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Articles by Kathryn L. McCarthy in JoVE
JoVE General
Quantifier mélange à l'aide d'imagerie par résonance magnétique
1Dept. Food Science and Technology, University of California, Davis, 2Corporate Engineering and Technology Laboratory, Procter & Gamble Company
Imagerie par résonance magnétique (IRM) fournit un outil puissant pour évaluer l'efficacité des équipements de process en cours de fonctionnement. Nous discutons de l'utilisation de l'IRM pour visualiser le mélange dans un mélangeur statique. L'application est pertinente pour les produits de soins personnels, mais peut être appliquée à une large gamme de fluides alimentaires, chimiques, la biomasse et biologiques.
Other articles by Kathryn L. McCarthy on PubMed
Relations Entre La Ligne De Viscosité Et De Mesure De Bostwick Pendant La Production De Ketchup
Le consistomètre Bostwick demeure une partie intégrante de l'évaluation de la cohérence des produits de la tomate dans l'usine. Ce travail porte sur le mélange de pâtes de tomates, emballé à la lecture Bostwick différents, pour une utilisation dans la production de ketchup. L'objectif de cette étude était de corréler les mesures de viscosité en ligne de 12 degrés Brix concentrés de tomates à la qualité du produit final. Cinq mélanges de concentré de tomate ont été préparées en mélangeant 2 pâtes et en diluant le mélange à un niveau solide soluble de 12 degrés Bx. Mesures viscosimétrie en ligne au niveau température du procédé ont été faites en utilisant la viscosimétrie par résonance magnétique. Les résultants de Herschel-Bulkley paramètres ont été utilisés pour évaluer une viscosité apparente à un taux de cisaillement caractéristique. La viscosité apparente et de mesure de Bostwick pour les mélanges sont corrélés sur la base d'une analyse d'écoulement par gravité de courant, ce qui donne un coefficient de détermination du plus 0,99. Ketchup a été faite à partir des mélanges de concentré de tomates à 3 niveaux de solides soluble naturelle de tomate (SNSL). Le ketchup Bostwick mesure est ensuite corrélée au rapport de (êta / rho) (-1 / 5) de la tomate 12 degrés Brix concentrer délivrant des coefficients de détermination de 0,97, 0,97, et 0,91 pour les niveaux RNT de 6%, 7%, et de 7,8%, respectivement. Cette étude démontre que la qualité du produit final peut être prédite à partir de mesures de viscosité en ligne d'un produit intermédiaire.
Distributions De Température Expérimentales Et Analytiques Au Cours De Chauffage Par Convection Four à Base De
Les modèles mathématiques, associés à une évaluation expérimentale, de fournir une approche pour comprendre, concevoir et optimiser les opérations de transformation des aliments. Imagerie par résonance magnétique (IRM), comme une technique expérimentale, est largement utilisé dans les applications médicales et d'ingénierie pour mesurer et quantifier les processus de transport. Par résonance magnétique (MR) a été utilisée dans cette étude afin d'évaluer un modèle mathématique basé sur la seconde loi de Fourier. L'objectif était de comparer les solutions analytiques pour la prédiction des distributions de température interne dans les aliments au cours de four à base de chauffage par convection à des mesures de température expérimentales et déterminer à quel moment pendant le processus de chauffage à feu et le processus couplé de transport de masse doivent être considérés. Des échantillons cylindriques d'un gel alimentaire modèle, la pomme de terre Russet et réhydratées purée ont été chauffés dans un four à convection pour des moments précis. Mesurées expérimentalement les températures internes ont été comparés à des températures internes prédites par le modèle analytique. Distributions de températures dans la direction axiale se compare favorablement pour le gel et acceptable pour les échantillons de pommes de terre Russet et réduites en purée. Les températures MR-acquises dans la direction radiale pour le gel entraîné dans un gradient de moins profonde que prédite mais suivie l'évolution attendue. Pour les échantillons de pomme de terre, les températures MR-acquises dans la direction radiale sont pas qualitativement similaire aux prédictions d'analyse en raison de la perte d'humidité au cours du chauffage. Si la résolution de la température est nécessaire dans la direction radiale, les pertes d'humidité mériter l'utilisation de modèles de transport que la chaleur de couple et de transfert de masse.
Migration D'huile Dans Les Systèmes à 2 Composants De Confiserie
Migration de l'huile de haute teneur en huile centres en résultats enrobages de chocolat dans les changements de qualité des produits. L'objectif de cette étude était de surveiller et de migration de l'huile d'arachide dans le modèle 2-couche des systèmes de complexité croissante de phase. Trois 2-couche des systèmes ont été préparés: l'huile d'arachide / beurre de cacao; pâte de beurre d'arachide / beurre de cacao et de beurre d'arachide pâte / chocolat. L'imagerie par résonance magnétique a été utilisé pour mesurer le signal d'huile liquide en fonction de la position pendant un temps de stockage de 193 jours à 25 ° C. Les 3 types d'échantillons exposées motifs sensiblement différentes de la migration du pétrole. Les échantillons d'huile d'arachide beurre / cacao a la masse typique transférer de l'huile étant absorbée par une région liquide / solide. Les pâtes au beurre d'arachide / cacao beurre profils de résonance magnétique ont été caractérisées par transfert de masse avec un coefficient de partage supérieur à l'unité. Les beurre d'arachide pâte / chocolat échantillons ont présenté une concentration en fonction du temps d'huile d'arachide à l'interface entre le chocolat et la pâte de beurre d'arachide. Les données spatiales et temporelles expérimentales des beurre d'arachide pâte / chocolat échantillons ont été modélisés en utilisant un modèle de diffusion Fickian, montage de la diffusivité effective. Les valeurs de la diffusivité pour les 6 formulations de chocolat variait de 1,10 à 2,01 x 10 (-13) m (2) / s, avec aucune différence statistiquement significative.
