Dielektromos nedvességmérők kalibrációátvitelét befolyásoló tényezők = Factors affecting the calibration transfer of dielectric moisture meters

A gabona nedvességtartalma az egyik legfontosabb tényező a gabona árának meghatározásánál. A gabonanedvesség-mérés legnagyobb problémája, hogy a különböző típusú berendezések jelentősen eltérő eredményeket szolgáltatnak, nem egységesek, ami komoly problémát okoz a kereskedelemben. Ennek megoldására az Egyesült Államokban egy adott típusú berendezést szabványosítottak, amelynek van egy etalon példánya az Egyesült Államok Gabonafelügyeleténél (USDA-GIPSA), amelyhez a többi azonos típusú egységeket sztenderdizálják, és ezekkel lehet a hivatalos nedvességtartalmat meghatározni. Ennek a megoldásnak több hátránya van. Egyrészt nem oldja meg a mérések nemzetközi egységességét, másrészt a műszergyártók nem motiváltak a technika igen költséges továbbfejlesztésében. Ezért az USDA-GIPSA kifejlesztett egy új gabonanedvesség-mérési eljárást és kalibrációt, amely megbízhatóbb és pontosabb eredményt szolgáltat a jelenleg kapható nedvességmérő berendezéseknél. Ezt a módszert tervezik szabványosítani és elősegíteni a világméretű elterjedését. Ennek érdekében a fejlesztési eredményeket és a kalibrációt nem szabadalmaztatták, hanem mindenki számára hozzáférhetővé tették, így bármelyik műszergyártó - kis műszerfejlesztési költséggel és úgynevezett kalibrációátvitellel - saját kompatibilis berendezést tervezhet és forgalmazhat. A kutatásunknak az volt a célja, hogy feltárjuk a kalibráció átvitelét befolyásoló tényezőket és módszert dolgozzunk ki különböző berendezések sztenderdizációjára. Ennek érdekében meghatároztuk a lehetséges tesztcella konstrukciók és mérési módszerek előnyeit és hátrányait. Továbbfejlesztettük a mérőcella matematikai modelljét, amivel a mért elektromos jellemzőből a nedvesség meghatározás alapjául szolgáló dielektromos állandót lehet számolni, ezzel lehetőség nyílt különböző tesztcellák egyszerű modellezése és a tesztcella paraméterek hatásainak a vizsgálatára. Méréseket végeztünk és matematikai algoritmusokat fejlesztettünk, hogy meghatározzuk a legalkalmasabb eljárást, amivel egy berendezés az etalon mérőműszerhez sztenderdizálható. Mérésekkel meghatároztuk három a gyakorlatban előforduló betöltési módszer hatását, mely során felismertük, hogy a különböző betöltésekkel jelentős nedvességmérési eltérés adódik, továbbá bizonyítottuk, hogy ennek oka a gabonaszemek különböző irányú és mértékű elrendeződése (orientációja). Végezetül 328 gabonamintán meghatároztuk 8 gabonafajra és 16 fajtára a cella méretének és a betöltési módszer változásának hatását. A kutatási eredményeinkből arra a következtetésre jutottunk, hogy a kalibráció nem vihető át gabonafaj független paraméterek nélkül, ha a tesztcella mérete és a betöltés módja különböző, annak ellenére, hogy a dielektromos állandó mérésének sztenderdizációja megoldott. Ezért a cella méretének és a betöltési módszernek szabványosnak kell lennie

Detecting Low Concentrations of Nitrogen-Based Adulterants in Whey Protein Powder Using Benchtop and Handheld NIR Spectrometers and the Feasibility of Scanning through Plastic Bag

Nitrogen-rich adulterants in protein powders present sensitivity challenges to conventional combustion methods of protein determination which can be overcome by near Infrared spectroscopy (NIRS). NIRS is a rapid analytical method with high sensitivity and non-invasive advantages. This study developed robust models using benchtop and handheld spectrometers to predict low concentrations of urea, glycine, taurine, and melamine in whey protein powder (WPP). Effectiveness of scanning samples through optical glass and polyethylene bags was also tested for the handheld NIRS. WPP was adulterated up to six concentration levels from 0.5% to 3% w/w. The two spectrometers were used to obtain three datasets of 819 diffuse reflectance spectra each that were pretreated before linear discriminant analysis (LDA) and regression (PLSR). Pretreatment was effective and revealed important absorption bands that could be correlated with the chemical properties of the mixtures. Benchtop NIR spectrometer showed the best results in LDA and PLSR but handheld NIR spectrometers showed comparatively good results. There were high prediction accuracies and low errors attesting to the robustness of the developed PLSR models using independent test set validation. Both the plastic bag and optical glass gave good results with accuracies depending on the adulterant of interest and can be used for field applications

