Zastosowanie technologii spektralnej w analizie screeningowej próbek żywności.

W dniu 31.03.2017 opublikowany został szczegółowy raport z oceny skuteczności metody Obrazowania Spektralnego wykonanej przez organizację LGC przy współpracy z Food Standard Agency. Przedstawiamy Państwu najważniejsze wnioski i spostrzeżenia zawarte w pełnej wersji dostępnej poniżej: 
Final report: Application of multispectral imaging (MSI) to food and feed sampling and analysis

Skuteczne pobieranie oraz analiza próbek są bardzo ważnym aspektem urzędowych kontroli żywności. Istnieje wiele metod fizyko-chemicznych i biologicznych dostępnych do monitorowania żywności oraz pasz, jednak wiele z tych technik jest kosztownych, inwazyjnych, wymagających technicznie, a także często wiążą się one z długim czasem wykonania.

Obrazowanie wielospektralne (Multispectral imaging  - MSI) reprezentuje innowacyjną, a co ważniejsze nieinwazyjną technikę, łączącą technologię obrazowanie wraz z technikami spektralnymi (pomiaru widma). Zwykle wykorzystuje ona wiele długości fal od promieniowania UV do bliskiej podczerwieni, co pozwala na szybkie i dokładne określenie koloru powierzchni, struktury tekstury, a także potencjalnego składu chemicznego analizowanej próbki.

Technologia MSI ma szereg zalet w porównaniu z tradycyjnymi metodami biologii molekularnej, wykorzystywanymi do analizy próbek żywności, takich jak szybkość, niższe koszty oraz możliwość analizy wielu różnych próbek. Taka charakterystyka wydajności może sprawić, że będzie ona odpowiednia do skutecznego badania próbek, pomagając zwiększyć lub zapewnić alternatywę dla istniejących wcześniej tradycyjnych metod analitycznych w badaniu wybranych zafałszowań, autentyczności, jakości i bezpieczeństwa związanych z pobieraniem i analizą żywności oraz pasz.

Technika Multispectral Imaging wykazała róweniż przewagę nad innymi metodami analitycznymi pod względem  niższego zapotrzebowania na szkolenie specjalistycznee wymaganego do obsługi, bardzo krótkiego czasu analizy próbki oraz niższych kosztów.

Po konsultacji z FSA, została sfinalizowana lista priorytetowa scenariuszy pobierania próbek do wykorzystania w badaniach. Wykaz ten był w dużej mierze sterowany i wykazywał synergię z krajowym programem koordynowanego pobierania próbek FSA 2016/2017. Możliwości działania MSI oceniono w odniesieniu do panelu reprezentatywnych próbek testowych.

Przykłady przetestowanych i potwierdzonych możliwości zastosowania.

Obrazowanie wielospektralne charakteryzowało  się bardzo dobrym poziomem  odróżniania próbek  oraz  obiecującą zdolnością pomiaru ilościowego w odniesieniu do analizy m. in.

• ziół oregano zafałszowanych z liśćmi oliwnymi

• mięsa wołowe zmieszanego z mięsem wieprzowym;

• Ryżu basmati zafałszowanego plastikowym ryżem oraz zanieczyszczeniami żwirowymi;

• mąki pszennej zafałszowanej mąką orzechową;
• proszku mlecznego zafałszowanego melaminą;
• kminku zafałszowaego mieloną skorupą migdałową;
• niedeklarowanych podrobów
• kminku zafałszowanego wiśnią wonną (Cerasus mahaleb);
• migdałów zafałszowanych orzeszkami ziemnymi;

Przykłady obejmują także oregano zafałszowane z liśćmi mirtu oraz mięsno zafałszowane innymi gatunkami mięsa (np. Hamburgery, mięso mielone itp.).

Istnieje również możliwość dalszego udoskonalenia metody w przypadku analizy próbek ryżu o różnym poziomie arsenu, określenia różnych poziomów melaminy w mleku w proszku, a także badania mieszanek podrobów w mięsie.

Jak wykazano, użycie tych modeli może zostać wykorzystywane  jako zautomatyzowana, szybka, nieniszcząca, ilościowa technika do testowania pod kątem zafałszowania, autentyczności i jakości żywności oraz jej składników. Prosty, ale skuteczny pomiar próbki może zostać przeprowadzony w ciągu 20 sekund. Technika jest podejściem nieukierunkowanym (pozwalającym na oznaczanie "nieznanych" składników obecnych w próbce, np. Obecność makrofagów, części owadów i innych niepożądanych substancji, żwiru, plew, ciał obcych, zanieczyszczeń, zanieczyszczeń itp.), a co najważniejsze ​​do wykonania szerokiej gamy analiz wymagany jest tylko jeden instrument.

Medoda MSI pomaga wzmocnić nadrzędne cele planu strategicznego FSA (Food Standard Agency – Wielka Brytania), wspierając inicjatywę zapewnienia bezpieczeństwa żywności i ochrony interesów konsumentów w odniesieniu do etykietowania żywności i jej jakości. FSA wydała szereg rekomendacji takich jak potrzeba dalszej pełnej walidacji, wydanie przewodnika dla analityków, porównanie do innych technik, ocena możliwości zastosowania do innych próbek.

Powyższy tekst jest skrótem pełnego raportu dostępnego pod adresem: https://www.food.gov.uk/sites/default/files/fs301017finrep.pdf

Urządzeniem wykorzystywanym w niniejszym projekcie realizowanym przez LGC w technice MSI był VideometerLab 4 (Videometer A/S, Hørsholm, Dania). Jest to komercyjnie dostępny system obrazowania wielospektralnego, obejmującym zintegrowany sprzęt i oprogramowanie, które jest zdolne do określania profili spektralnych (w zakresie 365 nm – 970 nm) oraz przestrzennych (np. morfologicznych) badanych próbek. System Videometer dzięki intuicyjnej obsłudze analitycznej oraz sprawdzonym aplikacjom w sektorze testowania żywności, doskonale nadawał się do przeprowadzonego projektu, a także dzięki dużej elastyczności oraz możliwości rozwoju metod do innych projektów o zbliżonym charakterze. Urządzenie jest wykorzystywane na szeroką skalę na całym  świecie w kontroli laboratoryjnej oraz bezpośrednio na liniach produkcyjnych.

W załączeniu znajduje się szczegółowa specyfikacja aparatu VideometerLab4 do pobrania 

Więcej informacji o technice spektralnej dostępne na stronie: https://foodfakty.pl/videometer-a-s-pl 

Słowa kluczowe: zafałszowane produkty spożywcze, zafałszowanie żywności, food fraud