A gabonák és a gabonafélék az emberek számára az energia elsődleges forrásai, és mélyen be vannak ágyazva mindennapi életünkbe. A búza például a világ három legfontosabb gabonájának egyike, és létfontosságú alapvető élelmiszer, amely gazdag szénhidrátokban, fehérjékben és alapvető mikrotápanyagokban. Mielőtt a búzaszemeket lisztre őrölnék olyan termékekhez, mint a kenyér, a keksz és más élelmiszerek, elengedhetetlen szigorúan ellenőrizni minőségüket. Ez a lépés biztosítja, hogy a következő feldolgozás magas színvonalú legyen.

A búzaszemek nedvességtartalma, fehérjeszintje, gluténereje, aminosav-összetétele, keményítőtartalma és esetleges hibái alapján tesztelik, amelyek kulcsfontosságú tényezők a tárolásra és feldolgozásra való alkalmasság meghatározásában. A búza jellemzői határozzák meg legjobb felhasználását – a kemény búza és a magas fehérjetartalmú fajták, amelyek erős gluténjükről ismertek, ideálisak a kenyér és erjesztett termékek számára, mivel képesek szerkezetet és stabilitást biztosítani. Közben a puha búza és az alacsony fehérjetartalmú fajták jobban megfelelnek a sütemények, sütik és tészták számára. Mind a termelők, mind a vevők számára ezeknek a kulcsfontosságú mutatóknak a felhasználásával a búza minőségének értékelése biztosítja a tisztességes árképzést és az optimális felhasználást. Az IAT Közel-infravörös Gabona Analizátor a preferált eszköz ezen alapvető értékelések gyors és pontos elvégzésére, lehetővé téve a tájékozott döntéshozatalt, amely az egész ellátási lánc számára előnyös.

Különböző módszerek léteznek a búzaszemek minőségének értékelésére, de sok kémiai és fizikai megközelítés mintaelőkészítést és mérgező reagensek használatát igényli. Például a fehérjeanalízis gyakran a Kjeldahl-módszerre támaszkodik, amely tesztként 5-6 órát vesz igénybe. A berendezések mérete és a szükséges kémiai reagensek nagy száma miatt ezek a tesztek csak laboratóriumi környezetben végezhetők el. Ez jelentős korlátozásokat jelent mind az idő, mind a helyszín tekintetében, megnehezítve ezzel a gyors helyszíni tesztelés és árképzés igényeinek kielégítését a beszerzési folyamat során.

Hasonlóképpen, a gluténminőség tesztelése, például a manuális gluténmosás, jelentős eltérésekhez vezethet az eredményekben – akár 2 százalékpontot vagy többet is, attól függően, hogy az operátor milyen technikát alkalmaz. Ennek eredményeként a laboratóriumi tesztelési módszerek kiválóan képzett személyzetet és stabil berendezést igényelnek. Azonban ezeknek a teszteknek a megbízhatóságát gyakran veszélyezteti az emberi hiba, a berendezés változékonysága és a módszertani különbségek. Ezért sürgősen szükség van egy hordozható, gyors, nem destruktív, pontos és kiválóan ismételhető tesztelő eszközre, hogy megbirkózzon a beszerzési folyamat során felmerülő kihívásokkal, ahol a búza minőségét gyakran csak a fajta, a textúra és a tapasztalat alapján értékelik.

A közel-infravörös (NIR) spektroszkópia elismert technológiává vált a búzaminőség felmérésében, elsősorban azért, mert megfizethető, gyors, precíz és nem pusztító jellegű vizsgálati módszer. Ezt az innovatív módszert széles körben használják kutatási környezetekben és a gabonaiparban, hogy megbízható minőségértékeléseket nyújtsanak. A hordozható NIR gabonaanalizátorokat gyakran használják kulcsfontosságú paraméterek, például a nedvesség, a keményítő és a fehérjetartalom mérésére búzaszemekben, ami értékes betekintést nyújt a tárolási körülmények optimalizálásához és a speciális búzafajták gyors osztályozásának megkönnyítéséhez.

Tekintettel a búzafeldolgozás különböző szakaszaiban eltérő minőségértékelési követelményekre – a tárolástól a malomtákon át az élelmiszer-termelésig –, egyre nagyobb szükség van a NIR technológia jelenlegi alkalmazásainak feltárására a búzatesztelés területén. Ezenkívül kulcsfontosságú a NIR hatékonyságának megértése a magokban lévő specifikus összetevők észlelésében, hogy növelni lehessen hasznosíthatóságát és pontosságát. Ahogy a NIR technológia tovább fejlődik, szerepe a búza minőségének értékelésében a hatékonyság és a megbízhatóság javításában csak még kiemelkedőbbé válik, támogatva ezzel az egész ellátási láncot.

