Anasayfa » Teknoloji

Gıda Sahtekarlığının Hızlı Yerinde Tespiti

Sahte veya düşük kaliteli ürünler – örneğin boyalı kolza yağından yapılan zeytinyağı – genellikle ilk bakışta tespit edilmesi zor veya imkansızdır. Sahte etiketli ürünleri doğrudan yerinde tespit etmeye yardımcı olmak için mobil bir gaz kromatografisi sensör sistemi geliştiriliyor. Üç Fraunhofer enstitüsü, uzman olmayanların bile hızlı ve yerinde değerlendirmeler yapmasını sağlayan uygun fiyatlı ve kullanımı kolay bir cihaz oluşturmak için birlikte çalışıyor.

16:37:18 | 2026-01-05

Gıda sahtekarlığı yıllardır artış gösteriyor. Yüksek talep, yoğun fiyat rekabeti ve karmaşık tedarik zincirleri, yanlış etiketleme için ideal koşullar yaratıyor. Zararlı bileşenler kullanılıyorsa, bu tür sahtekarlık ciddi sağlık riskleri oluşturabilir. Şimdiye kadar, sahte gıdaların tespiti maliyetli ve zaman alıcı laboratuvar analizleri gerektiriyordu. Ayrıca, laboratuvar tabanlı analiz sistemleri, ekipmanı çalıştırmak ve verileri yorumlamak için eğitimli uzmanlar gerektiriyor. Fraunhofer araştırmacıları bu sorunu ele almak için çalışıyor. Fraunhofer PREPARE projesi PUMMEL'de (aşağıya bakınız), Fraunhofer Fotonik Mikrosistemler Enstitüsü IPMS, Moleküler Biyoloji ve Uygulamalı Ekoloji Enstitüsü IME ve Proses Mühendisliği ve Ambalajlama Enstitüsü IVV'deki araştırma ekipleri, gaz kromatografisi ölçüm yöntemleri, sensör geliştirme ve kimyasal algılama alanlarındaki temel uzmanlıklarını birleştiriyor. Amaçları, uçucu organik bileşiklerin (VOC'ler) hızlı ve yerinde tespiti için mobil bir gaz kromatografisi sensör sistemi geliştirmektir. VOC'ler, bir malzemenin bileşimi veya olası sağlık tehlikeleri hakkında bilgi veren ve ürün özelliklerindeki değişiklikleri işaret edebilen kimyasal bileşiklerdir. Uçucu organik bileşiklerin (VOC'ler) tespiti, gıda kalitesi ve güvenliği, sağlık hizmetleri, sivil güvenlik, tarım ve kimya endüstrisi de dahil olmak üzere birçok alanda önemli bir rol oynamaktadır.

Endüstriyel açıdan önemli iki kullanım örneği

Fraunhofer IPMS Bölüm Başkanı Olaf Hild, “Maliyet açısından verimli, hızlı ve sağlam, anında sonuç veren yerinde ölçüm teknolojisine açık bir ihtiyaç var” diyor. “Sistemimiz evrensel değil, ancak modüler tasarımı onu çok çeşitli uygulamalar için uygun hale getiriyor. PUMMEL projesinde, endüstriyel açıdan önemli iki kullanım alanına odaklanıyoruz. Birincisi, en sık sahtesi yapılan on gıda ürünü arasında yer alan sahte zeytinyağının tespiti; ikincisi ise ambalaj malzemelerinde birikebilen kirlenmiş plastik geri dönüşüm malzemelerinin tespiti. Bu, geri dönüşüm oranının 2025 yılında yaklaşık %70 ile rekor seviyeye ulaşması göz önüne alındığında özellikle önemlidir. Bu amaçla, VOC tespiti için iki uygulamaya özel prototip geliştiriyoruz.” Fraunhofer IME Bölüm Başkanı Mark Bücking ise şunları ekliyor: “Alman ve Avrupa ekonomisine hizmet eden teknolojik yeniliğe odaklanarak, endüstriyel çıkarları bilimsel zorluklarla uyumlu hale getiriyoruz.”

200 mm'lik silikon bir plakaya kazınmış mikro gaz kromatografisi kolonları (µGC kolonları). Kolonlar, plaka birleştirme işlemi kullanılarak ikinci bir plaka ile kapatılır ve daha sonra ayrılır. Ardından, geleneksel GC kolonlarına benzer şekilde, sabit bir faz ile kaplanırlar.

