Skip to main content

Portable photonic miniaturised smart system for on-the-spot food quality sensing

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nadchodzą innowacyjne inteligentne czujniki do wykrywania toksyn i walki z fałszowaniem żywności

Badania prowadzone w Unii Europejskiej pokazują, że każdego roku w krajach Wspólnoty marnuje się 88 milionów ton żywności, a szacowany koszt tego marnotrawstwa wynosi 143 miliardy euro. Około 1/5 żywności wytwarzanej w UE marnuje się lub trafia do kosza, a istotny w tym udział, bo wynoszący 53 %, mają gospodarstwa domowe.

Żywność i zasoby naturalne

Tymczasem niemal każdego dnia 36 milionów ludzi nie może pozwolić sobie na pełnowartościowy posiłek, w skład którego wchodziłoby mięso, ryba czy odżywcze produkty roślinne. Biorąc pod uwagę konieczność pokonania w transporcie powietrznym tysięcy kilometrów, a także stopień zużycia zasobów wodnych i inne czynniki środowiskowe, staje się jasne, że każde rozwiązanie pozwalające rozwiązać problem marnotrawstwa żywności jest na wagę złota. Taki cel obrali twórcy wspieranego przez UE projektu PhasmaFOOD, których rozwiązania mogą okazać się kluczowe. „Na rynku dostępnych jest wiele nieinwazyjnych technik detekcji ukierunkowanych na zapewnienie bezpieczeństwa, weryfikację autentyczności i jakości towarów spożywczych” wyjaśnia Konstantinos Thiveos, dyrektor ds. badań i innowacji w belgijskiej firmie INTRASOFT International oraz koordynator projektu PhasmaFOOD. „Niektóre z tych technik znajdują się w fazie doświadczalnej, lecz większość posiada dość istotne wady. Dla przykładu, ich twórcy wykorzystują technologię promieniowania rentgenowskiego, która jest czuła na różne stopnie gęstości danego produktu, np. mięsa”. Ponadto techniki stosowane komercyjnie są w większości przypadków kosztowne, niszczące i czasochłonne, a nierzadko również nieprecyzyjne i wymagające dużych nakładów pracy. Dlatego twórcy projektu PhasmaFOOD opracowali bardziej innowacyjne podejście do badania żywności.

Wszechstronna platforma zapewniająca elastyczność i wygodę

Technologia PhasmaFOOD potrafi wykryć: mykotoksyny wytwarzane przez drobnoustroje obecne w żywności, wczesne oznaki zepsucia, zafałszowanie żywności, a także szacowany okres przydatności do spożycia. Urządzenie składa się z wbudowanego zestawu czujników, który wykorzystuje szereg spektrometrów i źródeł oświetlenia, a także kamerę. „Podsystem elektroniczny interpretuje dane z czujników, częściowo przetwarza je, a następnie przesyła informacje do urządzenia mobilnego użytkownika końcowego”, wyjaśnia Spyros Evangelatos, członek zespołu koordynującego oraz starszy specjalista ds. badań i innowacji w firmie INTRASOFT International. Użytkownik może załadować informacje na platformę znajdującą się w chmurze w celu przeprowadzenia dokładniejszej analizy. „Ostateczna decyzja na temat zeskanowanej próbki żywności, rozstrzygająca o tym, czy próbka jest zanieczyszczona czy nie, zostaje wysłana z powrotem do telefonu użytkownika”. W trakcie trwania projektu zespół przetestował następujące próbki żywności: mięso (mielone mięso wieprzowe, kurczak, wołowina); odtłuszczone mleko w proszku, oliwa z oliwek, alkohole, ziarna zbóż, orzechy, kukurydza, ananasy, rukola oraz morlesz. Obecność mykotoksyn wytwarzanych przez grzyby w paszy dla zwierząt oraz w łańcuchu dostaw żywności stanowi poważny problem dla ogólnoświatowego bezpieczeństwa żywności. Czujnik PhasmaFOOD wykazał się dokładnością na poziomie 80 % w odróżnianiu próbek niezanieczyszczonych od umiarkowanie zanieczyszczonych oraz dokładnością na poziomie 90 % w odróżnianiu próbek niezanieczyszczonych od silnie zanieczyszczonych.

Inteligentne narzędzie

„Mózgiem” tego innowacyjnego narzędzia jest architektura oprogramowania systemu PhasmaFOOD, które pozwala na bardzo szybką analizę próbek żywności. Obejmuje ono rozszerzalny model wdrażania inteligentnych algorytmów chemometrycznych, strategie łączenia danych oraz referencyjne pomiary laboratoryjne. „W skład naszego zespołu weszli specjaliści z wielu różnych dziedzin, których współpraca doprowadziła do opracowania przenośnego i wydajnego systemu, który ma szansę zwiększyć bezpieczeństwo żywnościowe i ograniczyć marnotrawstwo”, podkreśla Evangelatos. „Jestem niezmiernie dumny z naszych osiągnięć”. Twórcy projektu PhasmaFOOD zademonstrowali swój system i poddali go weryfikacji podczas IX Międzynarodowego sympozjum nt. najnowszych postępów w analizie żywności, które odbyło się w Pradze w 2019 roku. Chociaż urządzenie osiągnęło poziom dojrzałości wciąż nie jest dostępne na rynku komercyjnym. Konsorcjum PhasmaFOOD rozszerza zakres testów urządzenia, uwzględniając perspektywę „z pola na talerz” i zachęca wszystkich interesariuszy chętnych do wzięcia udziału w tym procesie do zapisania się do newslettera oraz do kontaktu za pośrednictwem strony internetowej projektu.

Słowa kluczowe

PhasmaFOOD, bezpieczeństwo żywności, bezpieczeństwo żywnościowe, INTRASOFT International, mykotoksyny, marnotrawstwo żywności, czujniki, algorytmy

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania