artikel

Voedselscanner in je binnenzak

Voedselveiligheid & Kwaliteit

Voedselscanner in je binnenzak

Sinds de eerste betaalbare voedselscanner in december vorig jaar op de markt kwam, is er veel discussie en speculatie onder consumenten, bedrijfsleven en wetenschappers. Hoe werkt zo’n scanner? En wat is daarmee nu en in de toekomst mogelijk? Voor het bedrijfsleven is het al tijd om er ervaring mee op te doen.

In de analytische chemie zijn de trends miniaturisatie, goedkoper maken van hardware en niet-destructief meten met een foolproof interface niet te stoppen. Bij (nabij-)infraroodspectroscopie is de markt definitief opengebroken met de introductie van de voedselscanner of de Pocket Molecular Scanner, zoals op het iPhone-achtige doosje staat. Kickstarterbedrijf ConsumerPhysics vraagt voor de SCiO-scanner in zijn webshop een slor – dige 220 euro. Concurrent Tellspec heeft met zijn gelijknamige scanner een instapmodel voor circa 440 euro. Afgaand op de beschikbare informatie over dit product zijn de gelijkenissen met de werking van de SCiO sprekend.

Voorlopig zijn beide scanners vanwege de beperkt beschikbare applicaties en de prijs nog een brug te ver voor consumenten. Voor be drijven daarentegen zijn ze des te interessanter. Voor hen is het vanwege de prijs en de mogelijkheden om de beperkt beschikbare applicaties uit te breiden tijd om in te stappen en de boot niet te missen.

Plastic gadget

In tegenstelling tot de logge nabij-infraroodspectrometers die aan een desktop-pc hangen in een laboratorium, lijkt de SCiO (versie 1.1) op een plastic gadget dat je via bluetooth kunt aansturen met je smartphone. Het ontwerp is simpel: één drukknop om te meten of te kalibreren, één lichtbron, één infraroodsensor, één micro- USB-ingang om op te laden, één huls met referentiestandaard en een aantal hulpstukken voor het geval dat. Met de SCiO is het de hardware-ontwikkelaars als eerste gelukt om een werkend, goedkoop en volledig draadloos infraroodconcept te maken dat de macrosamenstelling van voedsel kan meten. Uiteraard zijn bij de miniaturisatie wel concessies gedaan aan meetbereik (740- 1070 nm) en vele andere factoren. De grote vraag is echter: hoe goed en nauwkeurig werkt de scanner in de praktijk?

Tal van producttoepassingen

De eerste applica ties, zogenaamde applets, in de SCiO-app zijn gericht op consumenten. Er zijn applets voor het meten van vocht-, eiwit-, en vet gehalte in zuivelproducten en allerlei verse vleessoorten. Verder kan het suikergehalte in verse groenten en fruit worden vastgesteld, kunnen enkele pijnstillers worden gedetermineerd en kan zelfs het lichaamsvetgehalte worden bepaald. Bij elke applet geeft Consumer- Physics aan welke producten wel en niet worden ondersteund, hoe de gebruiker moet meten en binnen welke limieten de applet die gebruiker ondersteunt.

Proef op de som

Om de proef op de som te nemen, doen we een kleine cross-check tussen de Tomato Selector-applet en de groente- en fruitapplet in de SCiO-app. De Tomato Selector meet de kwaliteit aan de hand van het aantal graden Brix en neemt hier – bij aan dat de kwaliteit van de tomaat evenredig meeschaalt. Na een aantal metingen op verschillende cherrytomaten komen we uit op gemiddeld 7,5 graad Brix, dat dus zou moeten corresponderen met grofweg 7,5 gram suiker per 100 gram product. De groente- en fruitapplet komt op de proppen met metingen die variëren tussen de extremen 5 en 9 gram carbs per 100 gram product, afhankelijk van de cherrytomaat en de plek waarop je meet. Deze variatie is typisch voor het niet-destructief meten: de variatie tussen verschillende tomaten kan im – mers qua rijping en groeiomstandig – heden verschillen.

Hoewel niet duidelijk is hoe graden Brix en carbs in beide applets worden be rekend, wordt gemiddeld ge nomen een vergelijkbaar suikergehalte vastgesteld. Als we de verpakkingsinformatie erbij nemen, vinden we gemiddeld 4 gram suikers en 2 gram vezels per 100 gram product, getallen die corresponderen met de NEVO-tabel maar iets lager zijn dan de verkregen meet resultaten.

Out of the box in de cloud

Wat de SCiO-scanner op dit moment zo interessant maakt, is de mogelijkheid om ook zelf applicaties te bouwen. Hiervoor moet wel een licentie worden aangeschaft van 200 euro. De procedure om tot een infrarooddatabase te komen voor de scanner is met behulp van een cloudinterface en een speciale ontwikkelapp van SCiO verrassend simpel. Ook de multivariate statistiek, die nodig is voor het doorrekenen van de dataset, is erg versimpeld en beschikbaar in de SCiO-cloud. Daardoor lijkt weinig specifieke kennis nodig. Zo is het voor bedrijven en onderzoekers mogelijk om met relatief weinig moeite de mogelijkheden van de scanner te testen. De ontwikkel kosten van het maken van een goede referentiedatabase zitten hem in de per sonele kosten, verkrijgen van authentieke referentiemonsters, uitvoeren van referentiemetingen op deze monsters en het gebruik van de SCiO-cloud en de devkit, de development toolkit voor het ontwik kelen van Android- of iOS-apps.

