Internet of Foods: Το gadget που θα μας επιτρέπει να «διαβάζουμε» τα τρόφιμα

Πηγή: Reporter.gr / Reporter Magazine Δεκεμβρίου
Του Αριστοτέλη Παππά

Το εργαστήριο Μικροβιολογίας & Βιοτεχνολογίας Τροφίμων του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών πρωτοπορεί στον εξαιρετικά ζωτικό τομέα της ασφάλειας και της ποιότητας των τροφίμων, έχοντας δημιουργήσει σε εργαστηριακή κλίμακα και όχι μόνο, μία εφαρμογή ελέγχου ποιότητας, ασφάλειας και νοθείας των τροφίμων.

H εφαρμογή αυτή είναι σε εξέλιξη και ήδη έχει χρησιμοποιηθεί με μεγάλη επιτυχία σε εργοστάσιο προϊόντων που έχουν ως βάση το κοτόπουλο. Επόμενος στόχος είναι να «βλέπουμε» τα αποτελέσματα στα κινητά ή στα tablets των managers και στο κοντινό μέλλον στα κινητά των καταναλωτών.

Η προσέγγιση αυτή ονομάζεται «Internet of Foods» και στηρίζεται στο συνδυασμό μετρήσεων του αποτυπώματος των τροφίμων, που έχουν συντηρηθεί σε πολύ διαφορετικές συνθήκες και συσκευαστεί με κλασσικές και σύγχρονες μεθόδους συσκευασίας, οι οποίες ανακτώνται από αισθητήρες. Αυτές οι μετρήσεις (ή αλλιώς «στιγμιότυπα» – snapshots) της διαφορετικής αλυσίδας της ζωής των τροφίμων, με την συνδρομή της μηχανικής μάθησης, που λειτουργεί ως αποκρυπτογράφος των «στιγμιοτύπων», μάς ενημερώνουν για την ποιότητα / νοθεία και ασφάλεια τους.

Με αυτά τα χιλιάδες δεδομένα δημιουργούνται «βιβλιοθήκες στιγμιοτύπων των τροφίμων» όπου θα μπορούμε να ρίχνουμε κυριολεκτικά «ματιές» στο τρόφιμο και να απαντούμε αν π.χ. το κρέας, ανεξάρτητα αν είναι κοτόπουλο, χοιρινό ή μοσχαρίσιο, ή η σαλάτα έχουν μεγάλο ή μικρό μικροβιακό πληθυσμό στην επιφάνειά τους, αν το κοτόπουλο είναι φρέσκο, αν ο κιμάς που μας πούλησαν για μοσχαρίσιο έχει μέσα χοιρινό, εντόσθια ή… άλογο, πόσο φρέσκια είναι η τσιπούρα, αν η κρέμα του μωρού περιέχει κάτι που δεν πρέπει, αν ο χυμός που αγοράσαμε αντέχει άλλες 2-3 μέρες στο ψυγείο μας ή αν πρέπει να τον πιούμε οπωσδήποτε σήμερα.

Πρόκειται για μια εξαιρετικά διαφορετική ιδέα από την τρέχουσα πρακτική των βιομηχανιών τροφίμων και των ελεγκτικών αρχών, για την υλοποίηση της οποίας απαιτείται η συνέργεια διαφορετικών επιστημονικών πεδίων -εκτός των μικροβιολόγων τροφίμων- όπως μαθηματικών, επιστημόνων τροφίμων και αναλυτών δεδομένων. Για την εν λόγω εφαρμογή ήδη έχει εκδηλωθεί ενδιαφέρον από ελεγκτικούς μηχανισμούς του εξωτερικού, που θέλουν να αξιοποιήσουν τις προσεγγίσεις αυτές στον έλεγχο της νοθείας σε τρόφιμα και ποτά, αλλά και από ελληνικές και διεθνείς εταιρείες τροφίμων.

Μία συσκευή σε μέγεθος «ποντικιού»

Μιλώντας στο Reporter Magazine, o κ. Γεώργιος – Ιωάννης Νυχάς, καθηγητής Μικροβιολογίας Τροφίμων στο Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων & Διατροφής του Ανθρώπου του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών, δηλώνει πως πιστεύει ακράδαντα ότι παρόμοιες προσεγγίσεις/λύσεις θα οδηγήσουν στη μείωση της απώλειας των τροφίμων σε όλα τα στάδια της εφοδιαστικής αλυσίδας και θα έχουν ως αποτέλεσμα να ελεγχθεί η νοθεία, αλλά και γενικά να βελτιωθούν η ασφάλεια του τροφίμου και η εμπιστοσύνη του καταναλωτή.

