Spectrale beeldverwerking vertelt over geur en smaak
Uit onderzoek van Plant Research International, onderdeel van WageningenUR, blijkt dat spectrale beeldverwerking uitstekend geschikt is voor hetbepalen van smaak- en geurstoffen in fruit en andere landbouwproducten.De methode die Ing. Gerrit Polder heeft ontwikkeld en waarop hij 28 oktoberin Delft promoveert, maakt het mogelijk om nauwkeurig te sorteren op zulkeinhoudsstoffen als maat voor kwaliteit. De nieuwe methode kan in de toekomstook zijn dienst bewijzen in de farmaceutische industrie of de recycling.
| Spectrale beeldverwerking is een methode die plaatselijk de absorptie en weerkaatsingmeet van specifieke golflengtes licht waarmee een object, zoals een vrucht,wordt bestraald. Polder heeft onderzoek gedaan naar inhoudsstoffen van tomaaten van graankorrels. Elke inhoudsstof heeft eigen karakteristieken voor hetabsorberen en weerkaatsen van licht en kunnen hiermee dus worden herkend zonderde vrucht kapot te maken.
Een concreet voorbeeld is het rijpingsproces van tomaat dat goed gevolgd kanworden via spectrale beeldverwerking. Wanneer een tomaat onrijp en groen is,bevat de vrucht chlorofyl. Wanneer de tomaat rijpt wordt het chlorofyl afgebrokenen carotenen, waaronder lycopeen aangemaakt. Door via spectrale beeldverwerkingde hoeveelheden chlorofyl en lycopeen te meten kan het rijpingsproces veelnauwkeuriger worden gevolgd dan alleen te kijken naar de uiterlijke roodkleuring.Voorheen werd voornamelijk geselecteerd via camera’s die de kleur aande buitenkant konden meten.
Polder heeft met behulp van de spectroscopische meetopstelling enkele millimetersin tomaat gekeken en door graankorrels heen om aantasting door Fusarium tezien. De spectrale beelden die deze meetopstelling opleveren geven per beeldpunt(pixel) een kompleet absorptie- of reflectiespectrum. De onderzoeker heeftdeze beelden geijkt met gegevens afkomstig van chemische analyse apparatuur(HPLC- vloeistofchromatograaf). Na ijking kunnen spectroscopische meetgegevensdirect zeer nauwkeurig vertaald worden naar aanwezigheid en hoeveelheid inhoudsstoffen.
Sorteermachines met camera’s die uitsluitend selecteren op uiterlijkekleur hebben het nadeel dat geen rekening wordt gehouden met de aanwezige inhoudsstoffendie de smaak en geur bepalen.
Spectroscopie biedt hier mogelijkheden. |
|
| Appel-sorteermachine als een voorbeeld waarbij de techniek van spectrale beeldverwerking toegepast kan worden | |
Huidige methoden van spectroscopie concentreren zich slechts op éénpunt in de vrucht, of er wordt een gemiddelde berekend van de hele vrucht.Hierdoor kunnen bijvoorbeeld rotte plekjes over het hoofd worden gezien. Nietuniform gerijpte vruchten worden zo niet onderkend. Polder’s methodebekijkt de gehele vrucht.
Een probleem hierbij is echter de grote bulk aan data die verkregen wordt.Hierdoor kan het meetsysteem vertragen en dit verlaagt de sorteersnelheid.Een oplossing kan zijn om uitsluitend specifieke golflengtes te meten, waarmeespecifieke inhoudsstoffen kunnen worden opgespoord. Dit kan via CMOS-camera’s.Dit zijn camera’s waarbij een klein deel van het beeld uitgelezen kanworden, in tegenstelling tot het complete beeld bij de huidige CCD camera’s.Dit maakt het mogelijk om alleen de interessante golflengtes te selecteren.
Andere toepassingen van spectrale beeldverwerking waar momenteel onderzoekaan wordt gedaan zijn het scheiden van afvalstromen en het onafhankelijk vanomgevingsfactoren meten van de kleur van siergewassen voor het verlenen vankwekersrecht.
NOOT VOOR DE REDACTIE
Ing. Gerrit Polder verdedigt op donderdag 28 oktober 2004 vanaf 10.00 uur inde Senaatszaal van de Aula van de Technische Universiteit Delft, Mekelweg5 zijn proefschrift Spectral Imaging for measuring biochemicals in plantmaterial. Meer informatie of beeldmateriaal bij Edwin Luijks, tel.0317 483915, edwin.luijks@wur.nl.Inhoudelijke informatie bij Gerrit Polder, tel. 0317 476842 gerrit.polder@wur.nl