Datatomografen

Instrument :	Datatomograf.
Plassert ved:	Institutt for husdyr- og akvkulturvitenskap Universitetet for miljø- og biovitenskap

Kontaktperson : Knut Dalen. Tlf :64 96 51 58 eller Mob. 95 86 40 49 Fax: 64 96 51 01
Adresse: Institutt for husdyr- og akvakulturvitenskap Postboks 5003 1432 Ås

1. Funksjon, virkemåte og prinsipp.

Bruksområder for datatomograf:
Datatomografen er et ikke destruktivt måleinstrument. Prøven som måles er like hel, frisk og fin etter målingen. Prøven kan derfor benyttes videre i forsøk.

Hva kan måles med en datatomograf?

Matvarer:
Alle typer kjøtt, fisk, frukt og grønnsaker. Strukturer i kjøttet kan studeres, hardhendt behandling av kjøtt og fisk vises og derved kan en optimalisere bearbeidingsprosesser.

Ved salting av kjøtt og fisk kan saltkonsentrasjonen og fordeling av salt måles, fettdepoer og proteininnhold kan bestemmes.

Frukt og grønnsaker.
Hittil er lite gjorte på området. Det er utført studie av gullerot vekst i plastbøtter og modning av epler i lager. Andre mulige bruksområder er vekststudie av ulike rotfrukter og grønnsaker i vekst, lagringsstudier med utvikling og nedbryting av frukt og grønnsaker.

Andre bruksområder.
Bestemme kroppssammensetning på levende dyr, fett og protein. Studere tilvekst, følge utvikling i vekst og effekter ved bruk av ulike fortyper på dyr.
Treteknologi. Studere treets egenskaper ved ulike bruksområder.
Jordsmonn. Studere infiltrasjon, følge regnvann vandring ned gjennom de over jordlagene. I laboratorieforsøk, kontrollere pakking av søyler til å måle væskers gjennomstrømning.
Veterinærmedisin. Diagnostisere lidelser hos hund og katt.

Beskrivelse av instrumentet:
Datatomograf består av:
1.) Gantry. Et stort hjul som roterer rundt prøven. På hjulet er det montert et røntgenrør. På motstående side er det montert detektorer som registrer stråleintensiteten.
2.) Bord, som kan høydereguleres og har en slideglidende plate på toppen. På bordplaten plasseres prøven. Gantry og bord er plassert i eget strålingssikret rom.
3.) Operatørpult med 2 computere. En computer for programvare og bildelagring. Den andre for bearbeiding av signalene fra detektorene og konstruksjon av bildet.

Litt historisk om datatomograf.
Datatomograf er utviklet for diagnostisering av skjelett, muskellidelser og indre organ på mennesker. Institutt for husdyrfag anskaffet datatomograf i 1982 for å bestemme kroppssammensetning på levende dyr. (Bestemme mengde kjøtt og fett , protein og energi på svin). Etter hvert som vi har fått erfaring med instrumentet har vi funnet flere nye anvendelseområder.

2. Anvendelser, applikasjoner.

Datatomografen har mange anvendelse muligheter. Nedenfor vises noen av forsøkene som er gjennomført med datatomografen på matvarer.

Spekeskinke.
Bestemmelse av saltinnhold og fordeling i skinke. Med datatomograf kan en bestemme saltinnhold i kjøtt. I stede for å ødelegge skinken, gjøre tidkrevende og kostbare analyser av salt i kjøttet kan en på minutter få analysert saltinnholdet i skinken. Skinken ødelegges ikke og kan derfor benyttes videre i forsøket. Dette er interesangt når en ønsker å følge en prosess og se hvordan, og hvor fort saltet trenger inn i kjøttet. Det benytter en seg av når en vil kontrollere prosessen med hvordan og hvor fort saltet trenger inn i kjøttet.


Skinken på plass i tomografen	Databilde av skinken. Øverst til venstre gjennomlysning og øverst til høyre tverrsnittbilde	Kurve for avlesing av saltkonsentrasjon

Kvalitet storfekjøtt.
Innhold av intramuskulært fett (marmorering) er en viktig kvalitetsindikator for storfekjøtt. Kjøtt med mye intramuskulært fett (3-4 %) er mer finfibret og føles mer saftig og smakfullt, enn kjøtt med lite intramuskulært fett. Ved Inst. for husdyrfag ved UMB har man med datatomograf undersøkt dette i forbindelse med økt produktkvalitet gjennom husdyravl.

