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Una nueva ‘nariz electrónica’ y una visión por computadora ayudan a los investigadores a cocinar el pollo perfecto

pollo frito
Crédito: CC0 Public Domain


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. 


por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo


Estas herramientas pueden ayudar a los restaurantes a monitorear y automatizar los procesos de cocción en sus cocinas, y quizás algún día incluso terminen en su horno ‘inteligente’. El artículo que detalla los resultados de esta investigación, respaldado por una subvención de la Fundación de Ciencias de Rusia, se publicó en la revista Food Chemistry .

¿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 usted es chef de restaurante o jefe de cocina en una gran cocina industrial, no puede confiar realmente 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 hotelera está buscando activamente herramientas baratas, confiables y sensibles para reemplazar el juicio humano subjetivo con un control de calidad automatizado.

El profesor Albert Nasibulin de Skoltech y la Universidad Aalto, 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 al cocinar y un algoritmo de visión por computadora para ‘mirarlo’. Las ‘narices electrónicas’ son más simples y menos costosas de operar que, digamos, 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 otro lado, la visión por computadora puede reconocer patrones visuales, por ejemplo, para detectar cookies rotas.

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 pueden utilizarse para controlar la calidad de la filtración del aire en la ventilación de los restaurantes. Un 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 de olor del pollo a la parrilla.

«Al mismo tiempo, para determinar el estado de cocción adecuado, no se puede confiar solo en ‘e-nose’, sino que se debe utilizar la visión por computadora; estas herramientas le brindan un llamado ‘panel electrónico’ (un panel de ‘expertos’ electrónicos Sobre la base de la gran experiencia en técnicas de visión por computadora de nuestros colegas de Skoltech CDISE, probamos juntos la hipótesis de que, cuando se combinan, la visión por computadora y la nariz electrónica brindan un control más preciso sobre la cocción «, dice Nasibulin.

El equipo eligió 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 cocinaba.

Los investigadores construyeron su propia ‘nariz electrónica’, con ocho sensores que detectan humo, alcohol, CO y otros compuestos, temperatura y humedad, y la colocaron 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 diversas 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 calificar 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, por lo que fue una experiencia bastante inusual. Todos los participantes recibieron instrucciones y protocolos de evaluación sensorial para hacer el trabajo correctamente. Cocinamos muchas muestras , los codificó y los usó en pruebas 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 «, señala Fedorov.

El equipo informa que su sistema pudo identificar bastante bien el pollo poco cocido, bien cocido y demasiado cocido, por lo que potencialmente puede automatizar el control de calidad en un entorno de cocina. Los autores señalan que para utilizar su técnica en otras partes del pollo (por ejemplo, patas o alas) o para un método de cocción diferente, la «nariz» y los «ojos» electrónicos tendrían que volver a entrenarse con nuevos datos.

Los investigadores ahora planean probar sus sensores en entornos de cocinas de restaurantes. Otra aplicación potencial podría ser ‘olfatear’ carne podrida en las primeras etapas, cuando los cambios en su perfil de olor 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 directa de la temperatura no es posible o no es efectiva», dice Fedorov.


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