Optiske sensorer kan måle innholdsstoffer i mat

Mer spesifikt har Tiril undersøkt hvorvidt det er mulig å bruke Raman-spektroskopi til å måle fettsyresammensetning i laksefileter eller fett, protein, bein og kollagen i restråstoff fra kylling og kalkun.

Teknologisk utvikling åpner nye muligheter

Den teknologiske utvikling gir matprodusenter langt bedre muligheter for prosesstyring og produktdifferensiering, kvalitetskontroll og sortering av råstoff og råvarer. Optiske sensorer, som brukes i spektroskopiske målemetoder, blir stadig raskere, rimeligere og mer presise.

Det finnes flere ulike hurtige og ikke-destruktive spektroskopiske målemetoder. De egner seg til forskjellige råvarer og målebehov.

Detaljerte målinger direkte på produksjonslinjen er utfordrende

– Raman-teknologien, som jeg har studert, har blitt både rimeligere og bedre. Nå er det mulig å gjøre eksakte målinger over større områder enn tidligere, men det er fortsatt utfordringer knyttet til å måle ved eksponeringstider som er lave nok til å holde tritt med hastighet på for eksempel transportbånd. I tillegg blir målingene påvirket av store variasjonene i arbeidsavstand som følge av varierende tykkelse og mengde på råvarene, forteller Tiril Lintvedt.

Utfordringene hun nevner knytter seg til hvor lang eksponeringstid som trengs for å kunne fange opp nødvendige detaljer i råvarene. Hvis man skal måle for eksempel i laksefileter mens de beveger seg på produksjonslinjen i normal produksjon, må måleinstrumentet som i Tirils forsøk er en Raman-probe, måle både svært detaljert og presist – og raskt.

– Det finnes ingen Raman-løsninger inline i matindustrien i dag. Dagens spektroskopiløsninger i bruk, som for eksempel NIR, er ikke like sensitive for variasjoner i avstand eller tykkelse, med dagens løsninger klarer ikke å måle med samme detaljrikdom som Raman.  Foreløpig er derfor Raman-målingene bedre egnet til hurtige målinger ved siden av produksjonslinjen, for enkeltprøver. Slike målinger kan også ha høy verdi for industrien. De gir muligheter for hyppige tilbakemelding på kvalitet, og per i dag finnes det ingen slike løsninger, påpeker Tiril.

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 doktorgrad, og resultatene viser stort potensial for utvikling av nye Raman-applikasjoner innen kvalitetsdokumentasjon, sortering, prosessanalyse og sanntids prosesskontroll i matindustrien, sier Tiril.

Etter endt disputas fortsetter hun som post doc i DigiFoods - Senter for Forskingsdrevet Innovasjon, og vil fortsette arbeidet med å utvikle Raman-applikasjoner for matnæringene.

Fakta om doktorgraden

Tiril Lintvedt disputerer 11. mai. Tittelen på avhandlingen er Raman spektroskopi for målinger av matkvalitet i prosesslinjen.

Disputasen finner sted hos Nofima i Anton Skulbergs Auditorium. Prøveforelesningen starter kl.10.15. Veiledere er Professor Achim Kohler (NMBU), seniorforskerne Jens Petter Wold) og seniorforsker Nils Kristian Afseth (begge i Nofima).

Doktorgraden er finansiert av Norges forskningsråd og Fondet for forskningsavgift på landbruksprodukter (FFL). Aktuelle prosjekt er, henholdvis SFI DigiFoods og Matpiloten (grant numbers 309259, 296083) og Precision (grant number 314111)