A közeli infravörös fény (NIR) volt az első nem látható fényrégió, amelyet felfedeztek, hullámhosszai a látható és a közepes infravörös régiók között helyezkednek el, 780 és 2526 nm között. Ebben a hullámhossztartományban a hidrogénkötéseket tartalmazó anyagok (O-H, C-H, S-H, N-H stb.) felülhang- és kombinációs abszorpciót mutatnak. A NIR spektroszkópia egy anyag jellegzetes abszorpcióját méri a közeli infravörös tartományban, hogy olyan spektrumot generáljon, amely információkat tartalmaz a mintáról. Ezt a technikát jelenleg főként szerves vegyületek minőségi és mennyiségi elemzésére használják. Bár a NIR jelek könnyen beszerezhetők, mint a látható fényspektrumban, gyengébb abszorpciójuk az infravörös tartományban és az átfedő spektrális sávok jelenléte miatt összetettebbek az értelmezésük. A NIR spektroszkópia széles körű elterjedése a fejlett kémometriai módszerek fejlődésével vált lehetővé, amelyek lehetővé tették a jobb elemzést és értelmezést. Egyedi jellemzőivel a NIR spektroszkópia értékes eszközzé vált gyors, nem destruktív tesztelési képességei és több paraméter mérésére való képessége miatt, amely lehetővé teszi a minták előzetes kezelése nélküli gyors és megbízható gabona- és gabonafélék tesztelését, a minőségellenőrzéstől az élelmiszerbiztonságig.

A NIR spektrométerek azok a hardverek, amelyek lehetővé teszik a NIR spektroszkópia alkalmazását a búza minőségének meghatározásában. Különböző típusú NIR spektrométereket terveznek specifikus alkalmazásokhoz. A diszperzív és interferometriás eszközök a piacon leggyakrabban használt NIR eszközök. Az interferometriás spektrométerek, általában Fourier-transzformációs modellek, magas szintű, drága műszerek, amelyek a pontos laboratóriumi elemzéshez a leginkább megfelelőek. A termelési környezetben gyakran használt diszperzív NIR eszközök közé tartoznak a rögzített rácsú egypontos vagy tömbdetektorok, valamint az akusztikus-optikai állítható szűrős NIR spektrométerek (AOTF-NIR). Azonban az AOTF eszközökben lévő alapvető diszperziós elem költséges, ami az AOTF-alapú észlelést drágábbá teszi. Összességében a rögzített rácsú egypontos vagy tömbdetektoros spektrométerek szélesebb körben használtak.

Az IAT (SINGAPORE) TECHNOLOGY PTE. LTD. (IAT) egy innovatív technológiai vállalat, amely az NIR spektrométerekre specializálódott és testreszabott ipari megoldásokat kínál. Alapítása óta az IAT a kutatás-fejlesztésre, a termelésre és az értékesítésre összpontosítva a professzionális NIR termékek és szolgáltatások vezető szállítójává vált. Jelentős kutatás-fejlesztési beruházásokkal és egy olyan csapattal, ahol tagjainak több mint 50%-a mester- vagy doktori fokozattal rendelkezik. Az IAT a gabona és mezőgazdasági termékek beszerzésében a hordozható, gyors és költséghatékony minőségellenőrzés iránti erős kereslet kielégítése érdekében a MEMS technológiát használta egy rögzített rács + DMD mikrotükör tömb és egy egy ponton történő érzékelési módszer mellett. Ez a megközelítés vezetett az IAS-5100 Hordozható NIR Gabona Analizátor fejlesztéséhez, amelyet a modern mezőgazdasági minőségbiztosítás igényeinek hatékony kielégítésére terveztek.

IAS-5100 hordozható NIR analizátor

A IAS-5100 egy innovatív oldalirányú megvilágítású diffúz reflexiós keverőberendezéssel rendelkezik, amely háromszorosára növeli a granuláris minták elemzésének pontosságát, biztosítva a megbízható eredményeket, amelyekben mind a vevők, mind az eladók bízhatnak a tisztességes tranzakciók és a nyereséges döntések érdekében. Intuitív érintőképernyője és egykattintásos elemzési funkciója lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy szakmai képzés nélkül is könnyedén végezzenek teszteket. Kompakt, könnyű és akkumulátoros táplálású kialakítása miatt az IAS-5100 ideális a beszerzési helyszíneken, járművekben vagy a terepen történő használatra. Évek óta gyűjtött mintaadatokból kifejlesztett kiterjedt érzékelési adatbázisa garantálja a pontos és pontos elemzést. Az IAS-5100 elsősorban a búza nedvesség-, fehérje-, gluten- és hamutartalmát méri, így kiválóan alkalmas a búza beszerzésében történő osztályozásra, besorolásra és árképzésre.

