DE102012109435A1 - Determining the quality of starting product in food production with respect to fungal attack, comprises detecting ergosterol by detecting spectrum of product present in production container, and transmitting spectrum to data processing unit - Google Patents

Determining the quality of starting product in food production with respect to fungal attack, comprises detecting ergosterol by detecting spectrum of product present in production container, and transmitting spectrum to data processing unit Download PDF

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Abstract

Determining the quality of starting product in food production with respect to fungal attack, comprises detecting ergosterol by detecting a spectrum of a product present in a production container using a near-Infrared (NIR) spectrometer and transmitting the spectrum to a data processing unit for evaluating the spectrum with respect to the presence and/or the concentration of ergosterol in the product. The production container is associated with the NIR spectrometer. An independent claim is also included for using the NIR spectrometer in ergosterol detection and/or determination of the ergosterol concentration in the product, where the spectrum, which is detected by means of the NIR spectrometer, is evaluated by a data processing unit for determining the quality of starting products of food production with respect to fungal infection.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität von Ausgangsprodukten im Rahmen einer Lebensmittelherstellung hinsichtlich eines Pilzbefalls, bei welchem eine Detektion von Ergosterin durchgeführt wird, sowie die Verwendung eines NIR-Spektrometers hierfür.The present invention relates to a method for determining the quality of starting products in the context of a food production with regard to fungal infestation, in which a detection of ergosterol is carried out, and the use of an NIR spectrometer for this purpose.

Es ist allgemein bekannt, dass der Stoff Ergosterin, auch bekannt als Ergosterol, in Schimmelpilzen vorkommt, so dass eine Detektion von Ergosterin eine gute Indikation für das Vorhandensein von Schimmel an Lebensmitteln darstellt. Beispielsweise bildet sich Ergosterin, wenn Tomaten vollreif geerntet werden, sich in der Außenhaut der Tomaten Risse bilden und in diesen Rissen Schimmelpilze wachsen.It is well known that the substance ergosterol, also known as ergosterol, is found in molds, so that detection of ergosterol is a good indication of the presence of mold on food. For example, when tomatoes are fully harvested, ergosterol forms cracks in the outer skin of the tomatoes and mold grows in these cracks.

Ergosterin ist gemäß EU-Gefahrstoffkennzeichnung (Datenblatt Ergosterin bei AlfaAesar, abgerufen am 21. Februar 2010) sehr giftig, zudem ist es ein deutliches Zeichen für die frische und Qualität der angelieferten Ausgangsstoffe einer Lebensmittelherstellung, ob Schimmel vorhanden ist und wenn dies der Fall ist, in welchen Mengen dieser vorliegt.Ergosterol is very toxic according to EU Hazard Labeling (Datasheet Ergosterin at AlfaAesar, retrieved on 21st February 2010), it is also a clear sign of the freshness and quality of the delivered raw materials of a food production, whether mold is present and if this is the case, in what quantities this is present.

Die DE 10 2010 064 251 A1 beschreibt hierzu den Stand der Technik, welcher beispielsweise eingesetzte Schnelltestverfahren umfasst. Im Rahmen eines Schnelltests wird üblicherweise per Hand ein Abstrich mithilfe eines Wattestäbchens oder dergleichen vorgenommen, in einer Testlösung extrahiert und anschließend durch Eintauchen eines Lateral-Flow Teststreifens in die Testlösung mithilfe einer Verfärbung des Teststreifens die Belastung durch Schimmelpilze überprüft.The DE 10 2010 064 251 A1 describes the state of the art, which includes, for example, used rapid test method. As part of a rapid test is usually made by hand a swab using a cotton swab or the like, extracted in a test solution and then checked by dipping a lateral flow test strip in the test solution by means of a discoloration of the test strip, the burden of mold.

Im Rahmen der genannten Offenbarung wird auch eine Weiterentwicklung dieser Lösung angesprochen, gemäß derer zunächst ein Ansaugen von Luft durch ein Filter vorgenommen wird, und im Folgenden eine ähnliche Überprüfung anhand des Filters durchgeführt wird.In the context of the cited disclosure, a further development of this solution is also addressed, according to which first an intake of air through a filter is carried out, and a similar check on the basis of the filter is subsequently carried out.

