„Szybka” analiza żywności


Na portalach z finansowaniem społecznościowym – Kickstarterze i podobnych – pojawia się „kolejny cudowny wynalazek pozwalający nawet w kuchni sprawdzić parametry żywności”. Dotychczasowo jednak analizy takie są niewykonalne w warunkach domowych, a każda z takich kampanii okazuje się oszustwem. Czy do końca świata jesteśmy skazani na wielodniowe oczekiwanie na wynik analiz? Czy nie ma szans, byśmy w zaciszu swego domu mogli sprawdzić ile kalorii ma kupiona przez nas karkówka?

Okazuje się, że nie. Analiza spektralna, a szczególnie pewne „zapomniane” (zapomniane jedynie w cudzysłowie, po prostu rzadko stosowane) techniki pozwalają na szybką ocenę parametrów żywności. O ile niemożliwa jest analiza chromatograficzna „w locie”, czy też w warunkach domowych, to jednak związki, które chcemy wykrywać – czy to instrumentalnie, czy klasycznie – ciągle są obecne w wyrobach żywnościowych – należy jedynie odkryć jakieś specyficzne ich struktury, które można wykryć bez żmudnych procesów wydzielania składników.

Najbardziej specyficzną rzeczą dla każdej cząsteczki jest jej szkielet – sieć wiązań chemicznych łączących atomy ze sobą. Ku naszemu szczęściu istnieje narzędzie, które niejako „widzi” wiązania – jest to spektrometr podczerwieni. W miejscu tym należałoby stwierdzić, że mamy de facto trzy rodzaje – zakresy – tego promieniowania – podczerwień daleką, średnią i bliską. We wszystkich trzech widoczne są struktury cząsteczkowe, jednakże na potrzeby analityki składu żywności najkorzystniejsze są podczerwień średnia i bliska. W przypadku średniej podczerwieni widzimy niejako „odciski palców” związków – w zakresie tym możemy szukać sygnałów dotyczących zafałszowań żywności, na przykład zastosowania sztucznych aromatów w żywności naturalnej. Najważniejsza z punktu widzenia analityki spożywczej jest jednak bliska podczerwień. Dlaczego? Gdyż w niej widzimy sumę składników żywnościowych, a co najważniejsze – produkty podobnego typu w bliskiej podczerwieni wyglądają podobnie. Oznacza to, że można zebrać szeroką pulę (kilkaset do kilku tysięcy) widm wyrobów, sparować je, a następnie w drodze żmudnej matematyki stworzyć modele odpowiadające parametrom jakie badamy – zawartości tłuszczu, cukrów, wody i innych składników. Część matematyczną wykonuje za nas komputer, więc naszym zadaniem jest tylko zbudowanie baz, w których sparujemy wyniki analizy widmowej wraz z wynikami laboratoryjnymi, by po przeanalizowaniu kilku tysięcy wyrobów cieszyć się szybką – bo kilkuminutową – analizą wieloparametrową żywności…

Podstawowym problemem jednakże jest przygotowanie wyjściowych baz danych. Analiza w bliskiej podczerwieni wymaga szeroko zakrojonej statystyki – mówi się, iż konieczne jest od 50 do 100 analiz w podczerwieni i metodą klasyczną, wykonanych za każdym razem dla odmiennego produktu, by móc w ogóle rozpatrywać możliwość zastosowania tej techniki w praktyce.

Na ratunek przybywają jednak firmy oferujące rozwiązania komercyjne, gdzie możliwy jest zakup gotowych baz składających się z wielu tysięcy próbek, które pozwalają bardzo precyzyjnie analizować żywność – często z wyższą dokładnością, niż metodami klasycznymi.

Zastosowanie takich technik jest obecnie powszechne w przemyśle i powoli wchodzi do arsenału laboratoriów. Jednakże posiadanie przenośnego analizatora w domu – to ciągle pieśń przyszłości.