Les chercheurs de Skoltech ont trouvé un moyen d'utiliser des capteurs chimiques et la vision par ordinateur pour déterminer quand le poulet grillé est bien cuit. Ces outils peuvent aider les restaurants à surveiller et à automatiser les processus de cuisson dans leurs cuisines, et peut-être même finir un jour dans votre four « intelligent ». L'article détaillant les résultats de cette recherche, soutenu par une subvention de la Fondation scientifique russe, a été publié dans la revue chimie alimentaire .

Comment pouvez-vous dire que la poitrine de poulet sur votre gril est prête pour votre assiette ? Vous le regardez probablement de près et le sentez pour vous assurer qu'il est fait comme vous l'aimez. Cependant, si vous êtes chef de restaurant ou chef cuisinier dans une immense cuisine industrielle, vous ne pouvez pas vraiment compter sur vos yeux et votre nez pour garantir des résultats uniformes conformes aux normes attendues par vos clients. C'est pourquoi l'industrie hôtelière recherche activement des produits bon marché, fiable, et des outils sensibles pour remplacer le jugement humain subjectif par un contrôle qualité automatisé.

Professeur Albert Nasibulin de Skoltech et Aalto University, Fedor Fedorov, chercheur principal chez Skoltech, et leurs collègues ont décidé de faire exactement cela :obtenir un « nez électronique, ' un ensemble de capteurs détectant certains composants d'une odeur, pour « renifler » le poulet en train de cuire et un algorithme de vision par ordinateur pour le « regarder ». Les « nez électroniques » sont plus simples et moins coûteux à utiliser que, dire, un chromatographe en phase gazeuse ou un spectromètre de masse, et il a même été démontré qu'ils étaient capables de détecter divers types de fromages ou de choisir des pommes ou des bananes pourries. D'autre part, la vision par ordinateur peut reconnaître des modèles visuels, par exemple, pour détecter les cookies piratés.

Le Laboratoire Skoltech des Nanomatériaux, dirigé par le professeur Nasibulin, a développé de nouveaux matériaux pour les capteurs chimiques; une des applications de ces capteurs est dans le segment HoReCa, car ils peuvent être utilisés pour contrôler la qualité de la filtration de l'air dans la ventilation des restaurants. Étudiant du laboratoire et co-auteur de l'article, Ainul Yaqin, s'est rendu à Novossibirsk pour son projet d'immersion industrielle. Il a utilisé les capteurs du laboratoire pour tester l'efficacité des filtres industriels produits par une grande entreprise russe. Ce projet a conduit à des expériences sur le profil olfactif du poulet grillé.

"À la fois, pour déterminer le bon état de cuisson, on ne peut pas se fier uniquement à « e-nose », mais il faut utiliser la vision par ordinateur – ces outils vous donnent un « panel électronique » (un panel d'« experts » électroniques). Fort de la grande expérience des techniques de vision par ordinateur de nos confrères de Skoltech CDISE, ensemble, nous avons testé l'hypothèse selon laquelle, lorsqu'ils sont combinés, la vision par ordinateur et le nez électronique permettent un contrôle plus précis de la cuisson, " dit Nasibuline.

L'équipe a choisi de combiner ces deux techniques pour contrôler la cuisson des aliments avec précision et sans contact. Ils ont choisi de la viande de poulet, qui est populaire dans le monde entier, et grillé pas mal de poitrines de poulet (achetées dans un supermarché local de Moscou) pour « entraîner » leurs instruments à évaluer et prédire à quel point elles étaient bien cuites.

Les chercheurs ont construit leur propre nez électronique, ' avec huit capteurs détectant la fumée, de l'alcool, CO, et d'autres composés et température et humidité, et le mettre dans le système de ventilation. Ils ont également pris des photos du poulet grillé et ont transmis les informations à un algorithme qui recherche spécifiquement les modèles de données. Pour définir les changements d'odeur cohérents avec les différentes étapes d'un processus de grillade, les scientifiques ont utilisé l'analyse thermogravimétrique (pour surveiller le nombre de particules volatiles à détecter par le « nez électronique »), analyse de mobilité différentielle pour mesurer la taille des particules d'aérosol, et la spectrométrie de masse.

Mais peut-être la partie la plus importante de l'expérience impliquait 16 doctorats. des étudiants et chercheurs qui ont testé beaucoup de poitrines de poulet grillées pour évaluer leur tendreté, jutosité, intensité de la saveur, apparence, et la cuisson globale sur une échelle de 10 points. Ces données ont été appariées aux résultats analytiques pour tester ces derniers par rapport à la perception des humains qui finissent généralement par manger le poulet.

Les chercheurs ont grillé de la viande juste à l'extérieur du laboratoire et ont utilisé la cantine Skoltech pour installer le site de test. « En raison de la pandémie de COVID-19, nous devions porter des masques et effectuer des tests en petits groupes, c'était donc une expérience assez inhabituelle. Tous les participants ont reçu des instructions et des protocoles d'évaluation sensorielle pour faire le travail correctement. Nous avons cuisiné de nombreux échantillons, les a codés, et les a utilisés dans des tests à l'aveugle. Ce fut une expérience passionnante pour les scientifiques des matériaux principalement et s'appuyait sur des données provenant d'outils analytiques sophistiqués. Mais, les tissus de poulet sont aussi des matériaux, ", note Fedorov.

L'équipe signale que leur système a été en mesure d'identifier les aliments insuffisamment cuits, bien cuit, et poulet trop cuit assez bien, il peut donc potentiellement automatiser le contrôle de la qualité dans une cuisine. Les auteurs notent que pour utiliser leur technique sur d'autres parties du poulet, disons, cuisses ou ailes - ou pour une autre méthode de cuisson, le « nez » et les « yeux » électroniques devraient être rééduqués sur de nouvelles données.

Les chercheurs prévoient maintenant de tester leurs capteurs dans des environnements de cuisine de restaurant. Une autre application potentielle pourrait être de « renifler » la viande pourrie aux tout premiers stades, lorsque les changements dans son profil olfactif seraient encore trop subtils pour un nez humain.

"Nous pensons que ces systèmes peuvent être intégrés dans les cuisines industrielles et même dans les cuisines habituelles en tant qu'outil pouvant aider et conseiller sur le degré de cuisson de votre viande, lorsque la mesure directe de la température n'est pas possible ou pas efficace, ", dit Fedorov.