Eine neue Methode identifiziert ranzige Haselnüsse, ohne sie aus dem Beutel zu nehmen
Die von der URV geleiteten Forschungen verwenden Infrarotlicht, um den Oxidationszustand der Fettsäuren von Haselnüssen zu bestimmen, ohne sie zu zerstören - eine Technologie, die dem Sektor neue Qualitätsstandards bieten könnte.
Haselnüsse.
Universitat Rovira i Virgili
Der Forscher Jokin Ezenarro vom Fachbereich Analytische Chemie und Organische Chemie der URV leitete die Untersuchung.
Universitat Rovira i Virgili
Nie wieder ranzige Haselnüsse: Ein Forscherteam der URV hat eine Methode entwickelt, mit der durch Oxidation verdorbene Nüsse identifiziert werden können. Das Verfahren nutzt Infrarotlicht, um die chemische Zusammensetzung von Haselnüssen zu bestimmen, ohne sie aus der Schale zu nehmen. Das neue System überwindet die Grenzen herkömmlicher Methoden und ermöglicht es, den Zustand aller Haselnüsse in einer Packung in einer einzigen Analyse zu bestimmen, ohne dass die Probe vorbereitet oder zerstört werden muss. Die Autoren argumentieren, dass die Anwendung dieser Technologie dazu beitragen würde, die Verpackungstechniken und die Vertriebssysteme zu verbessern und die Verluste im Nusshandel erheblich zu verringern, während gleichzeitig neue Qualitätsstandards für den Sektor geschaffen würden.
Katalonien ist ein Land der Nüsse, insbesondere in den südlichen Regionen des Landes. Obwohl der Sektor vor allem von Mandeln dominiert wird, steht die Haselnuss an zweiter Stelle der Jahresproduktion. In Katalonien gibt es mehr als 90 Genossenschaften, die Nüsse im Gesamtwert von mehr als 75 Millionen Euro produzieren, und der Sektor ist stark exportorientiert. Nach Angaben des katalanischen Verbands der landwirtschaftlichen Genossenschaften befinden sich die meisten Genossenschaften, die Haselnüsse produzieren, in der Region Tarragona.
Gute Praktiken bei der Verarbeitung, der Verpackung und dem Vertrieb dieses Produkts sind von entscheidender Bedeutung, um Verluste zu vermeiden und seine Qualität langfristig zu gewährleisten. Bei Haselnüssen führt die Oxidation der in ihnen enthaltenen ungesättigten Fettsäuren dazu, dass sie ranzig werden. Der Kontakt mit Sauerstoff und die Einwirkung von Licht verstärken diese Reaktionen. "Das bedeutet, dass die Oxidationsgeschwindigkeit zunimmt, wenn die Nüsse nicht richtig verpackt sind", erklärt Jokin Ezenarro, Forscher am Institut für analytische und organische Chemie der URV und Hauptautor der Studie.
Hyperspektralkameras
Vor diesem Hintergrund hat das Forschungsteam ein System zur Überwachung der Oxidation von Haselnüssen entwickelt, das es Erzeugern und Händlern ermöglicht, die Qualität der Nüsse vor dem Kauf oder Verkauf zu bestimmen. Die von Ezenarro entwickelte Methode verwendet eine Hyperspektralkamera, ein Gerät, das in der Lage ist, den Oxidationszustand der gesamten Verpackung zu bestimmen: "Es handelt sich um ein Spektralphotometer, das an jedem Punkt einen Lichtstrahl anlegt und je nach Wechselwirkung Informationen über die Zusammensetzung der Probe liefert".
Das Gerät arbeitet mit Infrarotstrahlung, die eine längere Wellenlänge als sichtbares Licht und eine niedrigere Frequenz als grünes Licht hat, was sie für das menschliche Auge unsichtbar macht. "Alle organischen Moleküle absorbieren infrarotes Licht; die Frequenzen, bei denen sie dies tun, und die Intensität, mit der sie dies tun, variieren je nach ihrer Zusammensetzung", erklärt der URV-Forscher. So können sie Nüsse mit chemischen Verbindungen identifizieren, die durch Oxidation entstanden sind.