Οι εμπνευστές του Internet of Foods πιστεύουν ότι από το εγχείρημα που «παλεύουν» να υλοποιήσουν, θα ωφεληθεί έμμεσα ο καταναλωτής αν το υιοθετήσει η βιομηχανία τροφίμων και οι ΕΦΕΤ διαφόρων κρατών, αλλά φυσικά και η ίδια η βιομηχανία τροφίμων που θα αξιολογεί μέσα σε λίγα λεπτά τη διάρκεια ζωής των προϊόντων της και την ποιότητά τους προτού τα βγάλει στα ράφια ή στο εμπόριο.

Ο καταναλωτής ναι μεν θα μπορούσε να ωφεληθεί άμεσα από την συσκευή αυτή, αλλά θα έπρεπε και να εκπαιδευτεί κατάλληλα, ώστε να διαβάζει σωστά αρκετές ενδείξεις και να μην εξάγει λάθος συμπεράσματα. Θα μπορεί όμως να βλέπει π.χ. πόσο φρέσκο είναι ένα είδος.

Αλγόριθμοι, που έχουν «εκπαιδευθεί» από τους αισθητήρες της συσκευής, βοηθούν ώστε αυτή να «κοιτάζει» ένα προϊόν και με ένα απλό σκανάρισμα να μάς ενημερώνει για την ποιότητα και την ασφάλειά του. Αυτό είναι κάτι χρήσιμο όχι μόνον για τον καταναλωτή, αλλά κυρίως για τη βιομηχανία τροφίμων, που δε θέλει να περιμένει 48 ώρες για να ελεγχθεί ένα τρόφιμο μικροβιολογικά επειδή… ο χρόνος είναι χρήμα και παράλληλα το τρόφιμο αλλοιώνεται. Η ιδέα τελειοποιείται σταδιακά με τους υπάρχοντες αισθητήρες, που διαθέτει το εργαστήριο του κ. Νυχά στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο, ωστόσο ήδη δίνει την απάντηση σε λίγα μόλις λεπτά.

Όπως εξηγεί ο κ. Νυχάς, «βασική έγνοια μας τώρα είναι μέσω ενός όγκου δεδομένων να “αποκρυπτογραφήσουμε” εκείνο το φάσμα (φασματογραφικά δεδομένα) του αποτυπώματος που λαμβάνουμε από τους αισθητήρες και να τους μικρύνουμε ώστε η συσκευή να είναι ελαφριά και φορητή, π.χ. σαν το ποντίκι του υπολογιστή. Όντας φορητοί θα μπορούν να αξιοποιηθούν στη γραμμή παραγωγής της βιομηχανίας τροφίμων και να κερδίζεται χρόνος και ποιότητα, αντί να έχει η εκάστοτε βιομηχανία ένα μεγάλο μηχανισμό που θα ελέγχει σε μια γωνιά όλα τα προϊόντα. Η πρώτη τέτοια συσκευή, που φτιάχτηκε περίπου έναν αιώνα πριν, δεν είχε καθόλου δεδομένα και ήταν στο μέγεθος… δωματίου. Όπως όμως οι πρώτοι υπολογιστές καταλάμβαναν μισό γήπεδο και κατέληξαν να χωράνε σε tablet, έτσι και η συσκευή όλο και μικραίνει και ταυτόχρονα εμπλουτίζεται συνεχώς με περισσότερα δεδομένα, που της προσφέρουν μεγάλη ακρίβεια π.χ. στην “ανάγνωση” ενός μικροβίου στο τρόφιμο».

«Η ομάδα του εργαστηρίου (ΕΜΒΤ) του Γεωπονικού Πανεπιστημίου της Αθήνας πρόσφατα ανακοίνωσε το δακτυλικό αποτύπωμα περίπου 2.060 δειγμάτων από διαφορετικά τρόφιμα, όπως κρέατα (μοσχαρίσιο, χοιρινό, κοτόπουλο), δύο είδη ψαριών, ρόκα, σπανάκι, ανανά και παιδικές κρέμες. Η εφαρμογή της μηχανικής μάθησης στην ανάλυση των δακτυλικών αυτών αποτυπωμάτων υπήρξε καθοριστική αφού επετεύχθη ένας καθολικός, με 100% επιτυχία, διαχωρισμός των τροφίμων μεταξύ ομοειδών προϊόντων (π.χ. χοιρινό, μοσχαρίσιο, κοτόπουλο ή σπανάκι ρόκα) αλλά και διότι η πρόβλεψη της φρεσκότητας ήταν πάνω από 90% μέσα σε 5-10 λεπτά» σημειώνει ο κ. Νυχάς, κάτι που σύμφωνα με τον ίδιο αρχικά χρειαζόταν 24 ή ακόμη και 48 ώρες.

