninger i produksjonslinjer i i
matindustrien i dag. Dagens løsninger for spektroskopi er ikke like sensitive for variasjoner i avstand eller tykkelse. De klarer heller ikke å måle med samme detaljrikdom som raman, sier hun.
Foreløpig er derfor raman-målingene bedre egnet
til hurtige målinger ved siden av produksjonslinjen, for enkeltprøver.
Ifølge Lintvedt kan slike
målinger også ha høy verdi for industrien. De gir muligheter for hyppige
tilbakemelding på kvalitet. Per i dag finnes det ingen slike løsninger.
Fra laboratorier til industriell produksjon
Det må svært detaljerte målinger til, helt
ned på molekylnivå, for å kunne kartlegge fettsyresammensetning i laksefileter eller
fett, protein, bein og kollagen i restråstoff fra kylling og kalkun.
Til slike
målinger egner raman-spektroskopi seg spesielt godt.
– Tidligere ble raman bruk i laboratorier,
innen utvikling av kostbare produkter som medisiner. Med bedre og rimeligere
løsninger åpner det seg nye muligheter for industriell bruk også innen
matproduksjon. Det er dette potensialet jeg har utforsket i min forskning, sier hun.
Lintvedt sier at resultatene viser stort potensial for utvikling av nye raman-applikasjoner
innen kvalitetsdokumentasjon, sortering, prosessanalyse og sanntids
prosesskontroll i matindustrien.
Hun fortsette nå denne forskningen i DigiFoods - Senter for Forskingsdrevet Innovasjon. Der vil hun fortsette
arbeidet med å utvikle raman-applikasjoner for matnæringene.
Referanser:
Tiril Aurora Lintvedt mfl.: Raman spectroscopy and NIR hyperspectral imaging for in-line estimation of fatty acid features in salmon fillets. Talanta: The International Journal of Pure and Applied Analytical Chemistry, 2022. Doi.org/10.1016/j.talanta.2022.124113
Tiril Aurora Lintvedt mfl.: Feasibility of In-Line Raman Spectroscopy for Quality Assessment in Food Industry: How Fast Can We Go? Applied Spectroscopy, 2022. Doi.org/10.1177/00037028211056931
Valeria Tafintseva, Tiril Aurora Lintvedt mfl.: Preprocessing Strategies for Sparse Infrared Spectroscopy: A Case Study on Cartilage Diagnostics. Molecules, 2022. Doi.org/10.3390/molecules27030873
Om doktorgraden
- Tiril Lintvedt tar doktorgraden med avhandlingen Raman
spektroskopi for målinger av matkvalitet i prosesslinjen.
- I forskningen undersøker hun muligheter for å bruke Raman spektroskopi til å måle matkvalitet i prosesslinjene i industrien eller å gjøre raske målinger ved siden av prosesslinjene.
- Doktorgraden
er finansiert av Norges forskningsråd og Fondet for forskningsavgift på
landbruksprodukter (FFL).
Fikk du med deg disse artiklene fra Nofima?
forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER