Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Spektroskopi i næringsmiddelindustrien Effektiv prosesskontroll og bedre forståelse Praktiske eksempler fra Norge Jens Petter Wold.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Spektroskopi i næringsmiddelindustrien Effektiv prosesskontroll og bedre forståelse Praktiske eksempler fra Norge Jens Petter Wold."— Utskrift av presentasjonen:

1 Spektroskopi i næringsmiddelindustrien Effektiv prosesskontroll og bedre forståelse Praktiske eksempler fra Norge Jens Petter Wold

2 Ark nr.: 2 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Næringsmiddelindustrien i dag: Under press!  Konsumentene krever lavere priser og høy kvalitet  Økende vektlegging på næringsinnhold og helse  Økende krav til dokumentasjon og sporbarhet  Matproduksjonen blir mer og mer industrialisert  Sterkt behov for avanserte kvalitetsmålinger for prosess og produktkontroll  Den ideelle målemetoden er  rask og fortrinnsvis on-line  ikke-destruktiv  nøyaktig  robust  etc.

3 Ark nr.: 3 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Utfordringer ved målinger på mat  Matvarer er komplekse!  Mange typer matvarer: kjøtt, fisk, frukt, pulvere, væsker, cerealer, meieriprodukter etc…….  Stort sett heterogene produkter  Ikke alltid lett å måle:  Hilke egenskaper ønsker vi å måle? Kemiske, fysikalske, sensoriske  Hvordan kan vi måle det? Spektroskopiske metoder, optikk  Hvor på prøven kan det måles? Fysiologi, produksjonsprosess, optikk  Når kan/må det måles? Interne bio-prosesser (enzymatiske, modning, harskning)  Referansemetodene er ofte upresise Må ta hensyn til

4 Ark nr.: 4 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Raske spektroskopiske teknikker brukes mer og mer som effektivt verktøy innen næringsmiddelforskning  Muliggjør svært effektive og informative tilnærminger til komplekse problemstillinger  Visualisering ved bruk av spektrale bilder gir bedre forståelse  Muliggjør bredspektret og effektiv screening  Genotype Fenotype beskrives med Raman, NIR, FT-IR

5 Ark nr.: 5 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Myk og eksplorativ tilnærming Klassisk tilnærming Spektroskopi og kjemometri

6 Ark nr.: 6 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Nærinfrarød spektroskopi - NIR  Måler typiske hovedkomponenter i næringsmidler:  fett, vann, protein, sukker…..  En rekke ulike on-line systemer for næringsmidler eksisterer  Protein i korn  Sukker i frukt (epler, appelsiner, mandariner, meloner)  I Norge brukes bl.a  On-line måling av fett, vann, protein i kvernet kjøtt  On-line måling av vann i potetgull

7 Ark nr.: 7 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling On-line NIR måler fett i batcher av oppmalt kjøtt Fatland Jæren AS: ”En pengemaskin!” ”viktig konkurranse- fortrinn”

8 Ark nr.: 8 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Hva når produktene er heterogene og av begrenset størrelse?  Eksempel: Vannmåling i klippfisk  Vannet er ujevnt fordelt  Tørr på utsiden fuktig inni  Dekket av salt  Varierende størrelse  Manuell vraking er ressurskrevende og usikker

9 Ark nr.: 9 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Refleksojnsmålinger - måler overflaten Detektor

10 Ark nr.: 10 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Lyset tvinges inn i prøven Spek.

11 Ark nr.: 11 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling NIR skanner for klippfisk

12 Ark nr.: 12 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Transfleksjonsbilde - et spekter i hvert bildepunkt

13 Ark nr.: 13 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling NIR spektra fra klippfisk Abs.

14 Ark nr.: 14 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling On-line prediktert vanninnhold i hel klippfisk R=0.97 Prediksjonsfeil=±0.65 % Målt Prediktert vanninnhold [%] % vann

15 Ark nr.: 15 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Demo hos WestFish i Ålesund

16 Ark nr.: 16 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Scanning av laksefileter

17 Ark nr.: 17 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Bilde av fettfordeling i laks - dannes on-line Fettinnhold [%]

18 Ark nr.: 18 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Modell for prediksjon av fettinnhold i laksefilet Målt fett [%] NIR prediktert fett

19 Ark nr.: 19 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling On-line måling av hele entrecoter Scanning av kjøtt