Réduction De Salmonella Sur Les Amandes Inoculés Exposés à L'huile Chaude
La résistance à la chaleur des salmonelles inoculé dans les amandes a été déterminée après immersion dans l'huile chaude. Amandes entières ont été inoculés avec 30 de PT Salmonella Enteritidis ou Salmonella Senftenberg 775W et chauffés à l'huile. Après chauffage, amandes ont été drainés, transférés au bouillon froid trypticase soja et mélangés avec un stomacher, et les échantillons ont été ensemencés sur géloses de sulfite trypticase soja et bismuth. Les courbes de l'inactivation survivant Salmonella étaient concaves vers le haut. Des réductions rapides de 2,9, 3.0 ou 3,6 log ufc/g pour Salmonella Enteritidis ont été observées après 30 s d'exposition au pétrole à 116, 121 et 127 degrés C, respectivement. Par la suite, la baisse s'est produite à un rythme beaucoup plus lent. Des réductions similaires ont été observées à 127 degrés C pour Salmonella Senftenberg. Le modèle de Weibull a été utilisé pour prédire les réductions 4 - et 5-log de Salmonella Enteritidis après 0,74 et 1,3 min à 127 degrés C, respectivement. Ni sérovar pourrait être récupéré par enrichissement des échantillons 1 g après amandes inoculés à 5 log CFU/g ont été exposés à l'huile à 127 degrés C pour l'huile Standard 1,5 min. un temps de rôtissage et des températures atteindre couleur acceptable de noyau et de texture devrait déboucher sur une beaucoup plus grande que des réductions de 5-log de Salmonella dans les amandes.
Imagerie Par Résonance Magnétique (IRM) Et De L'analyse Du Spectre De Relaxation Que Des Méthodes Pour Enquêter Sur Gonflement Des Gels De Protéines De Lactosérum
Des moyens efficaces pour la livraison contrôlée de nutriments et les nutraceutiques sont nécessaires. Protéines de lactosérum gels à base d', comme un système modèle et comme un système de livraison potentiel, présentent un gonflement en fonction du pH lorsqu'il est placé dans des solutions aqueuses. Comprendre la physique qui régissent gel gonflement est donc important lors de la conception plates-formes de livraison à base de gel. La mesure du gonflement au cours du temps a été suivie par gravimétrie. En plus des mesures gravimétriques, imagerie par résonance magnétique (IRM) en temps réel technique d'imagerie non invasive que les changements quantifiés dans la géométrie et la teneur en eau de ces gels a été utilisé. Heat-set gels de protéines de lactosérum ont été préparés à pH 7 et de l'enflure a été suivie dans des solutions aqueuses dont le pH est de 2,5, 7 et 10. Les changements dans la dimension au fil du temps, caractérisée par le nombre de voxels dans une image, ont été corrélées aux mesures gravimétriques. Corrélations excellentes entre prise de masse et de changement de volume (R (2) = 0,99) ont été obtenues pour les gels dans des solutions aqueuses à pH 7 et 10, mais pas pour les gels dans la solution aqueuse à pH 2,5. Pour donner un aperçu des mécanismes de l'absorption d'eau, la résonance magnétique nucléaire (RMN) des temps de relaxation ont été mesurées dans des expériences indépendantes. Le spectre de relaxation pour le temps de relaxation spin-spin (T (2)) a montré la présence de 3 piscines protons pour un pH de 7 et 10 essais et 4 piscines de protons pour le pH de 2,5 essais. Les résultats démontrent que des mesures de relaxation RMN et l'IRM fournit des informations sur un gonflement des gels de protéines de lactosérum qui peuvent constituer un nouveau moyen d'enquête et de développer des systèmes de livraison efficaces pour les aliments.