Diese Verfahren des Standes der Technik ermöglichen jedoch keinen geeigneten Einsatz bei der Herstellung von Lebensmitteln, welche üblicherweise im industriellen Maßstab durchgeführt wird. Hierzu wäre es erforderlich, flächendeckend derartige Tests durchzuführen, so dass ganze Ladungen von zugelieferten Ausgangsprodukten hinsichtlich eines möglichen Schimmelbefalles zu überprüfen wären, was mit den genannten Lösungen nicht kostendeckend möglich ist.However, these prior art methods do not allow suitable use in the production of food, which is usually carried out on an industrial scale. For this purpose, it would be necessary to carry out such tests nationwide, so that whole loads of delivered starting products with respect to a possible mold infestation would have to be checked, which is not cost-covering possible with the solutions mentioned.

Beispielsweise bei der Anlieferung von Tomaten zur Weiterverarbeitung oder auch bei der Anlieferung von Trauben und dergleichen stellt sich jedoch das Problem, dass insbesondere die zuunterst liegenden Früchte, welche hierbei sowohl den Flüssigkeiten, welche aus weiter oben liegenden Früchten austreten als auch dem Gewicht der darüber liegenden Früchte ausgesetzt sind, in besonderem Maße anfällig für den Befall mit Schimmelpilzen sind. Gerade diese Teile einer Lieferung können am Schlechtesten überprüft werden, da sie aufgrund ihrer Lage in dem Behälter am wenigsten zugänglich sind. Zudem müsste eine Lösung gefunden werden, welche im industriellen Maßstab durchführbar ist, um zum einen die Qualität des Lebensmittels, welches aus den Ausgangsprodukten hergestellt wird gewährleisten zu können, zum anderen aber auch um einen angepassten Preis der angelieferten Ausgangsprodukte abhängig von deren Qualität festlegen zu können.For example, in the delivery of tomatoes for further processing or in the delivery of grapes and the like, however, there is the problem that in particular the lowest fruit, which in this case both the liquids, which emerge from fruit lying above and the weight of the overlying Fruits exposed are particularly susceptible to infestation with molds. It is precisely these parts of a delivery that can be checked most badly, since they are the least accessible due to their location in the container. In addition, a solution would have to be found which is feasible on an industrial scale in order to be able to ensure the quality of the food produced from the starting materials, but also to be able to set an adjusted price of the delivered starting products depending on their quality ,

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität von Ausgangsprodukten im Rahmen einer Lebensmittelherstellung zu beschreiben, welches eine sichere Erkennung von Schimmelpilzen ermöglicht, aber gleichzeitig unter Kostenaspekten sinnvoll in einer industriellen Lebensmittelherstellung einsetzbar ist.Against this background, the present invention is based on the object of describing a method for determining the quality of starting products in the context of a food production, which enables reliable detection of molds, but at the same time can be usefully used in cost-cutting industrial food production.

Gelöst wird dies durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch die Verwendung eines NIR-Spektrometers gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 5. Sinnvolle Weiterentwicklungen des Verfahrens können den Unteransprüchen 2 bis 4 entnommen werden.This is achieved by a method according to the features of claim 1 and by the use of an NIR spectrometer according to the features of the independent claim 5. Meaningful developments of the method can be taken from the subclaims 2 to 4.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht die Verwendung eines NIR-Spektrometers vor, mit welchem die Ergosterindetektion vorgenommen werden kann. Hierzu erfolgt eine Kalibrierung des NIR-Messgerätes zur Detektion von Ergosterin, so dass eine eindeutige Erfassung möglich ist. Das NIR-Spektrometer wird hierbei einem Produktionsbehältnis zugeordnet, wobei es sich sowohl um einen Behälter zur Aufbewahrung von Ausgangsprodukten oder Gemischen handeln kann, als auch um Produktleitungen, Trichter und dergleichen mehr. Das NIR-Spektrometer wird hierbei sämtliche an ihm vorüber geführten Produkte hinsichtlich des Vorhandenseins und/oder gegebenenfalls auch einer Konzentrationsüberprüfung hinsichtlich des Ergosterins unterziehen, um die ermittelten Daten durch eine Datenverarbeitungseinheit auswerten zu lassen. Die durch das NIR-Spektrometer ermittelten Spektren werden hierfür an eine Datenverarbeitungseinheit übermittelt, welche separat oder baueinheitlich mit dem NIR-Spektrometer verbunden sein kann. Die Datenverarbeitungseinheit führt eine Auswertung des ermittelten Spektrums durch, und ermittelt aus den Daten des Spektrums, ob die Probe Ergosterin enthält und wenn dies der Fall ist bedarfsweise auch in welcher Konzentration das Ergosterin in der Probe enthalten ist.The solution according to the invention provides for the use of an NIR spectrometer with which the ergosterol detection can be carried out. For this purpose, a calibration of the NIR measuring device for the detection of ergosterol, so that a clear detection is possible. The NIR spectrometer is assigned here to a production container, which may be both a container for the storage of starting products or mixtures, as well as product lines, funnels and the like. In this case, the NIR spectrometer will subject all the products passed to it with regard to the presence and / or possibly also a concentration check with respect to the ergosterol in order to have the ascertained data evaluated by a data processing unit. For this purpose, the spectra determined by the NIR spectrometer are transmitted to a data processing unit, which can be connected separately or structurally with the NIR spectrometer. The data processing unit carries out an evaluation of the determined spectrum, and determines from the data of the spectrum whether the sample contains ergosterol and, if necessary, also in which concentration the ergosterol is contained in the sample.

