Le premier rapide, précis, Un moyen non destructif et portable de rechercher des nutriments dans les produits a été démontré par une équipe de scientifiques de Texas A&M AgriLife Research. Le même scan peut également identifier des maladies chez les plantes vivantes avant que des symptômes visibles n'apparaissent.

Les résultats ont été publiés en septembre dans la revue de chimie ACS Oméga , dans un article intitulé « Typage rapide et non invasif et évaluation de la teneur en éléments nutritifs des grains de maïs à l'aide d'un spectromètre Raman portatif ». L'équipe était dirigée par Dmitry Kurouski, Doctorat., professeur adjoint de biochimie et de biophysique au Texas A&M University College of Agriculture and Life Sciences.

« La méthode pourrait éventuellement être utilisée pour estimer rapidement la valeur économique du grain dans un champ ou un élévateur à grain, ou prédire la teneur en amidon du grain, ", a déclaré Kurouski. "Cela pourrait changer l'économie pour les agriculteurs et les consommateurs."

Kurouski et son équipe ont scanné des grains et des plants de maïs par spectroscopie Raman, qui mesure la façon dont les molécules diffusent une lumière laser inoffensive. Un spectromètre portable de la taille d'une balance de cuisine a été utilisé pour scanner six grains de maïs rouges ou jaunes différents. Chaque analyse prenait environ une seconde et fournissait des données pour calculer les niveaux de protéines, les glucides, fibres et caroténoïdes à l'intérieur de chaque grain. Méthodes établies d'analyse des éléments nutritifs, qui sont soit moins précises, soit plus longues que la méthode de l'équipe, ou détruire des échantillons - a confirmé les résultats.

"C'est énorme, " a déclaré Kurouski. " En ce qui concerne l'alimentation personnelle, si j'ai cette technologie, je peux scanner les aliments que je consomme, déterminer sa valeur nutritive sur place.

Les chercheurs ont ensuite utilisé le même outil pour scanner les signatures de diffusion de la lumière des plants de maïs poussant dans un champ afin d'identifier les différentes variétés. Le maïs a été la plus grande récolte du pays en 2019, selon le ministère de l'Agriculture des États-Unis, et l'identification des variétés de maïs sur le terrain serait utile à la fois pour les sélectionneurs et les agriculteurs. D'autres applications potentielles de la technique abondent dans la production alimentaire. Dans une étude publiée en mai, l'équipe a diagnostiqué la maladie dévastatrice du verdissement des agrumes en observant des signes révélateurs à l'intérieur des structures végétales des mois avant l'apparition de symptômes visibles.

Kurouski a ensuite été inspiré pour appliquer la spectroscopie Raman à l'agriculture en discutant avec des agriculteurs. À l'heure actuelle, Deux types de technologies de précision sont disponibles pour identifier les problèmes dans un domaine de cultures :l'imagerie satellitaire et la biologie moléculaire. Les deux ont de sérieux inconvénients. L'imagerie n'est pas assez spécifique - elle peut détecter que les cultures jaunissent, mais pas la raison. La biologie moléculaire peut diagnostiquer avec précision un problème mais nécessite des experts pour préparer des échantillons, qui coûte facilement des dizaines de milliers de dollars pour des applications agricoles. En raison des inconvénients, les agriculteurs ont tendance à ignorer ces technologies, dit Kurouski.

"De parler aux agriculteurs, J'ai compris ce qu'ils voulaient :pas de préparation d'échantillon, délai d'exécution rapide, et au moins 70%-80% de précision, " a déclaré Kurouski. " J'ai réalisé que la spectroscopie Raman pouvait répondre à toutes ces exigences. "

Les membres du laboratoire de Kurouski prévoient de travailler avec des partenaires industriels pour commercialiser la technique afin qu'elle puisse être largement appliquée comme outil pour les agriculteurs, les obtenteurs et les consommateurs.