Las pruebas de calidad de los alimentos que tradicionalmente tardaban horas (o días) en realizarse en el laboratorio ahora se pueden completar en solo minutos, sin la necesidad de alejarse de la línea de producción.
“Este es un cambio de juego para la industria. Te permite salir del laboratorio y probar en la línea de producción o incluso en el campo”, dijo Luis Rodríguez-Saona, profesor de ciencia y tecnología de alimentos en la Universidad Estatal de Ohio.
Durante los últimos 16 años, el científico alimentario de Ohio State's Facultad de Ciencias Alimentarias, Agrícolas y Ambientales ha estado examinando el uso de la tecnología infrarroja para determinar la calidad de los productos alimenticios. Rodríguez-Saona también es científica en el Centro de Investigación y Desarrollo Agrícola de Ohio, el brazo de investigación de la universidad.
En los últimos cuatro años, los escáneres portátiles han aparecido en el mercado y su trabajo preliminar ha resultado invaluable para adaptarlos a las necesidades de la industria alimentaria.
“Con el jugo de tomate, podemos ver 12 atributos diferentes en menos de un minuto”, dijo Rodríguez-Saona. "Todo esto llevaría varias horas, si no días, para recolectar y analizar una muestra de la manera tradicional".
Entre otras colaboraciones, durante los últimos cinco años Rodríguez-Saona ha contratado a la Liga de California de Procesadores de Alimentos para probar el jugo de tomate y la pasta de tomate. California. produce más del 90 por ciento de los tomates procesados del país y casi la mitad de los tomates procesados que se cultivan en todo el mundo.
“La operación es increíble”, dijo Rodríguez-Saona. “Tienen tantas líneas de producción y cada hora envían muestras al laboratorio para monitorear la calidad de diferentes lotes”.
Dichas pruebas son necesarias para garantizar la seguridad y la calidad del jugo de tomate, gran parte del cual se procesa posteriormente en pasta de tomate y otros productos.
Actualmente, la industria está utilizando la tecnología para complementar el monitoreo tradicional, pero el trabajo de Rodríguez-Saona podría ser fundamental para obtener la aprobación para usarla como método de prueba principal. Hasta el momento, Rodríguez-Saona ha publicado cinco artículos científicos sobre el uso de tecnología infrarroja para el procesamiento de tomates.
“Ahora, toman muestras, las llevan al laboratorio de control de calidad y lleva varias horas completar algunas de las pruebas. También necesitan personal calificado para hacer este trabajo. Consume mucho tiempo y es costoso”.
Si la prueba identifica algún problema con el producto, el procesador deberá venderlo con descuento o reprocesarlo.
“Pero con esta unidad, es tan pequeña, como una lonchera, puede llevarla a la planta para realizar evaluaciones en tiempo real de la calidad del producto y realizar ajustes en el procesamiento de inmediato en lugar de esperar a que regresen los resultados del laboratorio. .”
En sus estudios, Rodríguez-Saona utiliza sensores infrarrojos fabricados por desarrolladores líderes, incluidos Agilent Technologies y Thermo Fisher Scientific. Los instrumentos portátiles de luz infrarroja se diseñaron inicialmente para el Departamento de Defensa, la Agencia de Control de Drogas y la industria farmacéutica para identificar la presencia de explosivos y drogas ilícitas y para probar productos farmacéuticos en busca de falsificaciones. Algunos de los escáneres portátiles son tan grandes como cajas de herramientas y otros son portátiles.
“Somos los primeros en obtener estos instrumentos para buscar aplicaciones en la industria alimentaria”, dijo.
El proceso de prueba es engañosamente simple: una muestra del producto, más pequeña que un guisante, se coloca en el escáner o se escanea con el espectrómetro de mano. Una luz infrarroja apunta a grupos funcionales específicos en las moléculas que componen el alimento; diferentes moléculas absorben la luz a diferentes frecuencias.
“Esto produce un espectro, que se basa en esa absorción de luz”, dijo Rodríguez-Saona. “Sujetamos ese espectro a un análisis multivariante para identificar la información que estamos buscando.
“Comparo el espectro con una foto panorámica. Contiene mucha información, pero para encontrar la información que está buscando, debe estudiarla detenidamente. El análisis multivariado es como una lupa que le permite hacer eso, usando la quimiometría para identificar una señal específica que está asociada con una molécula específica.
“Básicamente, es como encontrar a Waldo”.
Rodríguez-Saona ha desarrollado los algoritmos para que los escáneres los utilicen en la detección de diferentes aspectos de los alimentos, y su estudios verifique que los resultados estén a la par con los de las pruebas de laboratorio tradicionales. Los atributos de los alimentos evaluados en los tomates procesados se centran en la consistencia, la textura y el sabor, incluidos los sólidos solubles, el pH, la acidez, la viscosidad, los azúcares y los ácidos orgánicos.
Además del trabajo con tomates procesados, Rodríguez-Saona y su equipo de estudiantes graduados han estudiado diferentes atributos de las papas fritas, incluido un evaluación de la calidad del aceite y del presencia de acrilamida.
La calidad del aceite es un problema, ya que los aceites y grasas comestibles son uno de los la mayoría de los alimentos falsificados en la industria, y los métodos tradicionales para probarlos consumen mucho tiempo, son complicados y costosos y generan grandes cantidades de desechos, dijo Rodríguez-Saona. En julio, está moderando una sesión, Adulteración por motivos económicos: desafíos e innovaciones en la detección del fraude alimentario, en la reunión anual del Instituto de Tecnólogos de Alimentos en Chicago, y presentará tecnologías portátiles para detectar adulterantes de alimentos.
La presencia de acrilamida en patatas chips y otros tipos de patatas fritas a altas temperaturas ha sido durante mucho tiempo un problema en la industria, y en 2010, la Organización Conjunta para la Agricultura y la Alimentación y un comité de la Organización Mundial de la Salud lo nombraron un problema de salud humana. Pero el equipo necesario para analizar la acrilamida tiene un costo prohibitivo para que la mayoría de las empresas realicen las pruebas por su cuenta, y el envío de muestras a un laboratorio externo puede demorar semanas en obtener resultados, dijo.
“Los niveles de acrilamida actualmente están regulados solo en California como parte de la Proposición 65, oficialmente conocida como la Ley de cumplimiento de sustancias tóxicas y agua potable segura de 1986, pero he estado hablando mucho con las empresas y quieren encontrar una forma rentable de medirlo. Entonces, estamos trabajando para desarrollar eso”.
Rodríguez-Saona también está solicitando fondos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.
“En este momento, trabajamos con empresas y desarrollamos algoritmos que se adaptan a sus aplicaciones únicas. Pero con la financiación del USDA, podríamos trabajar en algunos de estos problemas importantes, como la acrilamida o la adulteración, y desarrollar algoritmos para realizar pruebas de infrarrojos en alimentos que estarían disponibles para cualquier persona”.
Los fabricantes de alimentos en Ohio y en otros lugares interesados en obtener más información sobre la tecnología pueden comunicarse con Rodríguez-Saona por correo electrónico a rodriguez-saona.1@osu.edu o llame al 614-292-3339.