Gode målemetoder for å bestemme intramuskulert fett er Datatomografering og Ultralyd
Ultralyd er en etablert metode brukt i internasjonal storfeavl. Datatomografering, som er en sikrere målemetode, er IHF en av få i verden som kan utføre. Begge metodene benytter de samme billedanalyseprinsipper for å måle intramuskulært fett selv om måleprinsippene er ulike. Ultralyd benytter lydbølger og datatomografen røntgenstråler.

Utførte forsøk indikerer at datatomografen kan benyttes til å bestemme innhold av intramuskulært fett i ytrefilet av storfe (se ref. Aass, L. and O. Vangen, 1998).
Fra 2002 vil ca. 200 okser av ulike raser bli ultralydscannet før slakting, og deretter tomografert ved samme anatomiske lokalisasjon etter slakting. Resultatene fra de to teknikkene skal deretter sammenliknes med kjemiske analyser av fettinnhold i ytrefileten av hver enkelt okse. Ønsket er å erstatte datatomografering av storfekjøtt med kjemiske analyser for å etablere en mye raskere og rimelig analysemetode.

Eplelagring.
Etter innhøsting ble modning av epler fulgt i 4 mnd. Fra september til januar neste år.
En gang pr. mnd. ble eplene tatt ut av lageret og tomografert. En kunne da følge modningen og se endringen som skjedde med eplet. Forsøket gav viktig informasjon om hvordan kontrollert atmosfære påvirket modningen.


Overskåret eple	Tomografbilde av eple

Plot of mean CT-level of apples stored in controlled atmosphere (CA), and in air (NA).
1= September, 2=October, 3=November, 4=December and 5=January.

3. Publikasjoner for anvendelse av datatomograf.

De fleste publikasjoner på vår anvendelse av datatomograf er på kroppsammensetning av levende dyr. På måling av matvarekvalitet er det publikasjoner på frukt og grønnsaker, salting av kjøtt og fisk og fettanalyser av fisk. (Publikasjonsliste)

4. Oppdrag, samarbeide og utvikling.

Ved datatomografen på Ås påtar vi oss å gjennomføre oppdrag sammen med kunden. Etter avtale med forskere ved Institutt for husdyrfag eller annen forskningsinstitusjon kan vi påta oss å gjennomføre hele oppdraget.

Vi har godt samarbeide med Matforsk og Akvaforsk på Ås og Fagsenteret for kjøtt i Oslo.

Oppdrag vi påtar oss er tomografering av kundens produkt, tolke og analysere bildene, gjennomføre statistisk analyse av bildematerialet og lage rapport av resultatene.

5. Kontaktpersoner.

Demonstrasjon av tomografen, diskusjon om forsøkgjennomføring og timebestilling.
Knut Dalen. Tlf : 64 96 51 58 eller Mob. 95 86 40 49.
Statistisk bearbeiding av bildene.
Odd Vangen Institutt for husdyr- og akvakulturvitenskap Tlf: 64 96 51 54
Turid Kvame Institutt for husdyr- og akvakulturvitenskap Tlf: 68 96 51 41

6. Nyttige linker.

Matforsk. http://www.matforsk.no/
Fagsenteret for kjøtt. http://www.fagkjott.no/
Akvaforsk. http://www.akvaforsk.no/

Publikasjoner:

Måling av salt i skinker:
¹Frøystein,Tore. ¹Sørheim, Oddvin. ¹Berg Svein Aage und ²Dalen.Knut. Fleisch Wirtschaft, 69 (2), 261-265 (1989). Salzvertelungin Rohschinken, dargestellt mittels Computer-X-Strahlen-Tomographie, ¹Norwegisches Lebenmittelforshungsinstirutt Ås und Abteilung tierischer Wissenschaften, ²Lantwirschaftlche Universität von Norwegen Ås.

¹Frøystein,Tore. ¹Sørheim, Oddvin. ¹Berg Svein Aage und ²Dalen.Knut. Fleisch Wirtschaft ,69 (2), 220-222 (1989). Salt distribution in cured hams, studied by computer X-ray thomography. Salzvertelungin Rohschinken, dargestellt mittels Computer-X-Strahlen-Tomographie, ¹Norwegisches Lebenmittelforshungsinstirutt Ås und Abteilung tierischer Wissenschaften, ²Lantwirschaftlche Universität von Norwegen Ås.