Hierdurch ist es beispielsweise möglich, dass ein angeliefertes Behältnis mit Ausgangsprodukten, im eingangs genannten Beispiel etwa Tomaten, über eine Zuführleitung in einen Zwischentank verbracht wird, wobei der Zuführleitung oder dem Zwischentank ein NIR-Spektrometer zugeordnet ist. Das NIR-Spektrometer wird innerhalb der Zuführleitung in regelmäßigen Abständen Messungen durchführen, so dass anhand dieser Daten die Datenverarbeitungseinheit über die Zeit hinweg die Qualität der Ausgangsprodukte überprüfen kann und einen Durchschnitt der Ergosterinbelastung feststellt. Es kann hierbei vorgesehen werden, dass das Ausgangsprodukt bis zu einer Feststellung der Ergosterinbelastung separiert gehalten wird, so dass eine Freigabe des Produktes nur bei Unterschreiten eines Grenzwertes der Ergosterinkonzentration zur weiteren Verwendung freigegeben wird. Anhand der ermittelten Ergosterinkonzentration kann dann auch ein Preis für die vollständige Lieferung an Ausgangsprodukten festgesetzt werden, welcher der Qualität der Ware entspricht. This makes it possible, for example, that a container supplied with starting products, in the example mentioned above, such as tomatoes, is transported via a feed line into an intermediate tank, wherein the feed line or the intermediate tank is assigned an NIR spectrometer. The NIR spectrometer will periodically take measurements within the supply line so that over time the data processing unit can verify the quality of the output products and establish an average of the ergosterol load. It can be provided in this case that the starting material is kept separated until a determination of the ergosterol load, so that a release of the product is released only when falling below a limit of ergosterol for further use. On the basis of the determined ergosterol concentration, a price for the complete delivery of starting products can be set, which corresponds to the quality of the goods.

In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, nicht oder nicht nur die Ausgangsprodukte hinsichtlich des Ergosterins zu überprüfen, sondern auch das entstehende Produkt, indem ein Produktionsbehältnis überwacht wird, welches ein Gemisch aus mehreren Ausgangsprodukten enthält. Durch eine regelmäßige Probenentnahme wird das NIR-Spektrometer auch hier, wie bereits bei der Ermittlung von Spektren in den vorgenannten Fällen, eine repräsentative Entnahme vornehmen, anhand derer ein Spektrum ermittelt und dieses der Datenverarbeitungseinheit zugeführt wird. Die Datenverarbeitungseinheit wird ermitteln, welchen Gehalt an Egosterin die Probe umfasst, so dass im Weiteren über die weitere Verwendung des Gemisches entschieden werden kann. Im Falle eines Überschreitens des Grenzwertes der Egosterinkonzentration ist entweder eine weitere Beimischung anderer Zutaten, oder ein Verwerfen des Produktes erforderlich.In this connection, it is also possible to check not or not only the starting products for ergosterol, but also the resulting product by monitoring a production container containing a mixture of several starting products. As a result of regular sampling, the NIR spectrometer, as in the determination of spectra in the abovementioned cases, will carry out a representative sampling, by means of which a spectrum is determined and supplied to the data processing unit. The data processing unit will determine what content of Egosterin the sample comprises, so that it can be decided in the further on the further use of the mixture. In the case of exceeding the limit of the concentration of egosterone, either a further admixture of other ingredients or discarding of the product is required.