Επίσης είναι σημαντικά αποτελεσματικοί οι αισθητήρες όχι μόνο στο μικροβιακό φορτίο, αλλά και στην νοθεία και τις προσμίξεις. Θα μπορούσε μελλοντικά να ελέγχει και τα συντηρητικά, αλλά αυτό θα απαιτούσε επιπλέον φασματογράφηση πολλών παραμέτρων.

DiTECT: Ένα ευρω-κινεζικό «εργαλείο» για τον έλεγχο της ποιότητας των τροφίμων

Ο σύγχρονος αγροδιατροφικός τομέας καλείται να διαχειριστεί πολλαπλές προκλήσεις και να λειτουργήσει ικανοποιώντας φαινομενικά αντιφατικές προσδοκίες, στο πλαίσιο μεγάλων πρόσφατων τεχνολογικών εξελίξεων, με ιδιαίτερη συνάφεια και σημασία για την Ευρωπαϊκή Ένωση και την Κίνα. Δεδομένου ότι ο αγροδιατροφικός τομέας είναι ο πιο αδύναμος κρίκος της εφοδιαστικής αλυσίδας τροφίμων και στις δύο περιοχές, σκοπός του έργου DiTECT είναι να παρέχει ποσοτικά δεδομένα για την αποτελεσματική ανίχνευση, αξιολόγηση και μείωση βιολογικών κινδύνων, χημικών κινδύνων και περιβαλλοντικών επιμολυντών, χρησιμοποιώντας τις πλέον πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνολογίες λογισμικού και υψηλής απόδοσης, ταχέων, μη παρεμβατικών μεθόδων αισθητήρων.

Το ανταγωνιστικό έργο DiTECT (www.ditect.eu) οραματίζεται να συμβάλλει στη δημιουργία, σε εθνικό και διεθνές επίπεδο, εφοδιαστικών αλυσίδων που θα χαρακτηρίζονται από διαφάνεια και αξιοπιστία, μέσω μιας ολοκληρωμένης προσέγγισης βασισμένης σε τεχνολογίες αιχμής σε σχέση με την αυθεντικότητα και την ιχνηλασιμότητα των τροφίμων. Το έργο συντονίζεται από τον καθ. Νυχά, χρηματοδοτείται με 4,1 εκατ. ευρώ από την ΕΕ, ενώ συμμετέχουν 21 εταίροι από την Ευρώπη εκ των οποίων 8 ελληνικοί φορείς, εκτός του ΓΠΑ, το ΑΠΘ, ΙΤΑΠ-ΕΛΓΟ ΔΗΜΗΤΡΑ, ΓΙΩΤΗΣ ΑΕ, ΚΟΤΙΝΟ ΑΕΒΕ, WINGS-ICT, Α. ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ και ΣΙΑ, ΤhetaMetrisis S.A., CENTAUR Technologies και 12 φορείς από την Κίνα.

Η καινοτομία του έργου DiTECT εντοπίζεται στο σχεδιασμό και στην υιοθέτηση μιας διεπιστημονικής προσέγγισης βασιζόμενης σε ένα πολύπλευρο «εργαλείο» παρακολούθησης. Το «εργαλείο» αυτό αναμένεται να εφαρμοστεί για τον έλεγχο κρίσιμων παραμέτρων ποιότητας και επίδοσης, από τον αγρό στην αλυσίδα επεξεργασία και διανομής, συνιστώντας ένα βασικό στοιχείο στη λήψη αποφάσεων και στα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης σε σχέση με την ασφάλεια και την ποιότητα των τροφίμων.

Το μακροπρόθεσμο ερευνητικό όραμα του έργου είναι ο συνδυασμός καινοτόμων αναλυτικών τεχνολογιών, αναδυόμενων προσεγγίσεων ανίχνευσης και νέων υπολογιστικών τεχνολογιών σε ένα «ανοιχτό» και κοινόχρηστο αποθετήριο γνώσης. Σε αυτό το πλαίσιο, νέες εφαρμογές θα καταστούν δυνατές, όπως η πρόβλεψη της ασφάλειας και ποιότητας ευαλλοίωτων τροφίμων, κατά μήκος της εφοδιαστικής αλυσίδας και ανεξάρτητα από γεωγραφικούς περιορισμούς και συνθήκες συντήρησης.

Τέλος, η προβλεπόμενη συνεργασία μεταξύ επιχειρήσεων τροφίμων και ερευνητικών εταίρων σε ΕΕ και Κίνα θα ενισχύσει την εμπιστοσύνη των καταναλωτών σχετικά με την ασφάλεια των διακινούμενων μεταξύ των δύο περιοχών τροφίμων.