“Ook telers, importeurs en keurmeesters kunnen in de toekomst aan de slag met het non-destructief meten van de kwaliteit van groenten en fruit”

Eelke Westra, Wageningen Food and Biobased Research: “Ook telers, importeurs en keurmeesters kunnen in de toekomst aan de slag met het non-destructief meten van de kwaliteit van groenten en fruit”

Wie van avocado’s houdt, heeft het weleens meegemaakt: je koopt een prachtig exemplaar in de winkel, je komt thuis en na het boodschappen doen heb je wat honger gekregen. De avocado kijkt je verleidelijk aan. Het water komt je in de mond en dus snij je hem meteen open. En dan komt die bruine vlek tevoorschijn aan de punt van het fruit. Dat had je niet verwacht…

Wageningen Food & Biobased Research slaagt erin om met een nieuwe methode om bij avocado’s stem-end rot – die bruine vlek aan de punt van het fruit – op te sporen zes dagen vóórdat dit met het blote oog waar te nemen valt. Deze methode heeft als voordeel dat de avocado niet opengesneden of ingedrukt hoeft te worden.

Non-destructief meten van de kwaliteit van groenten en fruit – want de methode is veel ruimer toe te passen dan alleen maar op avocado’s – kan de AGF-sector in al haar fasen grote diensten bewijzen. Van de teler die wil weten of zijn fruit rijp genoeg is om te oogsten en de importeur die wil checken of de kwaliteit bij aankomst van de container voldoet aan de vooropgestelde eisen van de distributeur, die de rijpheid in het opslagmagazijn wil opvolgen. En wat vroeger en nu veelal gebeurt in een onderzoeksfaciliteit, zal in de toekomst mogelijk moeten worden met een handmeter. Uiteraard kan de techniek ook op sorteerlijnen worden ingebouwd, wat misschien nog de grootste toepassing is.

ZICHTBARE EN NABIJ-INFRAROOD SPECTROSCOPIE

“Het doel van onze onderzoekslijn is allerlei kwaliteitsaspecten te meten zonder het product te beschadigen. We kijken welke sensoren welke parameters kunnen meten,” vertelt Eelke Westra, Programma manager Postharvest Quality bij Wageningen Food & Biobased Research. “We doen dat met zichtbare en nabij-infrarood spectroscopie, een optische techniek die berust op de interactie van elektromagnetische straling (400-2500 nm) met het fruit. Naast kleur nemen we ook veel andere aspecten waar via absorptie van het spectrum door bepaalde chemische elementen die aan het oppervlak of net onder het oppervlak van het product zitten. We krijgen een kijk op fysische eigenschappen zoals oppervlaktetextuur, stevigheid of deeltjesgrootte en op chemische aspecten zoals het gehalte aan vocht, eiwitten, zetmeel, suikers en olie.”

FYSISCHE EN CHEMISCHE EIGENSCHAPPEN

Het onderzoek splitst zich op in twee hoofdbestanddelen die samen moeten leiden tot de kwaliteitsbepaling van een versproduct. Ten eerste moet er onderzocht worden welke fysische en chemische eigenschappen precies ten grondslag liggen aan een bepaald kwaliteitsaspect. Dit moet ook per product gebeuren, want elke soort is anders. Eelke legt uit: “We kunnen wel omschrijven wat een rijpe avocado is: hij moet zacht zijn, voldoende olie hebben, mag niet draderig zijn, enz. Maar wat is het nu precies in het vruchtvlees dat daarvoor zorgt? Wat moet je dus meten?” En ten tweede moet er gekeken worden welke

Eelke Westra

Beeldanalyse druiven

techniek en welke sensoren die onderliggende fysische en chemische eigenschappen nauwkeurig kunnen meten. Zonder het product aan te raken.

“We zijn nog zoekende wat de fysische eigenschappen zijn die ervoor zorgen dat een avocado rijp is. Met het bestaande instrumentarium kan men bijvoorbeeld al de hardheid en het oliegehalte meten, maar daarmee heb je nog niet het volledige plaatje om te weten of een avocado rijp is. Daar kom je al een eind mee, maar nog niet helemaal. Dat doorgronden is dus wel de heilige graal vinden.”