Mühürsüz µGC kolonu

Kesilerek açılmış bir µGC çipinin merkezinin taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüsü, merkezdeki kolonun tersine dönme noktasını göstermektedir.

Zeytinyağının orijinalliğini hızlı bir şekilde değerlendirmek için taşınabilir analiz cihazı.

Tamamlandığında yaklaşık bir omuz çantası büyüklüğünde olacak mobil sistem, silikon çip tabanlı bir gaz kromatografi kolonu (GC kolonu), bir dedektör veya sensör, entegre numune hazırlama, kontrol ve veri işleme elektroniği ve bir güç kaynağından oluşacak. Olaf Hild, “Gaz kromatografisi (GC), madde karışımlarını ayırmak, tanımlamak ve nicelendirmek için kullanılan analitik bir yöntemdir. Buharlaşma sırasında ayrışmayan gaz halindeki veya kolayca buharlaşabilen bileşikler için uygundur” diye açıklıyor. “Öncelikle bir taşıyıcı gaz, numuneyi hızla ısıtılıp soğutulabilen bir silikon çipe kazıdığımız GC kolonundan geçirir.” Kolonun içinde, gaz molekülleri polimer kaplı iç duvarlarla etkileşime girer. Uçucu organik bileşikler (VOC'ler), afinitelerine bağlı olarak iç kaplama ile reaksiyona girer ve karışım ayrılır. Çip tabanlı GC kolonunun sonunda, bir dedektör, ayrılan maddeleri moleküler özelliklerine göre ölçerek, karışımın bileşimini ortaya koyan tepe noktalarına sahip bir gaz kromatogramı oluşturur. Fraunhofer IME, ölçüm verilerinin analizini üstlenir. Zeytinyağı söz konusu olduğunda amaç, menşe ülke, yaş ve saflık seviyesi gibi parametreleri belirlemektir.

İlk testler başarıyla tamamlandı.

Geleneksel üç metrelik bir GC kolonu kullanılarak yapılan mevcut testler, uçucu organik bileşiklerin (VOC'ler) güvenilir bir şekilde ayrıldığını ve etkili numune analizine olanak sağladığını göstermektedir. Geleneksel, yüksek kaliteli laboratuvar gaz kromatograflarındaki GC kolonları genellikle 30 metreden uzundur ve daha yüksek ayırma verimliliği sağlar, ancak bu verimlilik seviyesi çoğu gıdanın kalite değerlendirmesi için gerekli değildir. Fraunhofer araştırmacıları, diğer zorlukların yanı sıra, farklı gıdalara özgü VOC'lerin yeterli ayrımını sağlayabilen minyatürleştirilmiş GC kolonları tasarlamak için çalışmaktadır.

Fraunhofer IVV'de şu anda prototiplerin geliştirildiği araştırmacı Tilman Sauerwald, "Sistemimizle, kısa bir bilgilendirme sonrasında cihazı kolayca kullanabilen şişeleme uzmanları ve gelen malları denetleyenler gibi uzman olmayan kişileri hedefliyoruz" diyor. "Sistemimizin bileşenleri, geri dönüştürülmüş plastiklerin analizi de dahil olmak üzere çeşitli bağlamlarda kalite kontrolü için uygun hale getiren özel uygulamalara uyarlanabilir. Özelleştirilmiş uygulamalar geliştirmek için endüstri ortaklarıyla çalışmaktan memnuniyet duyarız."

Araştırmacılar, projenin bazı sonuçlarını 24-27 Mart 2026 tarihleri arasında Münih'te düzenlenecek Analytica fuarında, 3. Salon, 312 numaralı stantta Fraunhofer ortak standında sunacaklar.

Fraunhofer PREPARE projesi PUMMEL

Kullanım noktası mikro-çok kanallı gaz kromatografı

Süre:
Mart 2023 - Ağustos 2026

Proje, Fraunhofer PREPARE programı tarafından finanse edilmiştir.

Proje ortakları:
• Fraunhofer IME (doğrulama ve kıyaslama)
• Fraunhofer IPMS (çip tabanlı uygulama için bileşen konsepti, GC ayırma kolonunun geliştirilmesi)
• Fraunhofer IVV (örnek hazırlama, sistem elektroniği ve entegrasyon)