NFOB16005U  Hurtigmetoder til måling af fødevarekvalitet

Årgang 2018/2019
Engelsk titel

Rapid Food Quality Control Methods

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i fødevarer og ernæring

Kursusindhold

Fra et fysisk, kemisk og biologisk perspektiv er fødevarer (og fremstilling af fødevarer) komplekse multi-faktorielle systemer. Derudover består fødevareproduktionsprocesser ofte af en række enhedsoperationer, der hver især påvirker råvarernes egenskaber.

Når virksomheder udtager prøver til analyse i laboratoriet fra produktionen (råvarer, ingredienser, processtrømme, slutprodukter), er der ofte et krav om, at et laboratorieresultat skal foreligge hurtigt. I mange virksomheder er de traditionelle fødevareanalytiske metoder (fx Kjeldahl, Fisher, vandaktivitet, Brix etc.) og instrumenter (som HPLC, GC-MS eller LC-MS) blevet erstattet af spektroskopiske hurtigmetoder. De spektroskopiske hurtigmetoder har en lang række fordele – bl.a. kan de generere resultater på få sekunder og er meget lette af betjene. Desuden bruges der ikke kemikalier til prøveforberedelse. Brugen af spektroskopiske hurtigmetoder kan derfor bruges til at øge antallet af analyser og derved give industrien en markant forbedret forståelse for deres råvarer, processer og produkter. Denne forståelse kan efterfølgende udnyttes til at forbedre proceseffektiviteten og føre til en forbedret produktkvalitet og -sikkerhed.

En hastig udvikling af teknologien i måleinstrumenterne de seneste år har gjort, at instrumenterne bliver mere og mere udbredt i industrien. Målet med kurset er at gøre den studerende bekendt med teknologien bagved hurtigmetoderne, og de fordele og ulemper, de har. På kurset bliver det demonstreret, hvordan optisk spektroskopi og specielt nærinfrarød spektroskopi (NIRS) i kombination med multivariat databehandling kan bruges som ikke-destruktiv hurtigmetode, der med fordel kan erstatte de traditionelle referencemetoder. De studerende vil få indblik i hvordan relevante kvalitetsparametre som vand-, fedt-, protein- og kulhydratindhold, samt de mere detaljerede parametre som fx fedtsyresammensætning, vitaminindhold og fiberindhold med fordel kan bestemmes med NIRS i laboratoriet i forskellige fødevarematricer. Kalibrering af de multivariate modeller, der benyttes i NIRS hurtigmetoderne, bliver demonstreret og afprøvet ved laboratorieforsøg. Det bliver yderligere diskuteret, hvordan essentielle produkt- og produktionsparametre som temperatur, pH, vandindhold, ledningsevne, tørstofindhold, farve og viskositet påvirker NIRS målinger, og hvordan de indirekte eller direkte kan bestemmes.

Målbeskrivelser

Når kurset er færdigt forventes den studerende (at kunne/have):

Viden

  • Kendskab til de mest udbredte fødevarekemiske metoder til bestemmelse af vand-, protein-, fedt- og kulhydratindhold

  • Kendskab til de fysiske principper bag anvendt optisk spektroskopi herunder specielt NIRS

  • Kendskab til prøvepræsentation ved spektroskopisk måling

  • Kendskab til principperne bag instrumentkalibrering af en spektroskopisk hurtigmetode beregnet for prædiktion af kvalitetsparametre målt med traditionelle analytiske metoder (supervised overvågning)

  • Kendskab til, at brugen af hurtigmetoder ikke blot kan give information om kemiske kvalitetsparametre, men også fysiske parametre som partikelstørrelse, polymorfisk form og vandindhold.

  • Kendskab til værdien af, at de spektroskopiske hurtigmetoder kan måle relative forskelle i fødevarer før og under processering samt at detektere uregelmæssigheder i produktsammensætning (unsupervised overvågning)

  • Kendskab til værdien af korrekt afrapportering af resultater fra multivariate kalibreringer

 

Færdigheder

  • Anvende instrumenter til måling af relevante parametre som fx temperatur, pH, vandindhold, ledningsevne, tørstofindhold, farve eller viskositet på fødevarer

  • Redegøre for værdien af ikke-destruktive målinger for relevante fødevarer

  • Identificere og udføre analyse af problemstillinger fra et givent produktionsscenarie

