Månedens stipendiat - September 2007

Ellen Kathrine Eriksen

Elisabeth Fjærvoll Olsen ert utdannet næringsmiddelkandidat og mor til tre barn. Som stipendiat benytter hun spektroskopiske metoder til å bestemme kvaliteten i ulike matvarer. I motsetning til spektroskopiske metoder, er tradisjonelle kjemiske metoder ofte tidkrevende, samtidig som de ødelegger produktene som analyseres.

Elisabeth Fjærvoll Olsen Foto: Andriy Kupyna

Fra industri til doktorgrad innen spektroskopi
I 1997 gikk jeg ut fra Norges Landbrukshøgskole etter å ha levert en hovedfagsoppgave hvor jeg prøvde å bestemme mengde fett, protein, tørrstoff og aske i melk ved hjelp av Nær Infrarød Spektroskopi (NIR). Min første jobb var et vikariat i Elopak hvor jeg jobbet med aseptiske pakkemaskiner. Etter endt vikariat begynte jeg å jobbe på Maaruds fabrikk på Disenå i Sør-Odal. Der produseres potetchips, pelletsprodukter (potetskruer, potetringer, sombreros osv), popkorn og peanøtter. På Maarud jobbet jeg først med forskjellige kvalitetssystemer som ISO 9001, ISO 14001, HMS, IK-Mat og HACCP. Deretter var jeg laboratorieleder i en periode før jeg gikk over til produktutvikling. Maarud er eid av Kraft Foods, og de fem årene der ga meg også verdifull erfaring med å jobbe i et internasjonalt konsern.

Etter noen år ute i industrien kom det snikende et ønske om å ha tid til å fordype seg mer i ett fagområde. Da var det naturlig å tenke på en doktorgrad og høsten 2003 begynte jeg som stipendiat her ved IKBM. Stipendiatet er finansiert av kunnskapsdepartementet og går over fire år. Jeg tilhører gruppe for målemetodikk og veilederne mine er Tomas Isaksson, Elling-Olav Rukke og Reidar B. Schüller. Målet med oppgaven er å utvikle hurtige målemetoder ved hjelp av forskjellige spektroskopiske teknikker som NIR, Raman spektroskopi og infrarød (IR) spektroskopi kombinert med multivariate statistiske metoder.


Hva er spektroskopi?
Det finnes om lag 20 spektroskopiske prinsipper som kan deles inn på ulike måter. Det er vanlig å dele dem inn i to hovedgrupper; Beer-Lambert og diffus spektroskopi. I Beer-Lambert spektroskopi er løsningen slik at lyset enten absorberes (tas opp) av løsningen eller går rett gjennom. Det er ingen partikler i løsningen som kan reflektere eller spre lyset. Så lenge veien lyset går gjennom løsningen er konstant kan man bruke univariat kalibrering i slik spektroskopi.

IR-spektrometer Foto: Ellen K. Eriksen

Siden de fleste næringsmidler består av mange forskjellige komponenter vil noe av lyset absorberes, noe vil bli reflektert og noe vil transmitteres (gå gjennom) prøven. Dette kalles diffus spektroskopi og er i hovedsak det området jeg jobber med i min doktorgrad. Et problem med diffus spektroskopi er at man ikke vet hvor langt de transmitterte lysstrålene har gått siden de har blitt kastet frem og tilbake mellom de forskjellige partiklene før de kommer gjennom prøven. Det blir derfor ikke noe enkelt lineært forhold til konsentrasjon. Et spekter fra en prøve målt med for eksempel Raman kan inneholde rundt 5500 variabler. For å kunne få ut informasjon fra slike spektre må man benytte multivariatiske statistiske metoder som for eksempel PLS regresjon.

I næringsmiddelindustrien er det et stort behov for å kontrollere kvaliteten både under produksjon og i de ferdige produktene. Tradisjonelle kjemiske analyser tar ofte lang tid (opptil flere timer), de krever bruk av kjemikalier og ødelegger produktene som analyseres. Dessuten trenger personene som skal utføre analysene en større grad av opplæring enn ved bruk av spektroskopiske metoder. Ved bruk av spektroskopi kan man erstatte tradisjonelle kjemiske analyser med analyser som tar kort tid (1-2 min), ikke krever bruk av kjemikalier, ikke ødelegger prøver og som er svært enkle å utføre. Det finnes også instrumenter som kan installeres direkte på produksjonslinja slik at man kan måle kontinuerlig under produksjonen.


Resultater og videre planer
Så langt har jeg brukt Raman og infrarød (IR) spektroskopi for å bestemme iodtall i spekk og utsmeltet fett fra gris. Bakgrunnen for dette er at det i Norge brukes en stor del maritimt fôr til gris. Graden av umettet fett i dette fôret er stor og vil føre til at fettet i grisen også blir mer umettet. Selv om dette er gunstig ut i fra et ernæringsmessig synspunkt, fører det også til kortere holdbarhet på grunn av harskning. Det er derfor satt en øvre grense på hvor mye umettet fett som stammer fra maritimt fôr som er tillatt. Dette analyseres i dag med GC analyse som er kostbart og tidkrevende. Det er derfor et ønske fra industrien om å finne analysemetoder som kan erstatte GC analysene.

Jeg har også bestemt innholdet av omega 3 og omega 6 i de samme prøvene. Gåse- og andelever er nå målt med NIR, IR og Raman og vi skal prøve å lage modeller for forskjellige komponenter relatert til fett også i disse produktene. Vi håper i tillegg at vi skal rekke å gjøre et modellforsøk med fett for å øke forståelsen for tolkning av Raman spektrene.

Hittil har det vært noen interessante og lærerike år hvor jeg har fått tid til å fordype meg i stoffet slik jeg ønsket. Jeg synes også erfaringen jeg hadde fra industrien med å jobbe effektivt og strukturert har kommet godt med. For meg har det også vært veldig positivt å få undervise, være med i studienemda ved UMB og sitte i instituttstyret her ved IKBM. Målet er å disputere før jul i 2008.


Oppdatert: 31.08.07
Utskriftsvennlig versjon : Arkiv : Tips en venn