Analyse D'images De L'évolution Des Microstructures Du Cotylédon D'amande Comme Résultat Du Traitement
Communiqué de l'huile de noix en raison de structures cellulaires endommagées peuvent dégrader la qualité des produits incorporant des noix. Le but de cette étude était d'étudier les effets de différentes conditions de traitement sur la microstructure des tissus d'amande et de quantifier ces modifications à l'aide de traitement d'image. Filature microscopie à fluorescence confocal disque a été utilisée pour des changements d'imagerie dans la microstructure d'amandes en fonction de traitement thermique différent d'amandes. Coloration multiple du Nil Rouge et blanc de calcofluor a été appliquée pour différencier les structures de la paroi cellulaire et des organismes de pétrole dans les cellules individuelles aux amandes sans fixation chimique. Un algorithme de traitement d'image, inclus prétraitement de l'image, la segmentation et la détermination des caractéristiques morphologiques des objets segmentés, a été développé. Huile de torréfaction processus (140 ° C et 150 ° C) ont été trouvés à avoir un impact significatif sur la microstructure d'amandes par rapport aux procédés à chaud à l'air de torréfaction et de blanchiment. Huile-amande grillée à 150 ° C avaient une plus grande dommages cellulaires en raison de la paroi cellulaire et la rupture des membranes. Ces changements dans la microstructure d'amandes serait les rendre un peu plus sensibles à libérer le pétrole au cours du stockage. L'analyse d'image permet présenté une évaluation quantitative de l'effet de différents traitements sur la microstructure d'amande.
L'absorption D'ions Divalents (Mn (+2) Et Ca (2)) Par La Chaleur-Set Gels De Protéines De Lactosérum
Sels divalents sont utilisés couramment pour la gélification des molécules de polymère. De calcium, Ca (2), est l'un des ions divalents les plus courants qui sont utilisées dans des gels de protéines de lactosérum. Manganèse, Mn (+2), est également divalent, mais paramagnétiques, améliorer les taux de décroissance de relaxation dans imagerie par résonance magnétique (IRM) et peut être utilisé comme une sonde pour comprendre le comportement de Ca (+2) dans des gels de protéines de lactosérum. L'objectif de cette étude était d'enquêter sur la diffusion de Ca (+2) et Mn (+2) des ions dans la chaleur de consigne gels de protéines de lactosérum à l'aide de l'IRM et la résonance magnétique nucléaire (RMN) relaxométrie. Gels de protéines de lactosérum ont été immergés dans des solutions contenant MnCl (2) et CaCl (2) à pH neutre. Images obtenues avec des gels immergées dans MnCl (2) une solution révélé une région de dissipation de détente dans la surface du gel et l'épaisseur de la région augmente avec le temps. Ces "Aucun signal" régions dans les images RM ont été attribuées à absorption de Mn (2) par le gel. Les résultats obtenus avec CaCl (2) Solution indiqué que, depuis Ca (+2) n'a pas eu l'effet paramagnétique, les régions où Ca (+2) diffusés dans le gel ont présenté une légère diminution de l'intensité du signal. Les spectres de relaxation exposé 3 populations de protons, pour les gels plongés dans MnCl (2) une solution, et 2 pour les populations des gels dans CaCl (2) solution. Aucun changement significatif dans T (2) des distributions a été observé pour les gels plongés dans CaCl (2) solution. Les résultats ont démontré que l'IRM et RMN relaxométrie peut être utilisée pour comprendre la diffusion des ions dans le gel de protéine de lactosérum, ce qui est utile pour la conception de gels de propriétés physiques différentes pour des applications à libération contrôlée. Application pratique: Conception de systèmes alimentaires pour la livraison de composés bioactifs nécessite la connaissance des taux de diffusion et de la structure. Utilisant l'imagerie par résonance magnétique des vitesses de diffusion d'ions peut être mesurée. Spectres de relaxation peut fournir des informations concernant les interactions moléculaires.
Impact Des Durées De Conservation Et De La Température Sur L'Inactivation Thermique De Salmonella Enteritidis PT 30 Sur Des Amandes Grillées à L'huile
Amandes entières sans pareil de variété ont été inoculés avec Salmonella Enteritidis PT 30 et stockés à 4 ou 23 ° C pour jusqu'à 48 semaines. À 1, 12, 24, 37 et 48 sem de stockage, les amandes ont été chauffés par immersion dans l'huile de 121 ° C. Après chauffage de 0,5 à 2,5 min, amandes ont été drainés, transférés à bouillon trypticase soja et mélangés avec un stomacher avant la culture sur géloses de sulfite trypticase soja et bismuth. Au cours de la semaine 48 de stockage, Salmonella ont baissé de 0,5 et 2.1 log ufc/g à 4 et 23 ° C, respectivement. Les courbes d'inactivation de survivant sont vers le haut concaves avec une réduction initiale rapide dans les niveaux de Salmonella. Pour jusqu'à 24 semaines de stockage, la moyenne compte des survivants après traitement n'étaient pas significativement différents. Le modèle de Weibull prédit des réductions de 4 - et 5-log de Salmonella à 0,85 ± 0,16 et 1,8 ± 0,43 min, respectivement, pour les amandes stockés à 4 ° C et à 1,6 ± 0,53 et 3,2 ± 1,0 min, respectivement, pour les amandes stockés à 23 ° C. Entreposage frigorifique a eu peu d'impact sur la résistance à la chaleur de Salmonella ont été inoculées sur les amandes. Application pratique : Cette recherche fournit des informations de valeur dans l'exercice ou évaluation des études de validation pour traitement thermique des amandes. La sensibilité des salmonelles d'huiler la torréfaction est démontrée lors de températures et la durée de conservation d'amande commerciale typique.
