I ricercatori del Dipartimento di Scienze dell'Alimentazione (FOOD) dell'Università di Copenhagen in Danimarca sono i primi al mondo ad aver analizzato i cereali integrali con lunghe lunghezze d'onda del vicino infrarosso utilizzando un nuovo tipo di sorgente luminosa, il laser supercontinuo. La ricerca ha un significato per la nostra conoscenza degli ingredienti alimentari e può, Per esempio, alla fine portano a una migliore qualità del pane e della birra.

Tecnologicamente, il laser supercontinuo ha subito un ampio sviluppo dall'inizio del secolo a causa dello sviluppo delle fibre di cristalli fotonici su cui si basa il laser. Il progetto Light &Food indaga, tra l'altro, come usare questo laser super potente per analizzare il cibo.

"Il laser supercontinuo ha permesso di misurare oggetti molto piccoli rapidamente e con alta energia. Uno strumento supercontinuo può quindi essere potenzialmente utilizzato per misurare cereali integrali e quindi trovare grani con, Per esempio, attacchi di funghi o insetti, o per ordinare i cereali mediante cottura, parametri di salute o di qualità, "dice Tine Ringsted, un postdoc presso il Dipartimento di Scienze dell'Alimentazione dell'Università di Copenhagen.

Misurando ogni chicco si può osservare più accuratamente la variazione che esiste naturalmente tra chicchi dello stesso campo e anche della stessa paglia. La misurazione rapida e non distruttiva dei singoli cereali può quindi essere utilizzata nell'allevamento delle piante per trovare proprietà desiderabili o nella selezione industriale dei cereali per aumentare la qualità. Una possibile applicazione industriale potrebbe essere la misurazione del contenuto della fibra alimentare beta-glucano. Il beta-glucano nell'orzo e in particolare nell'avena ha proprietà benefiche per la salute come l'abbassamento del colesterolo sierico, aumento della sazietà e stabilizzazione dei livelli di zucchero nel sangue e di insulina dopo i pasti. Al contrario, nel settore della birra, non sono interessati ad alte concentrazioni di beta-glucano, in quanto può intasare i filtri e creare un precipitato torbido nella birra finita chiamato "tosse della nonna".

Le misurazioni sulla farina d'orzo e sui dischi d'orzo hanno precedentemente mostrato alcune lunghezze d'onda ricche di informazioni, ma non è stato possibile misurare attraverso i chicchi d'orzo a queste lunghe lunghezze d'onda del vicino infrarosso a causa della mancanza di energia sufficiente dalla lampada spettrometrica tradizionale.

"Il raggio di luce collimato ad alta energia del laser supercontinuo significava che potevamo misurare attraverso l'intero chicco d'orzo alle lunghezze d'onda ricche di informazioni. Utilizzando l'analisi dei dati multivariati (chemiometria) potevamo generare un modello di regressione matematica in grado di prevedere il contenuto di beta-glucano da 3,0-16,8 % in chicchi d'orzo con un margine di errore dell'1,3 % beta-glucano, " spiega Tine Ringsted.

La cernita laser dei semi aumenta il valore della birra e del pane

"Una selezione dei semi significa che è possibile ottenere alcuni cereali che hanno proprietà salutari per l'uso nel pane, Per esempio, e alcuni grani che sono molto buoni per la birra. Questo darà a entrambi i prodotti un valore più alto senza fare nulla, ma smistando i grani, "dice Tine Ringsted, che crede che l'analisi degli alimenti con laser supercontinuo diventerà una nuova svolta nell'industria alimentare, ma che ci vorranno alcuni anni perché lo sviluppo si basi in gran parte sulla ricerca interdisciplinare, dove esigenze e tecnologia devono combaciare.

"Una cosa è Per esempio, avere uno strumento in grado di misurare molto rapidamente e fornire risposte precise, ma per essere pratico, devi avere anche un portacampioni che ti permetta di misurare un gran numero di grani in poco tempo, " spiega Tine Ringsted, aggiungendo che esiste già una società svedese (BoMill), che ha sviluppato un portacampioni in grado di gestire tre tonnellate di cereali all'ora, ma misurano i grani a lunghezze d'onda più corte e meno informative.

Buone prospettive future

La misurazione del beta-glucano nei chicchi d'orzo è solo un esempio di come può essere utilizzato un laser supercontinuo. Oltre alle misurazioni del singolo grano, il progetto Light &Food ha anche esaminato il laser supercontinuo utilizzato in un nuovo spettrometro robusto che può potenzialmente misurare molti punti in un sistema di produzione alimentare. Per esempio, questo potrebbe essere utilizzato nell'industria lattiero-casearia o della birra per seguire un prodotto dall'inizio alla fine. Inoltre, esiste un potenziale teorico per l'utilizzo del laser supercontinuo per le misurazioni rapide dei gas - per esempio, composti aromatici o etilene che agiscono come un ormone vegetale gassoso dalla maturazione dei frutti.

Globale, la spettroscopia nel vicino infrarosso consente di misurare più spesso e in modo non distruttivo rispetto alle tradizionali analisi chimiche a umido.

"Un laser supercontinuo offre ancora più opzioni per le misurazioni degli alimenti, quindi offre un grande potenziale per migliorare la qualità del nostro cibo in futuro, "dice Tine Ringsted.