Storfe og svin.
Aass, L. and O. Vangen, 1997. Effects of selection for high milk yield and growth on carcass and meat quality traits in dual purpose cattle. Livest. Prod. Sci. 52:75-86

Aass, L. and O. Vangen, 1998. Carcass and meat quality characteristics of young bulls of Norwegian Cattle and crossbreds with Angus, Hereford and Charolais. Acta Agric. Scand. Sect. A, Animal Sci. 48:65-75

Frukt og grønnsaker
Meberg, K.R., T. Eide & K. Haffner, 1999: Non-destructive quality measurements of Norwegian apples wih the use of computer tomography. Agricultural University of Norway, doctor scientarum thesis no.1/1999, Katrine R. Meberg, paper VI, 10pp, ISSN 0802-3220.

Meberg, K.R., T. Eide, K. Haffner & K. Kvaal, 2002: Quality measurements of
'Summerred' apples during storage by the use of computer tomography.
Controlled Atmosphere conference Rotterdam, 1.2.2001, Poster presented and
paper submitted, Acta Horticulturae, 4pp. in press.

Rosenfeld, Hans J., Dalen, Knut S., Hafner, Karin, 2002, The growth and development of carrot roots.
Gartenbauwissenschaft, 67 (1). S. 11-16, 2002, ISSN 0016-478X.

Fettanalyser i fisk
Mørkøre, T., Hansen, A.Å., Unander, E., Einen, O. 2002. Composition, liquid holding capacity and mechanical properties of farmed rainbow trout: Variation between fillet sections and the impact of ice and frozen storage. J. Food Sci. 67: 1933-1938.

Cardinal, M, Knockaert, C., Torrissen, O., Sigurgisladottir, S., Mørkøre, T., Thomassen, M., Vallet, J.L., 2001. Relation of smoking parameters to the yield, colour and sensory quality of smoked Atlantic salmon (Salmosalar). Food Res Int 34, 537-550.

Mørkøre, T., Vallet, J.L., Cardinal, M., Gomez-Guillen, M.C., Montero, P., Torrissen, O.J., Nortvedt, R., Sigurgisladottir, S. and Thomassen, M.S., 2001. Fat content and fillet shape of Atlantic salmon: Relevance for processing yield and quality of raw and smoked products. J Food Sci 66(9): 1348-1354.

Mørkøre, T., 1997. Datatomografering av ørret. Infôr 1: 7.

Mørkøre, T., Solbakken, R., 1999. Product quality in Atlantic salmon in
relation to production strategy. Fish Farming International 5: 23

Mørkøre, T., Thomassen M.S., 1999. Høyt fettinnhold ga mest royksmak - butte
fileter minst svinn. Nytt fra AKVAFORSK nr 2, s.3-4.

Nortvedt. R, Borderías, J., Cardinal, M., Espe, M., Gümez, C., Montero, P., Mørkøre, T., Sigurgisladottir, S., Thomassen, M.S., Torrissen, O., Vallet, J.-L., Hafsteinsson,H., 1999. Interactions between a multitude of raw material characteristics of Atlantic salmon fillets and salting and smoking processes on the final chemical composition and sensoric assessment. 29th WEFTA Meeting. Thessaloniki 10-14 October.

Mørkøre, T. Vallet, J.L., Cardinal, M, Thomassen, M. S., 1999. Fillet fatcontent and visible fat deposits in farmed Atlantic salmon. Relevance for product yield in the smoking process. 29th WEFTA Meeting. Thessaloniki 10-14 October.

Mørkøre, T., Cardinall, M., Vallet, J-L., Thomassen, M.S., 2000. Salt uptake in Atlantic salmon is affected by raw material composition. 30th WEFTA Meating, 19-22 June, 2000, Faroe Islands.

Hafsteinsson, H., Nortvedt, R., Vallet, J.L., Borderias, J., Torrissen, O., Lie, Ø., Thomassen, M.S., Sigurgisladottir, S., Cardinal, M., Bjørnevik, M., Garcia, P., Espe, M., Mørkøre, T., 2001. Interaction between raw material characteristics and smoking process on quality of smoked salmon. The Cultivation of Salmon II. Bergen, Norway 7-10 May 2000

Nortvedt, R., Espe, M., Borderias, J., Mørkøre, T., Torrissen, O.J., Vallet, J.L., Hafsteinsson, H., 2002. Betydning av råstoff, prosessering og tilhørende interaksjoner for utbytte, kjemisk sammensetning og sensorisk bedømmelse av saltede og røykte laksefileter. det 14. Norske kjemometrisymposium 11. - 13 mars, 2002 Pers Hotel, Gol.