Insbesondere ist es auch möglich, die Grenzwertbestimmung nicht anhand einzelner Proben, sondern an einem Durchschnitt mehrerer, über die Zeit hinweg genommener sukzessiver Messungen zu verwenden, so dass ein Durchschnitt dieser Messungen, gegebenenfalls auch gewichtet, als Messergebnis verwendet werden kann.In particular, it is also possible to use the limit value determination not on the basis of individual samples, but on an average of a plurality of successive measurements taken over time, so that an average of these measurements, optionally also weighted, can be used as the measurement result.

Vorstehend beschrieben ist somit ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität von Ausgangsprodukten im Rahmen einer Lebensmittelherstellung, welches unter Verwendung eines NIR-Spektrometers im industriellen Rahmen eine Überprüfung von Ausgangsprodukten, Zwischenprodukten oder Endprodukten hinsichtlich des Gehalts von Ergosterin und damit des Vorhandenseins von Schimmelpilzen ermöglicht.Thus, what has been described above is a method for determining the quality of starting products in the context of a food production which, using an NIR spectrometer on an industrial scale, makes it possible to check the starting materials, intermediates or end products with regard to the content of ergosterol and thus the presence of mold fungi.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010064251 A1 [0004] DE 102010064251 A1 [0004]

Claims (5)

Verfahren zur Bestimmung der Qualität von Ausgangsprodukten im Rahmen einer Lebensmittelherstellung hinsichtlich eines Pilzbefalls, bei welchem eine Detektion von Ergosterin durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Produktionsbehältnis ein NIR-Spektrometer zugeordnet ist, mit welchem ein Spektrum eines in dem Produktionsbehältnis enthaltenen Produkts erfasst und an eine Datenverarbeitungseinheit übermittelt wird, woraufhin die Datenverarbeitungseinheit eine Auswertung des Spektrums hinsichtlich des Vorhandenseins und/oder der Konzentration an Ergosterin in dem Produkt durchführt.Method for determining the quality of starting products in the context of food production with regard to fungal infestation, in which a detection of ergosterol is carried out, characterized in that at least one production container is assigned an NIR spectrometer with which a spectrum of a product contained in the production container is detected and is transmitted to a data processing unit, whereupon the data processing unit performs an evaluation of the spectrum with regard to the presence and / or the concentration of ergosterol in the product. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktionsbehältnis die Ausgangsprodukte selbst enthält und eine Freigabe der Ausgangsprodukte zur weiteren Verarbeitung von der Datenverarbeitungseinheit nur dann erteilt wird, wenn ein Grenzwert der Ergosterinkonzentration nicht überschritten wird.A method according to claim 1, characterized in that the production container contains the starting products themselves and release of the starting products for further processing by the data processing unit is only issued if a limit of ergosterol concentration is not exceeded. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktionsbehältnis ein Gemisch aus mehreren Ausgangsprodukten enthält und eine Freigabe des Gemischs zur weiteren Verarbeitung von der Datenverarbeitungseinheit nur dann erteilt wird, wenn ein Grenzwert der Ergosterinkonzentration nicht überschritten wird.A method according to claim 1, characterized in that the production container contains a mixture of a plurality of starting products and release of the mixture for further processing by the data processing unit is only issued if a limit of ergosterol concentration is not exceeded. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Ergosterinkonzentration von der Datenverarbeitungseinheit ein Durchschnitt über mehrere Messungen hinweg gebildet und dieser Durchschnitt als Messergebnis verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the determination of the ergosterol concentration by the data processing unit, an average is formed over a plurality of measurements and this average is used as the measurement result. Verwendung eines NIR-Spektrometers im Rahmen einer Ergosterindetektion und/oder einer Bestimmung der Ergosterinkonzentration in einem Produkt, wobei zur Bestimmung der Qualität von Ausgangsprodukten einer Lebensmittelherstellung hinsichtlich eines Pilzbefalls ein mittels des NIR-Spektrometers erfasstes Spektrum von einer Datenverarbeitungseinheit ausgewertet wird.Use of an NIR spectrometer in the context of an ergosterol detection and / or a determination of the ergosterol concentration in a product, wherein for determining the quality of starting products of a food production with respect to a fungal attack, a spectrum detected by means of the NIR spectrometer is evaluated by a data processing unit.
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