A búzaszemek nedvességtartalma, amelyet a víz tömege és a teljes szem tömegének arányaként definiálnak, kritikus fontosságú a feldolgozás, a szállítás és a tárolás szempontjából. Az optimális nedvességszintet úgy érik el, hogy a gabonát szárítják, éppen a mikroorganizmusok szaporodásának küszöbértéke alatt, biztosítva ezzel a biztonságosabb tárolást és a frissesség, ehetőség, csírázóképesség és magminőség jobb megőrzését. A túlzott nedvesség a kapacitás pazarlásához és a növekvő enzimaktivitáshoz vezet, ami tápanyagbomlást, magasabb hőmérsékletet és olyan problémákat okoz, mint a penész növekedése és a rovarok elszaporodása. Ezzel szemben a túl kevés nedvesség törékenyé teheti a szemeket, befolyásolva az élelmiszer minőségét és a mag életképességét. Így a nedvességtartalom pontos mérése és szabályozása elengedhetetlen a gabona tárolása és szállítása során.

Ebből adódóan a közel-infravörös (NIR) spektroszkópia használata jelentős fontossággal bír a gabona szállítása és tárolása során történő észleléshez. Az IAT által fejlesztett IAS-5100 hordozható és kompakt, ami kiválóan alkalmas a szállítás és tárolás során történő észleléshez. A társadalom fejlődésével egyre nagyobb igény van a szállítás és tárolás automatizálására és ember nélküli működtetésére. Ennek az igénynek a kielégítésére az IAT kifejlesztett egy spektrométert, amely kényelmes online valós idejű észlelésre tervezett, rögzített rács + tömb detektor technológiát használva. Ez lehetővé teszi, hogy a mintánkénti észlelési idő ezredmásodpercekben is mérhető legyen, ezzel kielégítve az online valós idejű észlelés igényeit. A rendszer testreszabható is az adott működési feltételeknek megfelelően, beleértve a robbanásbiztosítási követelményeket, a szonda tervezését és a több egységes észlelési megoldásokat.

A gabonaanalízis elsősorban a tápanyagösszetevők észlelésére összpontosít. Az IAS-5100 nagy szemű gabonákra tervezett, amelyek közé nem csak a búza, hanem a szójabab, a repce, a napraforgómag, a rizs és a párolt rizs is tartozik. A fő észlelési mutatók közé tartozik a nedvességtartalom, a fehérje, a zsír, a keményítő, a hamu és a savszám, amelyek mind fontosak a minőségbiztosítás szempontjából. Az IAT egy professzionális és tapasztalt alkalmazási csapattal büszkélkedhet, amely rendszeresen frissíti a gabonamodelleket, hogy megfeleljen a több fajta, szélesebb régió és különböző betakarítási évek észlelési igényeinek. Ezenkívül egyéni modellfejlesztés is elérhető, hogy megfeleljen az ügyfelek specifikus igényeinek.

A NIR spektroszkópiai műszerek fejlesztése olyan irányba halad, amely nagyobb stabilitást, megbízhatóságot és sebességet kínál. Az ipari termelési környezetben a NIR online észlelés integrálása az optikai szálakkal és az internettel lehetővé teszi a termékminőség valós idejű monitorozását, pontos megoldást nyújtva a minőségellenőrzés számára. A gabonaanalízisben a NIR technológia alkalmazása jelentősen javította a termelési hatékonyságot és a termékminőséget, hozzájárulva a biztonságosabb gabonatároláshoz és a javított élelmiszerbiztonsághoz.

Ahogy az életszínvonal és a táplálkozási igények folyamatosan emelkednek, a specializált gabonafélék, mint például a tápanyagban gazdag színes gabonák, egyre elterjedtebbé válnak. Ezek a gabonafélék magasabb szintű antociánokat, karotinoidokat és egyéb tápanyagokat tartalmaznak a hagyományos búzához képest, ami táplálóbbá és vizuálisan vonzóbbá teszi őket. Azonban ezek a pigmentek befolyásolhatják a NIR abszorpciós spektrumokat, ami jelentős eltéréseket okozhat az olyan minőségi mutatók mérésében, mint a keményítő, a fehérje és a nedvességtartalom. Ezért nagy jelentőséggel bír a NIR berendezések vagy prediktív modellek optimalizálása az ilyen specializált búzák minőségének értékelésének javítása érdekében.

Az IAT elkötelezett a NIR spektroszkópiai műszerek és modellfejlesztés folyamatos fejlesztése mellett, hogy megfeleljen a piaci igényeknek. A jelenlegi lehetőségek elfogadásával és az innovációk előmozdításával az IAT elkötelezett a globális NIR iparág fejlesztése mellett.

Forrás: https://millermagazine.com/blog/ensuring-optimal-grain-quality-the-future-of-wheat-testing-5849