METEN DOORHEEN DE KETEN

Elke meettechniek focust op de toestand van het product op een gegeven moment, waarna men dan als importeur of distributeur een besluit neemt wat met het product te doen. Maar Eelke is er ook van overtuigd dat er op meer momenten in het leven van het product metingen zouden moeten worden uitgevoerd om beter zicht te krijgen op de kwaliteit ervan. “Meten op stevigheid, vetgehalte en droge stofgehalte bijvoorbeeld zou op meerdere punten in de keten moeten gebeuren: na de oogst, bij aankomst Nederland, na rijping. We zouden van elke batch datasets moeten bijhouden, en niet alleen van metingen, maar ook van info over waar het product geteeld is, onder welke teeltcondities, wanneer het geplukt is en bij wat voor temperatuur het bewaard is. Want dat heeft allemaal een bepaalde invloed op het rijpingsgedrag. Dat moet kunnen, want de mogelijkheden om data op te slaan en daar naderhand analyses op te doen nemen fors toe. En misschien bestaan die gegevens allemaal wel, maar gebeurt alles nog apart van elkaar. Als je al die gegevens combineert en bijhoudt, kan die kennis de puntmeting op de sorteerlijn gaan verrijken. Want ik denk niet dat we op een punt komen dat we op één moment alles tegelijk kunnen meten,” legt Eelke uit. “In die zin is ons onderzoek ook ruim. Het kijkt naar welke data er precies nodig zijn om bijvoorbeeld de rijpingsbeslissing te verbeteren. Het kan dus zijn dat het aantal uren zonneschijn in de boomgaard daar een grote invloed op heeft, of misschien ook de gemiddelde ochtendtemperaturen. Dat willen wij weten. En dan komt het erop aan dat de sector al die data op een betrouwbare manier verzamelt én ook, waar nodig, deelt met elkaar in de hele toeleveringsketen.”

HYPERSPECTRAALMETING

De techniek die Wageningen Food & Biobased Research ontwikkelt, maakt gebruik van zichtbare en nabij-infrarood spectroscopie, een optische meetmethode die al ruime toepassingen kent, maar ook van hyperspectraalmeting. “Laten we even een foto als voorbeeld nemen,” legt Eelke uit. “De foto geeft ons een tweedimensionaal beeld. Elke pixel heeft een bepaalde kleurwaarde en samen geven die het plaatje. Dat is het normale spectrum. De hyperspectraalmeting meet de waarden binnen één pixel. Dat speelt zich niet meer af in het visuele spectrum, maar zoekt naar het nabij-infrarode spectrum en nog daaronder. In plaats van een tweedimensionaal plaatje krijg je een driedimensionale dataset, die je dus niet direct kan omzetten in een beeld. Maar het geeft wel bijkomende informatie. Met onze laatste nieuwe ontwikkeling hebben we een opstelling die dergelijke data gaat correleren met wat je in de praktijk waarneemt, zoals bijvoorbeeld rijpheidsniveaus. We zijn trouwens met ons hele onderzoek nog in ontwikkelingsfase. Zo zit onze technologie rond niveau 5-6 op de TRL-schaal (Technology Readiness Levels). Dus we weten dat het kan, maar het is nog niet op een niveau dat een grote importeur de technologie kan aanschaffen en in zijn praktijk gaat brengen.”

SNEL EN RUIM TOEPASBAAR

De voordelen van non-destructief meten is dat het product intact blijft en dat de snelheid en capaciteit van meting gaat toenemen zodat niet alleen maar samples, maar ten langen leste alle producten gemeten kunnen worden. De toepassing die Wageningse onderzoekers uitwerken, moet ook beschikbaar komen als een kosteneffectieve oplossing voor alle ketenpartners. “Wij hebben een vaste opstelling staan in Wageningen, maar we hebben aangetoond dat mobiele apparatuur tot de mogelijkheden behoort, bijvoorbeeld voor kwaliteitscontrole bij binnenkomst van een container fruit, of in het distributiecentrum of bij een groothandel. De sensoren zijn beschikbaar. Wij gaan kijken hoe we de systemen die wij in onze opstelling hebben kunnen overzetten op apparaten die in de praktijk gebruikt kunnen worden, zowel als onderdeel van een hoge capaciteitssorteerinstallatie als in de vorm van een handmeter voor een teler in het veld of een keurmeester op de werkvloer.”

Wageningse onderzoekers focussen met deze technologie in de eerste plaats op alle soorten fruit. Bij uitbreiding komen ook groenten aan bod en eigenlijk allerlei producten die aan kwaliteitsverandering onderhevig zijn, zoals bijvoorbeeld vlees. “Zuivel misschien iets minder,” besluit Eelke. “Vloeibaar lijkt me gewoon iets lastiger.” (PB/PDC) 

Eelke.westra@wur.nl