Während Spektrometer traditionell für die Untersuchung eines einzigen Punktes in einer Probe konzipiert waren, ändern Hyperspektralkameras dieses Paradigma. Wie bei einer herkömmlichen Kamera, bei der viele Lichtpunkte - Pixel - das Bild ausmachen, bestimmen diese Geräte das Infrarotspektrum einer gesamten Oberfläche. In diesem Fall handelt es sich um einen Wettbewerbsvorteil, der es ermöglicht, den Oxidationszustand einer ganzen Tüte Haselnüsse zu bestimmen, ohne sie überhaupt aus der Tüte zu nehmen. -
Laut Ezenarro findet in der analytischen Chemie eine Abkehr von zerstörerischen und mühsamen Analysemethoden statt: "Diese neuen Techniken sind umweltfreundlicher; sie benötigen keine Reagenzien und keine Probenvorbereitung; bei dieser Methode muss das Messgerät nicht einmal mit der Probe in Kontakt kommen". Das korrekte Funktionieren der Technik hängt von Variablen wie dem Material oder der Dicke der Verpackung ab, die das Infrarotspektrum beeinflussen können. Um eine Beziehung zwischen dem von der Kamera erfassten elektromagnetischen Spektrum und der Qualität - und dem Oxidationszustand - der Haselnüsse herzustellen, musste das Forscherteam das Gerät kalibrieren. Zu diesem Zweck wurden die Haselnüsse 78 Tage lang unter verschiedenen Bedingungen bebrütet, von denen einige für die Konservierung vorteilhafter waren als andere. Dazu gehörten die Vakuumverpackung, die Lagerung in einer schützenden Stickstoffatmosphäre, die Exposition an der Luft und die Exposition gegenüber verschiedenen Lichtverhältnissen. Anhand dieser Daten konstruierten sie ein mathematisches Modell, mit dem sie die analytischen Daten der Probe mit ihrem Erhaltungszustand vergleichen konnten.
Mit der neuen Methode konnten die Forscher bestätigen, dass die Hauptursachen für die Oxidation der Haselnüsse die Atmosphäre, mit der sie in Kontakt kommen, und das Licht, dem sie ausgesetzt sind, sind, wobei die Lagerungszeit die wichtigste Triebkraft für den Oxidationsprozess ist. "Wir konnten nachweisen, dass das Vakuumverpackungsverfahren am wirksamsten ist und dass die Lichteinwirkung die Stabilität des Produkts erheblich beeinträchtigt", erklärt Ezenarro.
Obwohl das Team nachweisen konnte, dass es aufgrund von Oxidationsprozessen messbare chemische Veränderungen auf der Oberfläche von Haselnüssen gibt, wollte es noch einen Schritt weiter gehen und feststellen, ob sich diese auf das sensorische Erlebnis des Verbrauchers auswirken. Laut Ezenarro ging es dabei eher darum, "die Methodik zu validieren, d. h. festzustellen, ob das, was wir messen, auch vom Menschen wahrgenommen werden kann". Die Ergebnisse der sensorischen Tests zeigten, dass es einen Zusammenhang zwischen den mit der Spektroskopie beobachteten Daten und dem sensorischen Empfinden der Menschen gibt: Die in Kontakt mit der Atmosphäre gelagerten und dem Licht ausgesetzten Proben waren deutlich ranziger.
Der neue Trend zur Entwicklung von Methoden zur Qualitätskontrolle von Produkten, ohne sie zu zerstören, bietet den Unternehmen in vielen verschiedenen Sektoren einen Wettbewerbsvorteil. Im Schalenfruchtsektor würde sie dazu beitragen, Verpackungstechniken, Lagerungs- und Vertriebssysteme zu verbessern und Verluste deutlich zu verringern, während sie gleichzeitig neue Qualitätsstandards bietet. Obwohl die Technologie noch nicht für jedermann verfügbar ist (die benötigten Geräte können mehr als 50.000 Euro kosten), tauchen bereits Systeme auf, die mit Verfahren, die dem von Ezenarros Team entwickelten sehr ähnlich sind, zwischen bitteren und süßen Mandeln oder zwischen Kunststoffen in einer Recyclingkette unterscheiden können. In den Worten des Forschers selbst: "Die Hyperspektralkamera ist da, um zu bleiben".
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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