Startpagina Aardappelen

Met lasers kankerverwekkende stoffen uit aardappelen en granen halen

Eos selecteert elk jaar vijf jonge wetenschappers die de maatschappij een enorme gunst bewijzen. En dat voor de Eos pipet prijs. Eén van hen is Lien Smeesters, een studente fysica die met haar doctoraatswerk een toestel ontwikkelde dat frieten of maïskorrels screent op kankerverwekkende stoffen en die uitsorteert. En daar heeft licht alles mee te maken.

Leestijd : 6 min

Wie aan licht denkt, denkt vooral aan simpelweg de zon, of de lampen in de living. Voor Lien Smeesters ging het verder dan dat. Over verschillende aspecten van licht wordt gedoceerd in het middelbaar onderwijs, en het is daar dat de vonk oversloeg. “Ik studeerde al graag wetenschappen in het middelbaar, en toen wou ik al begrijpen hoe fysica in elkaar zat. Ook was ik enorm gefascineerd door sterrenkunde. Donkere energie en zwarte gaten, ik wou er alles over weten”, legt Smeesters gepassioneerd uit. “Aan de Vrije Universiteit Brussel (VUB) ging ik dan ook fysica studeren voor drie jaar. Daar kreeg ik meer en meer inzichten in fotonica. Je leert hoe licht zich voorplant, hoe telescopen werken,... De keuze voor de master fotonica was snel gemaakt. Het is een zeer divers domein, wat leuk is. Het is super interessant om te weten hoe je licht kan gebruiken in zoveel toepassingen.”

Uiteindelijk startte Lien een doctoraat waarbij ze onderzocht hoe licht bijdraagt aan het vinden van de kankerverwekkende stoffen acrylamide in aardappelen en mycotoxines in granen. Toen vorig jaar Europa het blancheren van frieten voor het bakken aanbeval, kwam haar doctoraat dan ook voor de eerste keer in de media. Nu is ze geselecteerd als laureaat voor de Eos pipet. Tijd voor een interview dus.

Geselecteerd worden voor de Eos pipet is niet niets. Hoe gebeurt eigenlijk zo’n selectie?

Eos en de jonge academie zoeken bij verschillende universiteiten naar potentiële kandidaten. Ze focussen daarbij op de eventuele vulgariserende artikels die geschreven zijn, het onderzoeksonderwerp, de publicatielijst,... De universiteiten en onderzoeksinstituten zelf helpen bij die selectie door wetenschappers als het ware ‘aan te bieden’ op een longlist. Uiteindelijk lopen een panel van onderzoekers en mensen van Eos door die longlist en selecteren ze de winnaar.

Hoe ben je aan je doctoraatsonderwerp gekomen? En waarover gaat het?

Er is een lijst met doctoraatsonderwerpen, en toen ik het onderwerp zag heb ik ervoor gesolliciteerd. In dit project zag ik de maatschappelijke relevantie, en dat trok me aan. Ik ben eraan begonnen in het kader van een IWT project (Instituut voor Innovatie door Wetenschap en Technologie) en in samenwerking met het bedrijf Tomra Sorting Solutions. Het doel was om een optische methode te zoeken waarbij men kankerverwekkende stoffen in voedsel kan vinden.

Eerst wou ik voorspellen welke aardappelen te veel acrylamide zouden vormen bij frituren boven 120°C. Het zijn de rauwe gesneden frieten die gescand worden. De niet geschikte rauwe frieten kunnen dienen voor verwerking. Het is nog niet mogelijk de volledige aardappel te scannen, want er zit te veel variatie in de schil en die is nog niet in kaart gebracht. We willen dat wel zo snel mogelijk introduceren.

Mycotoxines in voedsel zoals maïs vinden, vormt het tweede grote deel van mijn doctoraat. Die zijn ook kankerverwekkend. Deze zijn heel lokaal aanwezig in de plant, maar ook in het veld. En dat is net het probleem. De huidige chemische testen kunnen niet volledig garanderen dat er geen mycotoxines doorgaan in het voedsel omdat dat werkt met enkele steekproeven.

En was je doctoraat dan het startpunt van het hele onderzoek?

Ik ben er niet mee begonnen. Het onderzoek is doorheen de jaren gegroeid en meer gespecialiseerd geworden. De samenwerking met het bedrijf werd al 15 jaar geleden opgestart door mijn promotor. Toen was het doel een optisch verschil in diverse producten waar te nemen. Een voorbeeld is de detectie van vreemde voorwerpen zoals glas en steentjes in aardappelen. Daarna werd het complexer omdat men productkwaliteit wou onderzoeken. Zo wou men zwarte of rotte plekjes detecteren in aardappelen. De nieuwe fase, waarmee ik bezig ben, is kankerverwekkende stoffen vinden in aardappel en maïs.

Ik ontwikkelde op basis van een basisonderzoek een optimale detectietechniek. Die werd geïntegreerd in een optische scanner, die verschillende lasers combineert. Tomra Sorting Solutions (in Leuven) bouwt momenteel die scanners in de sorteermachines in. Het bedrijf heeft vorig jaar het patent aangevraagd voor het concept en de implementatie in de sorteermachine. Ik sta mee op de lijst van de inventors. De machine wordt dan verder getest op frieten van verschillende oogsten bij verschillende klanten, om te zien of het overal goed werkt. Bij drie oogsten, zagen we al dat er consistentie zat in de techniek.