20 Ark nr.: 20 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling On-line prediktert fettinnhold i hele entrecoter R=0.91 RMSEP=2.6 % % fett Målt Prediktert fettinnhold [%] magre medium fete

21 Vanninnhold i French fries Feasibility studie Matforsk/Sintef IKT:  Vann og fettinnhold ~±0,7-1,5%  Transfleksjon virker bedre enn refleksjon  Skanner virker bedre enn lab- instrument  Pilotprosjekt planlegges

22 Ark nr.: 22 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Oppsummering NIR  System for heterogene enkeltprodukter er utviklet  Vi har miljøer i Norge som sammen kan skreddersy on-line NIR løsninger for mat  spektroskopi/biomaterialer  spektroskopi/instrumentering  leverandører  Industrialisering er på gang

23 Ark nr.: 23 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Avbildende spektroskopi  Spektral informasjon i hvert pixel (bildepunkt)  Gir mulighet for kjemisk avbildning  Godt egnet for deteksjon av objekter / områder med ulike spektrale egenskaper  Eksempel: Automatisk påvisning av fecal kontaminering av kyllingslakt  Finnes lett tilgjengelig og rimelig utstyr for on-line bruk

24 Ark nr.: 24 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Visuell klassifisering av klippfisk SuperiorUniversal Blod gulning leverflekker skinnrester

25 Ark nr.: 25 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Spektrale egenskaper Hvit fisk gulning lever blod

26 Ark nr.: 26 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling S S

27 Ark nr.: 27 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling U/P U

28 Ark nr.: 28 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling PP

29 Ark nr.: 29 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Fluorescensspektroskopi  Meget følsom metode, måler lave konsentrasjoner  Kvantifisering av bindevev i kjøtt  Effektiv ikke-destruktiv måling av harskning i ulike næringsmidler (kjøtt, fisk, meieriprodukter)

30 Ark nr.: 30 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling  Harskning, kan det måles ?  Kan det måles raskt og ikke-destruktivt ??  Kan det måles med relevant sensitivitet ???

31 Ark nr.: 31 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Standard harskningsforløp tid Frie Peroksider Sekundære Tærtiære komponenter radikaler PV TBARS Stabile fluorescerende komponenter

32 Ark nr.: 32 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Aldehydindusert fluorescens KalkunTorsk

33 Ark nr.: 33 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Fryselagret oppmalt kalkun ( uker) Forsøk: To temp: -10°C -20°C To pakk: vakuum oksygentilgang

34 Ark nr.: 34 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling -20°C vakuum -20°C luft -10°C luft -10°C vakuum TBARS

35 Ark nr.: 35 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Sammenheng: fluorescens og referansemålinger

36 Ark nr.: 36 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Følsomhet? Antall uker før signifikant forskjell fra startverdi inntrer

37 Ark nr.: 37 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Effekt av høy-oksygen pakking Tverrsnitt av kvernet kalkunlår Fluorescensbilde : I de lyse områdene er kjøttet harskt Utside av kjøttet Midt i kjøttet Lagret i vakuum Fluorescens etter 12 dager 2.5 cm

38 Ark nr.: 38 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Oppsummering fluorescens og autooksidasjon  Fluorescens kan brukes til å måle harskning direkte på komplekse matprodukter  Metoden er følsom, men uspesifikk i forhold til ulike oksidasjonsprodukter  Metoden er produktavhengig  Virker bra på kjøtt- og fiskeprodukter, oljer  Ikke på for eksempel cerealer  Må kalibreres mot standard referansemetoder (sensorikk, GC-MS etc.)  Kan brukes on-line/at-line

39 Ark nr.: 39 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Mat belyses time etter time: fotooksidasjon

40 Ark nr.: 40 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Utvikling av sensoriske egenskaper i ost ved belysning Eksponeringstid [timer] 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7, Sensorisk respons Syrlig smak Solsmak Oksidert smak

41 Ark nr.: 41 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Fluorescensspektra fra de samme ostene Bølgelengde [nm] Fluorescens int. Eksponeringstid (timer): 0 1/

42 Ark nr.: 42 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Standard harskningsforløp tid Frie Peroksider Sekundære Tærtiære komponenter radikaler TBA Fluorescernede komponenter fotooksidasjon

43 Ark nr.: 43 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Regresjon: Oksidert lukt (R=0.90)

44 Ark nr.: 44 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Sensorisk effekt av belysningsfarger på hvitost Syrlig lukt Sollukt Harsk lukt Mørke grønn gul orange rød blå transparent fiolett

