Los investigadores de Skoltech han encontrado una manera de utilizar sensores químicos y visión por computadora para determinar cuándo el pollo asado está bien cocido. Estas herramientas pueden ayudar a los restaurantes a monitorear y automatizar los procesos de cocción en sus cocinas. y quizás algún día incluso termines en tu horno 'inteligente'. El artículo que detalla los resultados de esta investigación, con el apoyo de una subvención de la Russian Science Foundation, fue publicado en la revista Química de Alimentos .

¿Cómo se sabe que la pechuga de pollo a la parrilla está lista para su plato? Probablemente lo mire de cerca y lo huela para asegurarse de que esté hecho de la manera que le gusta. Sin embargo, si es chef de restaurante o jefe de cocina en una enorme cocina industrial, realmente no puede confiar en sus ojos y nariz para garantizar resultados uniformes a la altura de los estándares que esperan sus clientes. Es por eso que la industria de la hospitalidad está buscando activamente de confianza, y herramientas sensibles para reemplazar el juicio humano subjetivo con control de calidad automatizado.

Profesor Albert Nasibulin de Skoltech y Aalto University, El científico investigador senior de Skoltech Fedor Fedorov y sus colegas decidieron hacer precisamente eso:obtener una 'e-nose, 'una serie de sensores que detectan ciertos componentes de un olor, para 'oler' el pollo cocinado y un algoritmo de visión por computadora para 'mirarlo'. Las 'narices electrónicas' son más simples y menos costosas de operar que, decir, un cromatógrafo de gases o un espectrómetro de masas, e incluso se ha demostrado que pueden detectar varios tipos de quesos o seleccionar manzanas o plátanos podridos. Por otra parte, La visión por computadora puede reconocer patrones visuales, por ejemplo, para detectar cookies agrietadas.

El Laboratorio de Nanomateriales Skoltech, dirigido por el profesor Nasibulin, ha estado desarrollando nuevos materiales para sensores químicos; una de las aplicaciones de estos sensores está en el segmento HoReCa, ya que se pueden utilizar para controlar la calidad de la filtración del aire en la ventilación de los restaurantes. Estudiante del laboratorio y coautor del artículo, Ainul Yaqin, viajó a Novosibirsk para su proyecto de inmersión industrial. Usó los sensores de laboratorio para probar la efectividad de los filtros industriales producidos por una importante empresa rusa. Ese proyecto llevó a experimentos con el perfil olfativo del pollo a la parrilla.

"Al mismo tiempo, para determinar el estado de cocción adecuado, no se puede confiar únicamente en 'e-nose', sino que se debe utilizar la visión por computadora; estas herramientas le brindan el llamado 'panel electrónico' (un panel de 'expertos' electrónicos). Aprovechando la gran experiencia en técnicas de visión por computadora de nuestros colegas de Skoltech CDISE, juntos, probamos la hipótesis de que, cuando se combina, La visión por computadora y la nariz electrónica brindan un control más preciso sobre la cocción, "Dice Nasibulin.

El equipo decidió combinar estas dos técnicas para controlar el grado de cocción de los alimentos con precisión y sin contacto. Escogieron carne de pollo que es popular en todo el mundo, y asaron bastante pechuga de pollo (comprada en un supermercado local de Moscú) para "entrenar" sus instrumentos para evaluar y predecir qué tan bien se cocinó.

Los investigadores construyeron su propia 'e-nose, 'con ocho sensores que detectan humo, alcohol, CO, y otros compuestos y temperatura y humedad, y ponerlo en el sistema de ventilación. También tomaron fotos del pollo a la parrilla y enviaron la información a un algoritmo que busca específicamente patrones de datos. Para definir cambios en el olor consistentes con las distintas etapas de un proceso de asado a la parrilla, los científicos utilizaron análisis termogravimétrico (para monitorear el número de partículas volátiles para que las detecte la 'nariz electrónica'), análisis de movilidad diferencial para medir el tamaño de las partículas de aerosol, y espectrometría de masas.

Pero quizás la parte más importante del experimento involucró a 16 Ph.D. estudiantes e investigadores que probaron el sabor de una gran cantidad de pechuga de pollo a la parrilla para evaluar su ternura, jugosidad intensidad de sabor, apariencia, y cocción general en una escala de 10 puntos. Estos datos se compararon con los resultados analíticos para probar estos últimos frente a la percepción de los humanos que generalmente terminan comiendo el pollo.

Los investigadores asaron carne en las afueras del laboratorio y utilizaron la cantina Skoltech para configurar el sitio de prueba. "Debido a la pandemia de COVID-19, tuvimos que usar máscaras y realizar pruebas en grupos pequeños, así que fue una experiencia bastante inusual. A todos los participantes se les dieron instrucciones y se les proporcionaron protocolos de evaluación sensorial para hacer el trabajo correctamente. Cocinamos muchas muestras, los codifico, y los usó en pruebas a ciegas. Fue una experiencia emocionante para los científicos de materiales principalmente y se basó en datos de herramientas analíticas sofisticadas. Pero, los tejidos de pollo también son materiales, "Observa Fedorov.

El equipo informa que su sistema pudo identificar mal cocido, bien cocinado, y pollo recocido bastante bien, por lo que potencialmente puede automatizar el control de calidad en un entorno de cocina. Los autores señalan que para usar su técnica en otras partes del pollo, digamos, patas o alas, o para un método de cocción diferente, la 'nariz' y los 'ojos' electrónicos tendrían que ser reentrenados con nuevos datos.

Los investigadores ahora planean probar sus sensores en entornos de cocinas de restaurantes. Otra aplicación potencial podría ser 'olfatear' la carne podrida en las primeras etapas, cuando los cambios en su perfil olfativo aún serían demasiado sutiles para la nariz humana.

"Creemos que estos sistemas se pueden integrar en cocinas industriales e incluso en cocinas habituales como una herramienta que puede ayudar y asesorar sobre el grado de cocción de su carne, cuando la medición de temperatura directa no es posible o no es efectiva, "Dice Fedorov.