Out-of-the-box-pilots

Ook bij Rikilt Wageningen University & Research is een aantal meer out-of-thebox- pilots uitgevoerd met SCiO en met draagbare professionele scanapparatuur van andere fabrikanten. Gekeken is bijvoorbeeld naar de vriesgeschiedenis van verschillende soorten vers vlees, gemeten zonder daarbij de verpakking te openen. Verder is er gekeken of het mogelijk is om door de verpakking heen de te-gebruiken-tot-datum te schatten van verse kipfilets, of weidemelk te onderscheiden is van melk van koeien zonder weidegang en of extra vierge olijfolie kan worden onderscheiden van olijfoliën van lagere kwaliteit. Deze appli caties grenzen aan de uiterste mogelijkheden van onderzoek met infrarood, maar blijken met nieuwe rekenmethoden en de huidige precisie van draagbare infraroodscanners wel toekomst te hebben.

Applicaties voor de authenticatie van voedselproducten zullen niet lang meer op zich laten wachten en binnenkort zullen de eerste peer review publicaties over SCiO verschijnen.

Broodjeaap-applicaties

Op internet gaan er allerlei wilde verhalen rond over scanners, gebaseerd op infrarood, die alles kunnen meten. De ontwikkelaars claimden bijvoorbeeld dat ze allergenen zoals pinda-eiwitten en melksuikers kon den herkennen. Ook zou het geen probleem zijn residuen van pesticiden en herbiciden op producten op te sporen en residuen van diergeneesmiddelen in vlees te meten. Hoe mooi dat alles ook klinkt, dit zijn helaas broodjeaapverhalen.

Afhankelijk van de gemeten parameter, liggen de typische limieten van infraroodapparatuur binnen een bereik van 0,1 tot 1,0 procent. Het is dus een illusie dat met infraroodscanners dergelijke allergenen of residuen kunnen worden gemeten. Ze zijn simpelweg vaak in veel te lage concentraties aanwezig in het product. Wellicht kan de scanner worden geleerd om producten met een verhoogd risico op allergenen te herkennen. De allergenen zelf worden dan niet door de scanner herkend.

Betrouwbaarheid

Los van het gegeven dat allergeneninformatie op de verpakking moet staan, raken we hierbij een ander heikel punt: wiens verantwoordelijkheid is het als iemand daadwerkelijk ziek wordt naar aanleiding van een – foutieve – uitslag van zo’n scanner? Bedrijven die dit soort applicaties maken, zullen hieraan voorlopig hun vingers niet willen branden. Overigens is er een scanner voor het meten van allergenen en dergelijke in ontwikkeling via het EU-FP7- project Foodsniffer. Die wordt op dit moment ook in Wageningen getest.

De ontwikkeling en toepassing van draagbare scanners bij het onderzoek naar voedselfraude staat nog in de kinderschoenen. Belangrijke vragen over de betrouwbaarheid en dus toepasbaarheid van de verkregen resultaten moeten nog beantwoord worden. Dit onderzoek leent zich bij uitstek voor samenwerking tussen ontwikkelaars, bedrijfsleven en onderzoeksinstituten.

Toekomstmuziek

De ontwikkelingen bij voedselscanners gaan razendsnel op het vlak van zowel hardware als applicaties. Zo heeft ConsumerPhysics na de release van de eerste SCiO 1.0 afgelopen december, al in mei van dit jaar de verbeterde SCiO 1.1 uitgebracht en ook daarop is alweer een aanpassing doorgevoerd. Ook stelt SCiO bijna maandelijks nieuwe applets beschikbaar. Wie echter denkt dat het bedrijf als eerste een geminiaturiseerde infraroodspectrometer op de markt heeft gebracht, heeft het mis. Voor de professionele markt zijn al vele jaren draagbare infraroodspectrometers beschikbaar, variërend in grootte van een flink studieboek tot een luciferdoosje. De innovatie van SCiO zit hem in de sterke reductie van de productiekosten en het zo versimpelen dat het voor een leek te begrijpen is. De verwachting is dan ook dat de scanners in de toekomst kunnen

worden ingebouwd in de smartphone, zodat er geen aparte unit meer hoeft te worden aangeschaft. Hiervoor moeten een verdere miniaturisatie en kosten reductie worden gerealiseerd, iets dat al in vele call-teksten van EU H2020-programma’s is terug te vinden. Zo wordt er al gesproken van de 1-euro scanner.

Ook de calls voor het ontwerpen en testen van een universele scanner zijn al gesignaleerd in H2020. Hoe deze scanners er precies gaan uitzien, is nog onduidelijk. Speculaties over een combinatie van infrarood, hyperspectrale beeldvorming en contactchemie – voor allergenen – zijn niet ondenkbaar. Kortom, waar het gaat eindigen weet nog niemand.

Reageer op dit artikel