Et smart universaludstyr til laboratoriet

Danske Foss Analytics har introduceret en forbedret udgave af FoodScan-udstyret specielt målrettet laboratorier, der analyserer kød. DMRI har taget et kig på udstyret.

Foss har i årtier udviklet analyseudstyr til fødevareindustrien. En meget stor del af teknologien bag udstyret baserer sig på avancerede matematiske modeller, der kan udnytte information fra prøver, der belyses med nærinfrarøde bølgelængder. Det infrarøde lys er ikke synligt for det menneskelige øje, men når prøver enten gennemlyses eller belyses med disse bølgelængder, returnerer prøven spektre, der er unikke for dets sammensætning.   

Spektrene kan betragtes som prøvernes ”fingeraftryk”, og disse analyseres ved anvendelse af multivariatanalyse; en særlig disciplin inden for statistik, der, populært sagt, beskriver variationer i alle målte data i forhold til hinanden. Hvis man samtidig kender de faktiske vådkemiske data for de prøver, der er målt nærinfrarøde spektre på, kan der udvikles avancerede matematiske modeller, der er i stand til at forudsige indholdet i en ny tilfældig prøve af samme slags (fx kødprøver) som dem, der blev brugt til at frembringe modellen.

På baggrund af denne teknik har Foss Analytics i årevis udviklet analyseudstyr til drift- og analyselaboratorier inden for stort set alle fødevareproduktionskategorier.

FoodScan 2 Meat Analyser
Af særlig interesse for kødindustrien har man med seneste version, ”FoodScan 2 Meat Analyser”, udvidet de analyseparametre, der kan måles, så disse nu omfatter fedt, vand, protein, kollagen, salt, aske, mættet fedt, farve (L, a, b), natrium og vandaktivitet. I tillæg kan udstyret beregne indholdet af kulhydrat og energi. Det tager samlet under ½ minut at foretage målingen for alle parametrene. Der er desuden tilføjet en standardiseringsfunktion, der, ud fra den prøve der måles på, kan beregne, hvor meget fedt hhv. magert kød der skal tilføjes en given produktionsbatch for at nå et bestemt fedtindhold.  

Modellerne, der ligger bag udstyrets ”regnemaskine”, er baseret på over 30.000 prøver og dækker produkttyper som fersk kød fra gris, ko, kylling, lam, til MDM, emulsionsprodukter, spegepølser, skinke, bacon osv. Normalt vil prøver skulle homogeniseres inden analyse, men i nogle tilfælde er dette end ikke nødvendigt.

Udstyret er AOAC-godkendt, hvilket betyder, at metoden er blåstemplet som generelt accepteret i videnskabelige kredse. En AOAC-godkendelse indebærer, at uafhængige eksperter samt min. 8-10 laboratorier tester metoden og vurderer, om den er konsistent og måler korrekt.

Måleudstyrs præcision kan sammenlignes på forskellig vis, men normalt er repeterbarhed og reproducerbarhed centrale begreber. 

Repeterbarhed er et mål for overensstemmelsen mellem to måleresultater, som er opnået uafhængigt af hinanden med samme målemetode, med det samme måleudstyr, håndteret af den samme operatør inden for et kort tidsinterval og på det samme materiale.

Reproducerbarhed er et mål for overensstemmelse mellem to måleresultater, som er opnået uafhængigt af hinanden, med den samme målemetode, men med forskellige måleapparater, forskellige operatører, under forskellige omstændigheder (tid, temperatur osv.), men på det samme materiale.

Nedenstående diagram sammenligner repeterbarhed for FoodScan 2 Meat Analyser med DANAK- og USDA-akkrediterede analyser af svinekød. Det ses, at udstyret ligger på niveau med vådkemiske analyser udført af de akkrediterede laboratorier.

Reproducerbarheden er i nedenstående sammenligning (svinekød) også på niveau med de vådkemiske, om end en smule højere for protein. Her er forskellen i omegnen af 1 relativ std. afv. Det svarer til, at man ved eksempelvis 20 g/100 g protein i en kødprøve vil kunne forvente (2 std. afv. ~ 95% sikkerhed) et resultat fra FoodScan 2 Meat Analyser i intervallet mellem 19,5 og 20,5 g/100 g, mens man med den tilsvarende vådkemiske analyse ville forvente, at det lå i intervallet 19,7-20,3 g/100 g.

Der er flere måder at sammenligne målemetoder på. Ovennævnte sammenligninger er vist for parametrene, som er direkte sammenlignelige.

Præcision (accuracy) er et andet mål for graden af overensstemmelse mellem måleresultater. Præcision er et udtryk for den mindste og den største variation i resultaterne udtrykt i målene for hhv. repeterbarhed og reproducerbarhed. Foss opgiver (ikke vist) yderst fine præcisionsmål for FoodScan 2 Meat Analyser for parametrene fedt, vand, protein, vandaktivitet og salt, mens præcisionen for kollagen og aske er noget lavere. Opgørelser over præcision må dog aldrig betragtes som absolutte. Præcisionen for den specifikke analyse i det specifikke laboratorie vil altid være sammensat af usikkerheder fra eksempelvis prøveforberedelsen, prøvens ensartethed og referencelaboratoriets præcision. 

Foss angiver, at man som tommelfingerregel kan regne med, at præcisionen for FoodScan 2 Meat Analyser kan levere resultater, der ligger i omegnen af 1,5-2 gange referencelaboratoriets repeterbarhed.

Man bør også være opmærksom på, at FoodScan 2 Meat Analyser forlader sig på en kalibrering. Om end denne er baseret på et meget stort antal prøver, vil man teoretisk set kunne få afvigende resultater, hvis man måler på prøver med en meget usædvanlig sammensætning.

En væsentlig parameter, der ikke aktuelt kan måles med FoodScan 2 Meat Analyser, er pH. Skulle det i fremtiden lykkes FOSS at inkludere denne, vil udstyret blive ekstra relevant for laboratorier, der analyserer kødprøver.

Samlet vurder vi, at FoodScan 2 Meat Analyser, for flertallet af de måleparametre, der er relevante for kødindustrien, leverer resultater, der er på niveau med dem, der kan forventes af traditionelle vådkemiske analyser. Det skal understreges, at vi ikke har haft testet udstyret på DMRI, men udelukkende forholdt os til oplyste data. Vi har ikke sammenlignet FoodScan 2 Meat Analyser med eventuelle konkurrerende produkter, men det er vores vurdering, at udstyret i de fleste tilfælde vil kunne erstatte en række vådkemiske analyser i driftslaboratorier samt nogle analyselaboratorier. Vi kender ej heller prisen.

Kilder: 

Foss Application note: AN 5436 rev. 2

Andersen, S 2007: Determination of Fat, Moisture, and Protein in Meat and Meat Products by Using the FOSS FoodScan™ Near-Infrared Spectrophotometer with FOSS Artificial Neural Network Calibration Model and Associated Database: Collaborative Study. Journal of AOAC International Vol. 90, No. 4.

DMRI 2013: DANAK-akkreditering af kemiske analyser på DMRI. Internt DMRI-dokument.