45 Ark nr.: 45 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Wavelength [nm] Fluorescence emission intensity Fluorescens spektra fra den eksponerte osten

46 Ark nr.: 46 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Enkel og billig instrumentering kan brukes

47 Ark nr.: 47 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Belysning med og uten antioksidant Med antioksidant Uten antioksidant

48 Ark nr.: 48 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Oppsummering fotooksidasjon  Fluorescensspektroskopi er en meget følsom metode for måling av lys- indusert oksidasjon i meieriprodukter  Måler nedbrytning av fotolabile prooksidanter  Måler dannelse av oksidasjonsprodukter  Kan brukes til effektiv evaluering av emballasje, pakkegasser, lyskilder etc.  Egner seg også til andre produkter som inneholder lyssensitisere som riboflavin, porfyriner, klorofyll

49 Ark nr.: 49 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Ramanspektroskopi  Vibrasjonsspektroskopi, meget spesifikk, komplementær til FT-IR  Punktmålinger  Ikke følsom for vann - godt egnet for ikke-destruktive målinger på væsker og næringsmidler med mye vann  Egnet for rask måling av fettsammensetning

50 Ark nr.: 50 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Raman skift [cm -1 ] Arb. units Raman spektra fra laks lipids karotenoider

51 Ark nr.: 51 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Raman probe

52 Ark nr.: 52 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Prediktert vs. målt pigment i oppdrettslaks Measured carotenoids [mg/kg] Predicted carotenoids [mg/kg] R= 0.97 RMSECV= 0.34 mg/kg basert på kryssvalidering

53 Ark nr.: 53 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Raman målinger av pigment in oppdrettslaks Bedre forståelse for pigmentering

54 Ark nr.: 54 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Raman spektra fra ulike oljer Raman shift, cm -1

55 Ark nr.: 55 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Raman Raman Shift [cm -1 ] Wavelength [nm] NIR

56 Ark nr.: 56 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Prediksjon av Jodverdi (grad av mettethet) i fett/protein/vann emulsjoner Raman R=0.99 NIR R=0.91

57 Ark nr.: 57 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Måling av 14:0 Måling av 20:5(n-3) (EPA) Spesifikke fettsyrer

58 Ark nr.: 58 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Mulige applikasjoner Raman  Rask kvantifisering av mettet, enumettet og flerumettet fett  Påvisning og kvantifisering av marint fett i svinespekk  Rask kvantifisering av fettsammensetning i laks som følge av fôring  Kvantifisering av karotenoider  Autentisitet: Er denne oljen ren?

59 Ark nr.: 59 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling FT-IR spektroskopi og mikroskopi  Vibrasjonsspektroskopi, tyngre analytisk metode  Klassifisering av mikroorganismer  spektral mikroskopi

60 Ark nr.: 60 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling On-line monitorering avfermenteringsprosesser On-line metoder brukt: NIR FT-IR Raman Fluorescens Elekstronisk nese Spektroskopisk måling av kjemiske komponenter.

61 Ark nr.: 61 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling IR measurementsSample wheel Identifisering av bakteriearter, eks. Listeria monocytogenes Cultivation Identification 24 hours30 minutes for 15 samples Oust A, Kirschner C, Møretrø T, Narvhus J, Kohler A 2004 FEMS microbiology letters Oust A, Kirschner C, Møretrø T, Narvhus J, Kohler A 2004 Microbiological Methods

62 Ark nr.: 62 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling IR microscopic measurements of colonies Stamping device Enda raskere identifisering av bakterier Cultivation on agar Identification 6-12 hours10 minutes for 1 sample Oust A, Møretrø T, Kohler A 2005 FT-IR spectroscopy and microspectroscopy for identification of Listeria, manuscript.

63 Ark nr.: 63 | 23. januar 2004 | Forfatter: XXx | Arkivert: I:\felles\_Utveksling Spektroskopi, optikk og dataanalyse  Er viktige verktøy for kvalitetskontroll av mat  Muliggjør on-line/at-line måling og inspeksjon av det totale produktvolumet  Reduserer kostnader og sikrer kvalitet  Muliggjør nye og effektive tilnærminger innen matforskning  Økende bruk i fremtiden!


Laste ned ppt "Spektroskopi i næringsmiddelindustrien Effektiv prosesskontroll og bedre forståelse Praktiske eksempler fra Norge Jens Petter Wold."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google