Senzory k rozpoznání plísní a mykotoxinů na obilí

Výskytu plísní a mykotoxinů je v poslední době věnována velká pozornost. Výzkum v Leibnitz-institut für Agrartechnik v Potsdamu je zaměřen na monitoring napadených ploch, aby se již před sklizní rozhodlo o odděleném skladování a využití napadeného obilí, nebo monitoring během skladování a sušení obilí.

V rámci tří dílčích projektů (BMBF Pro Senso.net2; FKZ: 033992) byly prováděny rozsáhlé laboratorní i polní pokusy s plochami obilí a obilím infikovanými fusariem, a vyhodnocení se provádělo pomocí optických, spektroskopických a jiných fyzikálních postupů.

Detekce během pěstování (viz Journal für Kulturpflanzen 62. 2010)

V prvním projektu bylo obilí infikováno během květu, a po odkvětu se projevil rozdíl mezi napadenými místy (světlá barva klasů, kde plísně vytvořily mykotoxiny) a zdravými tmavě zelenými klasy. K zaznamenání a vyhodnocení byla použita chlorofyl-fluorescenční obrazová analýza, barevné snímky pořízené běžnou digitální kamerou nebo multispektrální kamerou (červená, IČ a zelená část spektra). Na základě výsledků vytvořila firma Symacon Bildverarbeitung GmbH, Barleben, Německo, první prototyp vyhodnocovacího počítačového programu.

Detekce při sklizni a zpracování obilí

Pro detekci pachů způsobených plísněmi v surovině, která je v pohybu (při naskladňování nebo vyskladňování) byly nejprve analyzovány spektrometrické parametry směsi vzduchu s prachem nad obilím (metody NIRS, LIFS, IMS). Hodnoty byly vyhodnoceny ve spolupráci s firmou Optimare Analytik, Wilhelmshaven, a potom byly k rozpoznání specifického pachu plísní využity „elektronické nosy" firmy Airsense Analytik, Schwerin. Bylo testováno přirozeně napadené obilí i obilí inokulované druhy Alternaria, Fusarium, Aspergillus nebo Penicillium a jejich mykotoxiny. Vzorky obsahující mykotoxiny byly analyzovány pomocí testu ELISA a ověřeny pomocí HPLC.

Plísně byly zjistitelné reflexní spektroskopií a elektronickým plynovým senzorem.

Aflatoxiny, ochratoxin A a zearalenon byly zjistitelné luminiscenční spektroskopií, ale nikoli elektronickým plynovým senzorem.

Nyní jsou výsledky transformovány na pohybující se materiál a bude vytvořen senzor pracující se specifikovaném rozmezí.

Dokonalejším sušením k zabránění tvorby mykotoxinů

Cílem třetího projektu bylo vytvoření on-line mikrovlnného senzoru pro měření vlhkosti obilí (ve spolupráci s Tews Elektronik, Hamburg), který by byl umístěn na vstupu či výstupu kontinuální vysokokapacitní sušárny, a jehož pomocí by se mohl dokonaleji regulovat režim sušení nerovnoměrně vlhkého obilí, a tím by se eliminovalo nejen poškození obilí přesušením, ale i vytváření mykotoxinů v důsledku nedosušení. Použitý senzor umožňuje stanovení vlhkosti s dostatečnou přesností (se standardní odchylkou 0,2 %). Dalším cílem je převést senzor z prototypu do stádia produktu.