Γρήγορη ανάλυση ποιότητας και προέλευσης γάλακτος με έναν μόνο αισθητήρα
Μια νέα, πολλά υποσχόμενη τεχνολογική εφαρμογή στον τομέα της φασματοσκοπίας αναπτύχθηκε από ερευνητές με στόχο την αυτόματη ταξινόμηση γιαουρτιού ως προς την προέλευση του γάλακτος (πρόβειο, κατσικίσιο ή αγελαδινό) και ταυτόχρονα την εκτίμηση βασικών χαρακτηριστικών ποιότητας όπως το pH και το ιξώδες.
Η μελέτη βασίστηκε στη χρήση ενός μόνο αισθητήρα σε σειρά, κατάλληλου για αυτοματοποιημένες διαδικασίες και εφαρμογή σε πραγματικό χρόνο στη βιομηχανική γραμμή παραγωγής, με απώτερο στόχο τη βελτιστοποίηση του ποιοτικού ελέγχου στον τομέα των γαλακτοκομικών.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν φασματοσκοπία ορατού-εγγύς υπερύθρου φάσματος (Vis-NIR), με δεδομένα από γιαούρτια που προέρχονταν από δύο καταξιωμένες ισπανικές γαλακτοβιομηχανίες. Η συλλογή περιελάμβανε προϊόντα παστεριωμένα και επεξεργασμένα σε υψηλή θερμοκρασία (UHT).
Η ανάλυση αποκάλυψε ότι η προέλευση του γάλακτος μπορεί να προσδιοριστεί με εξαιρετική ακρίβεια μέσω φασματικών σημάτων στο φάσμα 400-600nm, χρησιμοποιώντας την τεχνική Μερικής Ανάλυσης Διακρίσεων Ελάχιστων Τετραγώνων (PLS-DA). Το μοντέλο πέτυχε ακρίβεια 100% με διάστημα εμπιστοσύνης 95%.
Για την πρόβλεψη των φυσικοχημικών παραμέτρων pH και ιξώδους, τα καλύτερα αποτελέσματα επιτεύχθηκαν με φασματικά δεδομένα μεταξύ 800 και 1800nm και τη μέθοδο Μερικής Παλινδρόμησης Ελάχιστων Τετραγώνων (PLSR). Οι επιδόσεις κρίνονται εξαιρετικές (R2 μεταξύ 0,94–0,96, MSE 0,04–0,06, MAE 0,16–0,17).
Πλεονεκτήματα και επόμενα βήματα
Η προτεινόμενη μέθοδος προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των κλασικών τεχνικών, που απαιτούν ξεχωριστές, χρονοβόρες και εργαστηριακές αναλύσεις. Αντίθετα, η φασματοσκοπία Vis-NIR μπορεί να προσφέρει ταυτόχρονη, ταχεία και ακριβή πρόβλεψη των κρίσιμων παραμέτρων σε ένα ενιαίο στάδιο, χωρίς επαφή και χωρίς καμία χημική επεξεργασία του δείγματος.
Η μελέτη αναγνωρίζει πως απαιτείται επιπλέον έρευνα για τη βελτιστοποίηση των μοντέλων και την πλήρη ενσωμάτωσή τους σε συστήματα αυτοματοποιημένης λήψης αποφάσεων σε πραγματικό χρόνο, με στόχο την ευρεία και πρακτική εφαρμογή τους στη γαλακτοβιομηχανία.
