Ikke-invasiv målingsteknologi og deres rapporterte evne til å måle matsvinn- og tapsrelaterte kvalitetsparametere i norsk gulrots forsyningskjede

Abstract

Ifølge FAO og World Economic Forum Global Risks Report 2019, fører matavfall alene til 8% av årlige globale klimagassutslipp. For å nå bærekraftig matproduksjon er halvering av matavfall en av de fire lett implementerbare tiltakene for å møte disse utfordringene foreslått av EAT-lancet-kommisjonen om sunne kosthold fra bærekraftige matssystemer (Willet et al. 2019), samt Springmann et al. (2018). Disse forslagene er også i tråd med FNs bærekraftmål 12.3 for å redusere matavfall med 50%. Ikke-invasiv, sensing- teknologi, for mattrygghet, kvalitet og sporbarhet regnes som en av de tolv transformative teknologiene av World Economic Forum (2019, Gustafsson 2019). Hvis de skaleres 2030, forventes de å kunne redusere matavfallet med 5-7%. (World Economic Forum 2019; Gustafsson 2019) Samtidig har gulrotforsyningskjeder i Norge store matsvinn og tap på ulike stadier (Schrøder et al. 2016). Denne studien hadde derfor til formål å undersøke ikke-invasiv målingsteknologi og deres rapporterte evne til å måle matsvinn- og tapsrelaterte kvalitetsparametere i norsk gulrots forsyningskjede. Dette ble delt inn i to forskningsspørsmål, nemlig 1) "Hva er de matsvinnstilknyttede kvalitetsparametrene i den norske gulrotleveransekjeden?" - og 2) "Hvilke ikke-invasive teknologier kan måle disse parameterene i norsk gulrots forsyningskjede? " Gjennom en systematisk litteraturgjennomgang ble kvalitetsparametrene rapportert til å være assosiert med matsvinn i den norske gulrotforsyningsskjeden, som ble målt i intakt gulrotvev, ved ikke-invasiv teknologi funnet å være størrelse og form, vanninnhold , fasthet, farge, mangler, sukkerinnhold, bitterhet, CO2-gass og etylengass. Disse svinn-assosierte kvalitetsparametrene i forsyningsskjeden ble videre rapportert å være målbare ved en kombinasjon av nærinfrarødspektroskopi (NIRS), datasyn, røntgen, elektrisk spektroskopi, kjernemagnetisk resonans / magnetisk resonansavbildning (NMR / MRI), etylen sensing og CO2 sensing. Akustiske teknologier ble ikke funnet å bli rapportert for å måle noen av de gjennomgåtte parametrene i intakt gulrotvev. Minimumskombinasjonen av teknologier for å måle alle svinn-assosierte kvalitetsparametrene var nær-infrarødspektroskopi, datasyn og etylensensensing. Resultatene av denne studien indikerer behovet for å identifisere eller utvikle ikke-invasive teknologier som er i stand til å måle mikroorganismer in situ på intakte gulrøtter. Dette kan muliggjøre at ikke-invasiv teknologi implementeres som et verktøy for å redusere matavfall ved å delta i løsninger på svinn foreslått av litteraturen, som sporbarhetssystemer, dynamisk holdbarhetsbestemmelse og dynamisk prissetting.

According to the FAO and The World Economic Forum Global Risks Report 2019, food waste alone causes 8% of annual global greenhouse gas emissions. To reach sustainable food production, halving food wastage is one of the four readily implementable actions to meet these challenges proposed by the EAT-lancet commision on healthy diets from sustainable food systems (Willet et al. 2019), as well as Springmann et al. (2018). These proposals also align with the UN Sustainability goal 12.3 to reduce food wastage by 50%. Non-invasive, food-sensing technologies, for food safety, quality and traceability are considered one of the Twelve Transformative Technologies by The World Economic Forum (2019; Gustafsson 2019). If scaled by 2030, they are predicted to be able to reduce food waste by 5-7%. (World Economic Forum 2019; Gustafsson 2019) Meanwhile, carrot supply chains in Norway suffer major food waste & loss at various stages (Schrøder et al. 2016) This study therefore aimed to investigate non-invasve measuring technologies and their reported ability in measuring food waste & loss associated quality parameters in the Norwegian carrot supply chain. This was divided into two research questions, namely 1) “What are the food loss and waste associated quality parameters in the Norwegian carrot supply chain?” - and 2) “Which non-invasive technologies can measure the food loss and waste associated parameters in the Norwegian carrot supply chain?” Through a systematic literature review, the quality parameters reported to be associated to food loss & waste(FLW) in the Norwegian carrot supply chain(NCSC) measurable in intact carrot tissue by non-invasive technologies were found to be size and shape, water content, firmness, colour, defects, sugar content, bitterness, CO2 gas and ethylene gas. These FLW- associated quality parameters in the NCSC were further reported to be measurable by a combination of Near-infrared spectroscopy (NIRS), Computer vision, X-ray, electrical spectroscopy, Nuclear magnetic resonance/Magnetic resonance imaging(NMR/MRI), ethylene sensing and CO2 sensing. Acoustic technologies were not found to be reported to measure any of the reviewed parameters in intact carrot tissue. The minimum combination of technologies to measure all of the FLW- associated quality parameters, were near-infrared spectroscopy, computer vision and ethylene sensing. The results of this study indicate the need of identifying or developing non-invasive technologies able to measure microorganisms in-situ on intact carrots. This may enable non-invasive technologies to be implemented as a tool to reduce food waste by taking part in solutions to FLW proposed by the literature, like traceability systems, dynamic shelf life determination and dynamic pricing.