Разработка научно-технических основ контроля качества и безопасности мясных продуктов с помощью гиперспектрального анализа и терагерцового излучения

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-16-00124

НазваниеРазработка научно-технических основ контроля качества и безопасности мясных продуктов с помощью гиперспектрального анализа и терагерцового излучения

Руководитель Бараненко Денис Александрович, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-301 - Технология пищевых продуктов

Ключевые слова Сельскохозяйственное сырьё, пищевые продукты, жирнокислотный состав, терагерцовый, спектроскопия с разрешением во времени, оптические свойства

Код ГРНТИ65.09.03

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Необходимы надёжные и доступные средства контроля качества и обеспечения безопасности мясных продуктов, в том числе, обнаружения опасных компонентов, что позволит обеспечить переход к экологически чистому агрохозяйству и предотвратить возможные негативные последствия для здоровья населения. В настоящее время контроль содержания антибиотиков, гормонов и жирнокислотного состава пищевых продуктов осуществляется с помощью дорогостоящих, трудоёмких и продолжительных методик, в основном хроматографических. Контроль качества мясных продуктов, в основном, осуществляется с помощью органолептического анализа, который требует высокой квалификации и объективности сотрудников и, главное, плохо документируется. Использование гиперспектрального анализа и терагерцового излучения для определения параметров качества и безопасности мясных продуктов позволит снизить продолжительность одного анализа с нескольких часов до одной минуты, снизить затраты на проведение испытаний и при этом получать полностью прослеживаемые и документируемые данные объективного инструментального исследования. Это позволит в десятки и сотни раз увеличить количество анализируемых образцов мясной продукции, а также дополнить базы данных производимой продукции её характеристиками. При времени анализа менее одной минуты может быть обеспечен потоковый неразрушающий контроль каждой упаковочной единицы на стадии перед упаковкой продукта. Кроме того, анализ мясных продуктов импульсным терагерцовым излучением диапазона от 0,1 до 2,0 ТГц является идеальной неконтактной, неионизирующей, безопасной технологией неразрушающего контроля без вскрытия упаковки. Наиболее распространённые материалы тары для мясных продуктов – различные виды полимеров, проницаемы для терагерцового излучения, поэтому позволяют осуществлять анализ содержимого без вскрытия упаковки. Широкополосное терагерцовое излучение, отраженное от объекта, несет большой объем информации о его спектральных свойствах, благодаря наличию колебательных, вращательных и трансляционных спектральных линий молекул, входящих в состав пищевых продуктов. Контроль упакованных мясных продуктов может осуществляться для предотвращения фальсификации через сравнение с ранее полученными спектральными характеристиками для данного вида продукции. Основное конкурентное преимущество разрабатываемых методик комплексного гиперспектрального и терагерцового анализа – это возможность за однократное сканирование произвести полный цикл исследований: определение спектральных свойств материалов, дающее возможность качественного или количественного детектирования его свойств и потенциально опасных компонентов, и одновременно, может быть получена томографическая визуализация локализации нежелательных объектов. Научная новизна проекта заключается в разработке систематических подходов к применению гиперспектрального анализа совместно с терагерцовым излучением для определения диапазона качественных характеристик и наиболее опасных органических контаминантов в широком ассортименте мясных продуктов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Беляева А.С., Романова Г.Е., Чертов А.Н. Analysis of chromatic aberrations influence on operation of the tunable AOTF-based source Journal of Physics: Conference series (год публикации - 2021)

2. Бараненко Д., Булькран М.С., Борисова И., Астафьева Б., Лу В., Абд Эль-Аты А.М. Translocation of phthalates from food packaging materials into minced beef Frontiers in Nutrition (год публикации - 2021)

3. Баранова А., Лыкина А., Антонова Д., Смолянская О. Optical properties of crystalline lactose fluidized with dilutions of various substances in the terahertz frequency range Pharmaceutics, 14(1), 32 (год публикации - 2022)
10.3390/pharmaceutics14010032

4. Тютьков Н., Жернякова А., Бирченко А., Эминова Э., Надточий Л., Бараненко Д. Probiotics viability in frozen food products Food Bioscience, 50, 101996 (год публикации - 2022)
10.1016/j.fbio.2022.101996

5. Элмессери В.М. , Гутьеррес Дж., Шамс М.Ю., Альхаг С.К., Моганм Ф.С., Эль-Мессери Т.М., Бараненко Д.А., Маклаков Д.В., Мулюкин М.А., Петрова Ю.Ю., Эльсайед С., Элвакил А.Э. Semantic segmentation of microbial alterations based on SegFormer Frontiers in Plant Science (год публикации - 2023)

6. Бараненко Д., Смолянская О., Ильина В., Курбонова М., Тютков Н., Лу В., Эль-Мессери Т. Rapid detection of antibiotic residues in food matrices with terahertz spectroscopy Food Control (год публикации - 2024)

Публикации