Nieuwe technieken voor controle en ontwikkeling van de microstructuur van voedingsmiddelen met behulp van X-stralen computertomografie (TOMFOOD)

Dit project heeft tot doel om driedimensionele CT-scanning (X-ray computed tomography) te introduceren en te verkennen op zijn mogelijkheden voor innovatief voedingsonderzoek. Meerbepaald beoogt de onderzoeksgroep: 1. de ontwikkeling van nieuwe apparatuur voor onderzoek naar de structuur van poreus voedsel, 2. de ontwikkeling van nieuwe tomografische methoden voor verbeterde kwantificatie van structuurparameters, 3. een beter inzicht in de relaties tussen productieproces, structuur en structurele eigenschappen, 4. een methode voor het design en de ontwikkeling van nieuwe processen en producten en 5. de ontwikkeling van apparatuur voor online kwaliteitscontrole. In elk van deze domeinen is het de ambitie om essentiële doorbraken te realiseren die kunnen leiden tot innovaties voor de Vlaamse voedingsindustrie. De microstructuur van voeding (organisatie en interactie der voedingsbestanddelen) beïnvloedt de kwaliteit, stabiliteit en bewaarbaarheid van de voeding. De microstructuur zelf is tijdens het productieproces niet stabiel. Bestaande poreuze structuren worden vernietigd en nieuwe worden gecreëerd. Een goede kennis van de microstructuur, hoe deze verandert tijdens de processing, en zijn verband met een goede kwaliteit, kan voor bedrijven een groot economisch voordeel bieden.

In het onderzoeksteam bevinden zich zowel voedingstechnologen als experts in X-stralenfysica en beeldvormingsanalyse. Elk van de projectdoelstellingen wordt een programma van werkpakketten. We focussen op 3 belangrijke voedingscategorieën, namelijk zuivel, groenten en fruit en bakkerijproducten. ILVO neemt de categorie zuivel op zich: roomijs, mousses, opgeklopte room, toppings, UHT melk, boter, yoghurt en kaas. Bij de eerste vier is vooral de verdeling en grootte van de luchtbellen van belang. Deze hebben een invloed op de stabiliteit en opklopeigenschappen zoals overrun. Door sedimentatie van de eiwitten in UHT melk wordt dan weer de houdbaarheid beïnvloed, net als bij wei-afscheiding bij yoghurt. In boter speelt de verdeling van waterdruppels een rol bij de microbiologische stabiliteit. Een belangrijke kwaliteitsparameter bij de kaasproductie is de oogvorming (gaten in de kaas). Met behulp van CT kunnen deze op een niet-destructieve wijze in beeld worden gebracht en gemeten.

Dit project speelt in op belangrijke sociale, ecologische en economische uitdagingen in de voedingssector. Er is de groeiende vraag naar veiligere en gezondere kwaliteitsvoeding die de competitie op de wereldmarkt aankan. Interne defecten of textuurafwijkingen worden daarbij niet meer aanvaard. CT-scanning, wat al geruime tijd gebruikt wordt in de geneeskunde, biedt de mogelijkheid om interne structuren in voedingsproducten te visualiseren in drie dimensies en te kwantificeren zonder de destructie van het eigenlijke product. Wij verwachten een grote stap vooruit wanneer het technisch en economisch mogelijk wordt om de verandering van de microstructuur doorheen het proces en tijdens de bewaring in beeld te brengen. Tot op heden gebruikt men enkel tweedimensionele licht-, confocale of elektronenmicroscopie. De nodige staalvoorbereiding hierbij is echter vaak erg langdurig, duur en ingewikkeld. Dat is de reden waarom deze technieken vaak enkel toegepast bij onderzoek en niet in de bedrijven in functie van kwaliteitscontrole. Dit onderzoek biedt perspectief op belangrijke innovaties inzake sensorentechnologie, ICT en kwaliteitsmetingen in de voedingsindustrie.