24/06/2013 - 3D-Reise ins Innere der Lebensmittel, um ihre Qualität zu überprüfen

Menéame

Forscher der Schule der Agronomen der UPM sie entwickeln ein System, das es ermöglicht, den Zustand und die Eigenschaften von frischen Früchten und Pflanzen vor dem Verkauf zu kennen.

Die physikalisch-chemischen und organoleptischen Eigenschaften von Lebensmitteln wie Aussehen und Geschmack hängen weitgehend von der internen Verteilung von Gasen, Wasser und der Konnektivität und Mobilität der Partikel durch ihre Poren ab. Für den Zugang zu den mikrostrukturellen Eigenschaften der Nahrung und kennen ihren Zustand und Qualität vor dem Verkauf, Forscher der Gruppe LPF-Tagralia der Technische Hochschule für Agronomische Ingenieure der Polytechnische Universität Madrid (UPM) haben das Innere der Lebensmittel durch Magnetresonanzresonanz- und Kernresonanztomographien untersucht. Ihre Arbeit ist Teil des europäischen Inside Food Projekts, an dem Experten aus 11 anderen Universitäten, Forschungszentren und großen Lebensmittelunternehmen sowie Informations- und Kommunikationstechnologien beteiligt sind, die von der Katholischen Universität Leuven (Belgien) koordiniert werden.

Das Ziel besteht darin, "einen Prototyp zu entwickeln, der in der Lage ist, ein dreidimensionales Bild von Lebensmitteln zu erzeugen, insbesondere von frischen Früchten und Pflanzen, um ihren Zustand und ihre Eigenschaften kennenzulernen, bevor sie zum Verkauf angeboten werden," erklärt die Forscherin Margarita Ruiz Altisent. "Bislang gab es keine Möglichkeit, das Innere der Lebensmittel zu visualisieren. Wir konnten ihr Äußeres nur mit Bildtechniken untersuchen und untersuchen, ob es Rückstände wie Metalle oder Glas auf ihrer Oberfläche oder im Inneren gab, aber ohne ihre Struktur zu vertiefen, was wir jetzt tun können," erklärt sie.

Die Kern-Magnetresonanz (RMN) untersucht die Materie durch ihre Magnetkerne. Zu diesem Zweck richtet er sie an, indem er sie einem starken Magnetfeld unterwirft und danach Störungen in Form von spezifischen Pulssequenzen für jede Anwendung anwendet. Die NVR misst und ortt die Zeit, die die Kerne benötigen, um wieder in ihre Ausgangsposition zurückzukehren, die mit der Konzentration und Mobilität der Kerne in ihrer Matrix verbunden sind. Auf der Grundlage dieser Daten kann ein dreidimensionales Schema erstellt werden, mit dem ein 3D-Modell der Materie neu erstellt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, spezifische Bildsequenzen für die Verwendung in Klassifizierungslinien zu implementieren, um verschiedene Qualitätsparameter zu ermitteln.

Diese Eigenschaften machen die NMR zu einer sehr originellen Technik, um Unterschiede in komplexen Strukturen zu entdecken und die innere Struktur der Lebensmittel zu bestimmen. Die hohen Kosten und die für den Einsatz dieser Geräte erforderlichen Schulungen haben jedoch dazu geführt, dass die Arbeiten in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Unterstützung bei der Erforschung der nuklearen Magnetresonanzresonanz und von Spin Electronics an der Complutense University in Madrid, das dem Campus für internationale Exzellenz Moncloa angehört, durchgeführt wurden.

Ein offenes Thema

"Die Erkennung der internen Qualität frischer Produkte und aller Arten von verarbeiteten Lebensmitteln bei den erforderlichen Geschwindigkeiten in den Kalibrierungs- und Verpackungsgeräten ist ein offenes Thema und von großem wirtschaftlichem Interesse," erklärt Ruiz. "Die Resonanztechnik hat eine enorme Anwendungsfähigkeit in der Ernährung, denn sie ist die einzige, die in der Lage ist, das Innere dieser Materialien zu überprüfen, die alle sehr homogen für andere Techniken wie Röntgenstrahlen sind."

Rund 11 Mio. Tonnen Obst und Gemüse werden jährlich in Spanien exportiert, einem der weltweit größten Erzeuger und einem der ersten in verschiedenen Obst- und Gemüsearten mit einem Wert von rund 10 Mio. EUR. Nach Abschluss des InsideFood-Projekts soll daher die LPF-Tagralia-Gruppe einen Kernresonanztomographie-Prototyp erstellen, der eine Größe und einen Preis aufweist, die mit der Entwicklung einer Online-Prüf- und Probenahmeeinrichtung für Lebensmittel in der Produktionsanlage vereinbar ist. Für dieses Projekt verfügen die Forscher über ein etabliertes Konsortium mit Unternehmen und planen, mit Spezialisten für Mikrostrukturen der UPM zusammenzuarbeiten.

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Polytechnische Universität Madrid

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