Tárolás során fellépő gyümölcsminőség változások modellezése = Modeling of variations in fruit quality during storage

Cél: a tárolás során fellépő gyümölcsminőség változások modellezése érdekében mérési és értékelési módszerek kidolgozása a gyümölcs tömegében, felületi érdességében, a színjellemzőiben, valamint keménységében bekövetkező változások megállapítására. Megállapítottuk a vizsgált alma felületi érdességének tárolás során bekövetkező változását. Adott tárolási feltételek mellett meghatároztuk a felületi érdesség szórását, a szórás relatív növekedését, az érdesség normált autokorreláció függvényét, a felületi érdesség normált autokorreláció függvénye első differenciál hányadosát és a felületi érdesség normált autokorreláció függvénye második differenciál hányadosát. Meghatároztuk továbbá az első differenciálhányados minimális értének a változását a tárolási idő függvényében. Mindezekből megállapítható volt az érdesség kezdeti lassú növekedését követő egyre fokozódó növekedés. Meghatároztuk azokat a domináns hullámhossz tartományokat, amelyekben spektrométerrel az alma nedvességtartalma, keménysége, oldható szilárdanyag tartalma, savtartalma és polifenol tartalma érintésmentesen meghatározható. Mérési módszert dolgoztunk ki sárgarépaszelet vágási felülete érdességének meghatározására. Megállapítottuk, hogy a vágási felület érdessége a sárgarépa frissességétől és a vágó szerszám élességétől függően 10 – 25 mikron között változik. Hiperspektrális képfeldolgozással és NIR analizátorral meghatároztuk sárgarépaszelet, valamint az alma felületi abszorbancia jellemzőit. | The objective of the work was to develop measurement and processing methods to determine the variations in the apple mass, surface irregularities, color and firmness during storage. The variations in the surface irregularities of the apple were determined during special storage conditions. The parameters determined were as follows: standard deviation, normalized autocorrelation function, first derivate and second derivate of the autocorrelation function for the surface irregularities. Therefore, the irregularities of the apple surface were found to increase in the function of the storage time. The dominant wave length values were found for apple moisture content, firmness, SSC., acid and polyphenol content by spectroscopic method. Measurement method was developed for the evaluation of the irregularities of the cutting surface of carrot disks. The irregularities of carrot disk surface were found to be in the 10 to 25 micron range depending on the sharpness of the cutting tool. The surface absorbance characteristics of carrot disks and apples were measured by hyperspectral imaging and by NIR analyzer and the dominant characteristics were found

Effect of Heat Treatment on Chemical and Sensory Properties of Honeys

Honey has been widely used since the ancient times. Due to its high nutritional value and its high price honey has become a target of adulteration. Several methods are applied for committing frauds. For some beekeepers and distributors it is a common practice to heat honey for elimination of crystallization, which is generally not desired by consumers. Nevertheless, during heat treatment the chemical composition changes, leading to a decrease in the amount of some components like vitamins, antioxidant components and enzymes, while some unwanted compounds like hydroxymethyl-furfural (HMF) are formed. HMF is also produced during long time storage at room temperature, but heating promotes this process. In our research the effect of heat treatment was studied on different chemical, physical and sensory properties of honeys. Linden, acacia, multiflora and sunflower honeys were examined. Three temperature levels - 40 °C, 50 °C, 60 °C- and three time periods – 30, 60, 120 minutes - were applied for the heat treatment. For tracking of the changes colour measurement, near infrared spectroscopy and electronic tongue methods were used. Evaluation of data was performed by uni- and multivariate statistical methods. Samples treated even at 40 °C showed significant differences compared to the control, mainly in ET and NIR results. Furthermore, the effect of the different time periods was also found significant. Results confirmed even heat treatment at 40 °C is detectable with the acquired rapid methods. higher heat treatment cause obvious sensory changes but the applied quick methods are able to trace the effect of minimal heat treatment on the quality of honey