Os pesquisadores da Skoltech descobriram uma maneira de usar sensores químicos e visão computacional para determinar quando o frango grelhado é cozido da maneira certa. Essas ferramentas podem ajudar os restaurantes a monitorar e automatizar os processos de cozimento em suas cozinhas, e talvez um dia até acabar no seu forno 'inteligente'. O artigo detalhando os resultados desta pesquisa, apoiado por uma bolsa da Russian Science Foundation, foi publicado no jornal Química Alimentar .

Como saber se o peito de frango na grelha está pronto para o seu prato? Você provavelmente olha de perto e cheira para ter certeza de que é feito do jeito que você gosta. Contudo, se você é um chef de restaurante ou cozinheiro-chefe de uma enorme cozinha industrial, você não pode realmente confiar em seus olhos e nariz para garantir resultados uniformes de acordo com os padrões que seus clientes esperam. É por isso que a indústria da hospitalidade está procurando ativamente por produtos baratos, de confiança, e ferramentas sensíveis para substituir o julgamento humano subjetivo por controle de qualidade automatizado.

Professor Albert Nasibulin da Skoltech and Aalto University, O cientista pesquisador sênior da Skoltech, Fedor Fedorov e seus colegas decidiram fazer exatamente isso:pegue um nariz eletrônico, 'uma série de sensores que detectam certos componentes de um odor, para 'cheirar' o frango cozinhando e um algoritmo de visão de computador para 'olhar' para ele. 'E-narizes' são mais simples e menos caros de operar do que, dizer, um cromatógrafo de gás ou um espectrômetro de massa, e foi demonstrado que eles são capazes de detectar vários tipos de queijos ou escolher maçãs ou bananas podres. Por outro lado, a visão computacional pode reconhecer padrões visuais - por exemplo, para detectar cookies quebrados.

O Laboratório de Nanomateriais Skoltech, liderado pelo professor Nasibulin, vem desenvolvendo novos materiais para sensores químicos; uma das aplicações para esses sensores é no segmento HoReCa, pois podem ser usados ​​para controlar a qualidade da filtragem do ar na ventilação do restaurante. Aluno do laboratório e co-autor do artigo, Ainul Yaqin, viajou para Novosibirsk para seu projeto de Imersão Industrial. Ele usou os sensores de laboratório para testar a eficácia dos filtros industriais produzidos por uma grande empresa russa. Esse projeto levou a experimentos com o perfil olfativo do frango grelhado.

"Ao mesmo tempo, para determinar o estado de cozimento adequado, não se pode confiar apenas no 'e-nariz', mas sim usar a visão computacional - essas ferramentas fornecem o chamado 'painel eletrônico' (um painel de 'especialistas' eletrônicos). Com base na grande experiência em técnicas de visão computacional de nossos colegas da Skoltech CDISE, juntos, testamos a hipótese de que, quando combinados, visão computacional e nariz eletrônico fornecem controle mais preciso sobre o cozimento, "Nasibulin diz.

A equipe escolheu combinar essas duas técnicas para monitorar o cozimento dos alimentos com precisão e sem contato. Eles escolheram carne de frango, que é popular em todo o mundo, e grelhados bastante peito de frango (comprado em um supermercado local de Moscou) para 'treinar' seus instrumentos para avaliar e prever o quão bem era cozido.

Os pesquisadores construíram seu próprio nariz eletrônico, 'com oito sensores detectando fumaça, álcool, CO, e outros compostos e temperatura e umidade, e coloque-o no sistema de ventilação. Eles também tiraram fotos do frango grelhado e forneceram as informações a um algoritmo que procura especificamente os padrões de dados. Para definir mudanças no odor consistentes com os vários estágios de um processo de grelha, os cientistas usaram a análise termogravimétrica (para monitorar o número de partículas voláteis para o 'e-nariz' detectar), análise de mobilidade diferencial para medir o tamanho das partículas de aerossol, e espectrometria de massa.

Mas talvez a parte mais importante do experimento envolveu 16 Ph.D. estudantes e pesquisadores que testaram o sabor de um monte de peito de frango grelhado para avaliar sua maciez, suculência, intensidade do sabor, aparência, e cozimento geral em uma escala de 10 pontos. Esses dados foram combinados com os resultados analíticos para testar o último contra a percepção dos humanos que geralmente acabam comendo o frango.

Os pesquisadores grelharam a carne fora do laboratório e usaram a cantina Skoltech para configurar o local de teste. "Devido à pandemia COVID-19, tivemos que usar máscaras e realizar testes em pequenos grupos, então foi uma experiência bastante incomum. Todos os participantes receberam instruções e protocolos de avaliação sensorial para fazer o trabalho corretamente. Nós cozinhamos muitas amostras, codificou-os, e os usou em testes cegos. Foi uma experiência empolgante principalmente para cientistas de materiais e contou com dados de ferramentas analíticas sofisticadas. Mas, lenços de frango também são materiais, "Fedorov observa.

A equipe relata que seu sistema foi capaz de identificar mal cozidos, bem passado, e frango cozido muito bem, para que possa automatizar potencialmente o controle de qualidade em um ambiente de cozinha. Os autores observam que, para usar sua técnica em outras partes do frango, digamos, pernas ou asas - ou para um método de cozimento diferente, o 'nariz' e 'olhos' eletrônicos teriam que ser retreinados em novos dados.

Os pesquisadores agora planejam testar seus sensores em ambientes de cozinha de restaurante. Uma outra aplicação potencial poderia ser 'farejar' carne podre nos estágios iniciais, quando as mudanças em seu perfil de cheiro ainda seriam sutis demais para um nariz humano.

“Acreditamos que esses sistemas podem ser integrados em cozinhas industriais e até em cozinhas usuais como uma ferramenta que pode ajudar e aconselhar sobre o grau de cozimento de sua carne, quando a medição direta de temperatura não é possível ou eficaz, "Fedorov diz.