Werkte je ook samen met andere instituten of bedrijven?

Naast het bedrijf Tomra Sorting Solutions heb ik samengewerkt met Coda-Serva: een nationaal referentielabo voor mycotoxines, die dan weer samenwerkt met het FAVV. Coda-Cerva deed de validatietesten om te zien of de sortering accuraat genoeg was.

Kan je vertellen hoe lasers acrylamide en mycotoxines kunnen detecteren? Heb je hiervoor twee verschillende toestellen nodig?

In het algemeen is het mogelijk een paar ton maïskorrels of frieten per uur te scannen. Verschillende lasers belichten dan het product. Een deel van het licht wordt gereflecteerd, een ander deel dringt in de aardappel en komt op verschillende plaatsen weer de aardappel uit. Het water, de suiker en het zetmeel in de aardappel beïnvloeden de absorptie van het licht en de structuur van aardappel, en dus ook waar het licht uit de aardappel gaat. Het gereflecteerde licht en het licht dat door de aardappel gaat wordt terug opgevangen door de scanner, en zo wordt de hoeveelheid suiker en zetmeel bepaald. Is dat veel, dan is de kans op de vorming van te veel aan acrylamide hoger.

Naargelang welke stof je wil scannen bij welke product, zijn andere lasers en andere detectoren nodig. Zo wordt bij het scannen naar acrylamide infraroodlicht gebruikt en bij mycotoxines UV licht. Maar er kunnen meerdere lasers in één toestel worden ingebouwd, dus soms zijn meerdere machines niet nodig.

Je vertelt over acrylamide en mycotoxines, maar is detectie van andere kankerverwekkende stoffen ook al mogelijk met fotonica?

Mycotoxines zijn al heel belangrijk, want veel voedsel gaat uit de rekken door aflatoxine. Salmonella is ook een belangrijk probleem, waar eventueel lichttechnieken soelaas brengen, maar daar zijn nog geen plannen voor onderzoek. Ik zie wel toekomst in fotonica en lasers. Lasers zijn veilig en tasten het product namelijk niet aan.

Kan je toestel de steekproeven volledig vervangen? Wat zijn de voor- en nadelen?

De steekproef is niet accuraat. De chemische testen zijn accuraat, maar duur en hebben een lange verwerkingstijd. Momenteel is het nog de enige optie dus het is goed dat ze er zijn. Toch moeten steekproeven na de oogst nog gebeuren, want ze dienen dan als referentiemeting.

Daarnaast biedt Ilvo onderwatertesten aan boeren aan. Die meten de hoeveelheid zetmeel, dat gelinkt is aan de kans op de vorming van te veel acrylamide. Zo kan de landbouwer een idee vormen van de aardappelkwaliteit, maar de test is niet nauwkeurig genoeg.

Denk je eraan om je toestel nog breder in de voedselketen te introduceren? Bij veilingen bijvoorbeeld, of bij landbouwers?

Tomra heeft vestigingen over gans de wereld. Het is een groot bedrijf dat niet enkel op voedsel werkt, maar bijvoorbeeld ook plastiek. Zij zullen het dus verkopen aan instituten, veilingen,...

Je doctoraat is al afgerond, maar ik hoor dat je er dus nog steeds mee bezig bent.

Het project met het bedrijf is afgerond. Het doctoraat dus ook, maar ik ben er nog gedeeltelijk mee bezig. In hetzelfde onderzoeksgebied zijn we nu veel ruimer bezig.

Je bent ook gestart met een postdoctoraat waarbij optische detectietechnieken in drones worden geïmplenteerd. Kan je iets specifieker zijn?

We zijn bezig met optische spectroscopie om die te integreren in drones. Je kan dan bepaalde parameters van het gewas meten, maar met Swir camera’s ook de bodemvochtigheid. Dit gebeurt met licht dat men met blote oog niet kan zien en dat door de plant heen kan, naar de bodem toe. Het principe van scannen is hetzelfde, maar het is een uitbreiding van de techniek. Het is een Europees project dat is goedgekeurd door de commissie.

Je bent echter geselecteerd voor je doctoraat. Hoe groot schat je de kans dat je wint?

Ik denk dat het kankervaccin veel kans maakt, omdat dat heel veel mensen aanspreekt. Ook robots spreken veel mensen aan. Ik vind robots ook cool. Eigenlijk is het moeilijk te zeggen wie zal winnen omdat iedereen een ander onderwerp heeft, maar je hoopt er natuurlijk op.

Stemmen voor de Eos pipet kan gratis tot en met 24 mei via www.eoswetenschap.eu/

eospipet2018

MV

Lees ook in Aardappelen

Gaston Backbier: “Geen onkruid meer mogen bestrijden, zou een ramp zijn”

Interpom 2022 Akkerbouwer Gaston Backbier heeft dit jaar 20% minder opbrengst door de droogte. In Zuid-Limburg mag hij niet beregenen als het lang droog is. Gaston moét wel Fontane telen, omdat de lössgronden waarop hij teelt, schurftgevoelig zijn. “Als ik door de Green Deal straks geen onkruid meer kapot mag spuiten, dan heb ik er een probleem bij. In dit heuvelachtige landschap kun je moeilijk onkruid mechanisch bestrijden, door het gevaar op erosie.”
Meer artikelen bekijken