  • Udtage og behandle prøver fra en fødevareproduktion

  • Forklare sammenhængen mellem kompleksiteten af fødevarematricer og relevansen af ikke-destruktive målinger med NIRS

  • Udvikle en hurtigmetode

  • Anvende relevante programmer til at indlæse data, samt at udføre simpel statistisk analyse (ANOVA, PCA, Lineær regression, MLR, PLS)


Kompetencer

  • At have en kritisk tilgang til dataopsamling og de indhentede data

  • At specificere og indhente data til analyse af en given problemstilling

  • At kunne kombinere fødevareviden, produktionsviden og dataanalytiske evner til kritisk analyse af konkrete problemstillinger

  • At samarbejde med medstuderende om analyse og afrapportering af casestudier

  • At præsentere opnåede resultater og konklusioner i en industriel relevant kontekst

Se Absalon for kursuslitteratur

De studerende vil kunne drage fordel af kompetencer indenfor områderne fødevarekemi, dataanalyse og råvarekvalitet
Kurset veksler mellem forelæsninger, industrielle foredrag og to større laboratorieøvelser, hvor NIRS bliver anvendt på forskellige fødevarer med det formål at kvalitetsbestemme og udvikling af multivariate kalibreringer.

Ved kursets start får de studerende (i grupper) tildelt en case med en aktuel problemstilling hentet fra industrien. Casen følger den studerende gennem hele kurset, og gruppen vil blive bedt om analysere problemstillingen og vise hvordan viden opnået på kurset samt data indhentet fra kursets laboratorieøvelser kan anvendes til at adressere den/de identificerede problemstillinger. Hver gruppe vil have mulighed for at diskutere deres case og få vejledning af kursets undervisere i et begrænset omfang. Herudover opfordres de studerende til selv at kontakte personer i industrien, der kan belyse problemstillingen yderligere, og i øvrigt selv at tilvejebringe information, der kan bruges til casearbejdet. Gruppernes casearbejde vil blive diskuteret løbende i plenum.
Kurset er målrettet studerende på bacheloruddannelsen i fødevarer og ernæring (specialisering i kvalitet og teknologi/​fødevareingeniør). DTU-studerende kan ansøge eget studienævn om forhåndsgodkendelse til kurset.
Mundtlig
Kollektiv
Løbende feedback i undervisningsforløbet
Peerfeedback (studerende giver hinanden feedback)
Point
5 ECTS
Prøveform
Skriftlig aflevering, Ved kursets afslutning
Skriftlig prøve, 2 timer med opsyn.
Kurset er udtaget til ITX-eksamen på Peter Bangs Vej.

Hver gruppe afleverer en rapport på maks. 10 sider baseret på deres casearbejde ved kursets afslutning. Det skal anføres i rapporten, hvilke gruppemedlemmer der har udarbejdet de enkelte afsnit.
Der bliver afholdt en skriftlig prøve (blandet multiple-choice og opgaver med åben formulering) på to timer i eksamensugen. Alle hjælpemidler er tilladt ved prøven.
Karakteren er sammensat af en vurdering af den studerendes individuelle arbejde i gruppens rapport (50% af samlet karakter) og den skriftlige prøve (50% af samlet karakter). Gennemsnittet af den samlede karakter skal være bestået.
Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt

OBS: Hvis eksamen afholdes på ITX, stiller ITX computer til rådighed. Egen computer, tablet eller mobiltelefon må IKKE medbringes. Lærebøger og noter medbringes i papirform eller på USB-stik.

Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere.
Reeksamen

Samme som ordinær eksamen. 

En dumpet rapport kan genafleveres og indgår i bedømmelsen sammen med karakteren for den skriftlige prøve taget ved reeksamen (blandet multiple choice og opgaver med åben formulering).

Har den studerende været forhindret i at deltage i laboratorieøvelserne, vil den studerende få udleveret caseformulering samt laboratorieresultater, og der skal afleveres en caserapport før reeksamen. Der vil desuden være skærpet fokus på den studerendes forståelse af den praktiske tilgang til opnåelse af resultaterne præsenteret ved reeksaminationen.

Kriterier for bedømmelse

Se målbeskrivelsen

  • Kategori
  • Timer
  • Eksamen
  • 2
  • Øvelser
  • 18
  • Projektarbejde
  • 50
  • Forberedelse
  • 20,5
  • Vejledning
  • 2
  • Forelæsninger
  • 25
  • Teoretiske øvelser
  • 20
  • I alt
  • 137,5