Supercontinuum lasere kan føre til bedre brød og øl

Forskere fra Institut for Fødevarevidenskab (FOOD) ved Københavns Universitet i Danmark har som de første i verden analyseret fuldkorn med lange nær-infrarøde bølgelængder ved hjælp af en ny type lyskilde. superkontinuum laseren. Forskningen har betydning for vores viden om fødevareingredienser og kan evt. for eksempel, i sidste ende føre til bedre kvalitet af brød og øl.

Teknologisk, supercontinuum laseren har gennemgået en omfattende udvikling siden århundredeskiftet på grund af udviklingen af ​​de fotoniske krystalfibre, som laseren er baseret på. Projektet Light &Food undersøger bl. blandt andet, hvordan man bruger denne superkraftige laser til at analysere mad.

"Supercontinuum laseren har gjort det muligt at måle meget små objekter hurtigt og med høj energi. Et supercontinuum instrument kan derfor potentielt bruges til at måle fuldkorn og dermed finde korn med, for eksempel, svampe- eller insektangreb, eller at sortere korn ved bagning, sundheds- eller kvalitetsparametre, siger Tine Ringsted, en postdoc ved Institut for Fødevarevidenskab på Københavns Universitet.

Ved at måle hvert enkelt korn kan du mere præcist observere den variation, der naturligt findes blandt korn fra samme mark og endda fra samme halm. Den ikke-destruktive og hurtige måling af enkelte korn kan derfor bruges i planteavl for at finde ønskværdige egenskaber eller i industriel kornsortering for at øge kvaliteten. En mulig industriel anvendelse kunne være at måle indholdet af kostfiberen beta-glucan. Beta-glucan i byg og især havre har sundhedsfremmende egenskaber såsom sænkning af serumkolesterol, øget mæthed og stabilisering af blodsukker og insulinniveauer efter måltider. Omvendt i bryggeriindustrien, de er ikke interesserede i høje koncentrationer af beta-glucan, da det kan tilstoppe filtre og skabe et uklart bundfald i den færdige øl kaldet "bedstemors hoste".

Målinger på bygmel og bygskiver har tidligere vist nogle informationsrige bølgelængder, men det har ikke været muligt at måle gennem bygkornene ved disse lange nær-infrarøde bølgelængder på grund af ikke at have nok energi fra den traditionelle spektrometerlampe.

"Superkontinuumlaserens kollimerede lysstråle med høj energi betød, at vi kunne måle gennem hele bygkornet ved de informationsrige bølgelængder. Ved at bruge multivariat dataanalyse (kemometri) kunne vi generere en matematisk regressionsmodel, der kunne forudsige indhold af beta-glucan fra 3,0-16,8 % i bygkorn med en fejlmargin på 1,3 % beta-glucan, " forklarer Tine Ringsted.

Laserbaseret frøsortering øger værdien af ​​øl og brød

"En frøsortering vil betyde, at man kan få nogle kerner, der har sundhedsfremmende egenskaber til brug i brød, for eksempel, og nogle kerner, der er ekstra gode til øl. Dette vil give begge produkter en højere værdi uden at gøre noget, men sortering af korn, siger Tine Ringsted, der tror på, at fødevareanalyse med supercontinuum lasere vil blive et nyt gennembrud i fødevareindustrien, men at det vil tage nogle år, fordi udviklingen i høj grad er baseret på tværfaglig forskning, hvor behov og teknologi skal passe sammen.

"Det er én ting, for eksempel, at have et instrument, der kan måle meget hurtigt og give præcise svar, men for at det skal være praktisk, du skal også have en prøveholder, der giver dig mulighed for at måle et stort antal korn på kort tid, " forklarer Tine Ringsted, tilføjer, at der allerede er et svensk firma (BoMill), som har udviklet en prøveholder, der kan håndtere tre tons korn i timen, men de måler kornene ved kortere og mindre informative bølgelængder.

Gode ​​fremtidsperspektiver

Måling af beta-glucan i bygkorn er blot et eksempel på, hvordan en supercontinuum laser kan bruges. Ud over enkeltkornsmålinger, Light &Food-projektet har også undersøgt supercontinuum-laseren, der bruges i et nyt robust spektrometer, der potentielt kan måle mange steder i et fødevareproduktionssystem. For eksempel, dette kunne bruges i mejeri- eller bryggeriindustrien til at følge et produkt fra start til slut. Ud over, der er et teoretisk potentiale for at bruge supercontinuum-laseren til hurtige målinger af gasser - f.eks. aromaforbindelser eller ethylen, der virker som et gasformigt plantehormon fra modning af frugter.

Samlet set, nær-infrarød spektroskopi giver mulighed for at måle oftere og ikke-destruktivt sammenlignet med traditionelle vådkemiske analyser.

"En supercontinuum laser giver endnu flere muligheder for madmålinger, så det giver et stort potentiale for at forbedre kvaliteten af ​​vores mad i fremtiden, siger Tine Ringsted.