Gıda Teknolojisi Güncel Cihazları ve Uygulamaları-2

Gıda teknolojisi, gelişen dijitalleşme ve artan otomasyonla daha gelişmiş, verimli ve güvenli gıda üretimi sağlar. Ayrıca gıda teknolojisindeki bu gelişmeler, gıdanın sürdürülebilirliğinin ve dayanıklılığının daha da artmasına katkıda bulunur. Bu yazıda gıdanın geleceğini şekillendirecek güncel gıda teknoloji örnekleri sizlerle buluşmaya hazır.

4 Boyutlu (4B) Gıda Baskısı

3B gıdalar, yenilebilir malzemelerden üretilen ve gıdanın çekiciliğini ön planda tutan bir teknolojidir. Ancak gelişen gıda teknolojisi, basılı bu gıdaların tadının, dokusunun ve besin içeriğinin artmasına odaklanmıştır. Böylece duyusal özelliklerinin yanında dış faktörlerden etkilenme, kendi kendini oluşturma gibi özelliklerin olduğu 4B gıda baskı teknikleri gelişmiştir.

4B gıda baskı teknolojisinde, gıda ortamdaki nem, sıcaklık ve basınca göre özelliklerini değiştirir. Burada 3B baskıdan farklı olarak zaman faktörü vardır. Örnek verecek olursak;

4B bir makarnanın sıcak suda dokusunu ve şeklini değiştirmesi,
4B basılan bir meyvenin oda sıcaklığında olgunlaşması ve tatlanması,
Vücut pH’sı veya sıcaklığı gibi uyarıcılara yanıt veren malzemelerden üretilen gıdaların tüketildikten sonra sağlık için en yararlı zamanda besinleri salması,
Uyarana duyarlı bileşenler olan antosiyanin, vanilin ve kurkuminin pH değişimiyle renk değiştirmesi gibi.

4B baskının; hassas, tekrarlı ve ihtiyaca yönelik üretimi gıda atıklarında önemli azalmaya imkan tanır. Kişiselleştirilmiş beslenmeye katkısıyla bireysel sağlık hedefleri kolaylaşır. Besinleri doğrudan baskıya almasıyla besin profillerini iyileştirir. Dahası 4B gıdaların zamanla renk veya lezzet değiştirmesi yenilikçi mutfak tecrübelerine olanak sağlar. Ayrıca akıllı malzemeleri kullanmasıyla depolama ve taşıma ihtiyacı azalır ve sürdürülebilirlik desteklenir.

4B gıda teknolojisi, avantajlarının yanında bazı dezavantajlar da gösterir. Dış uyarıcılar, bu gıda yapılarının kalitesinin ve stabilitesinin korunmasını zorlaştırır. İleri düzey malzemelerden ve baskı teknolojisinden kaynaklı yüksek maliyetler yaygın kullanımını kısıtlar. Ayrıca çok malzemeli baskıyı birleştirmede ve gıda güvenliğini sağlamada halen önemli teknik engelleri bulunmaktadır.

5 Boyutlu (5B) Gıda Baskısı

5B gıda baskısı, en karmaşık ve kavisli gıda yapılarını oluşturan güncel bir gıda teknolojisidir. Çok duyulu gıdaları üretmek için ek boyutlar ekleyerek baskı konseptini daha da ileri taşır. Değişen doku ve özellikteki (jel benzeri matris, mikro yapı gibi) gıda malzemelerini stratejik şekilde katmanlar. Örnek verecek olursak;

5B bir tatlının tek ısırıkta pürüzsüz, kremsi ve çıtır dokuları bir arada sunması,
5B bir kekin pürüzsüz ve kadifemsi bir dokudan çıtır bir dokuya geçişi her ısırıkta birden fazla his oluşturması gibi.

5B gıda, diyet için de yeni fırsatlar sunar. Örneğin, fiziksel özellikleri değişmiş, kalorisi azalmış veya haz duygusu artmış gıdalar gibi. Böylece 5B gıda tadı değiştirmeden daha sağlıklı beslenme düzenine katkı sağlar.

Yemek Fotoğrafından Kalori Hesaplayan Uygulama

Yapay zekanın gelişmesiyle diyetin fotoğraf tabanlı değerlendirilmesi giderek mümkün hale gelmiştir. Yemeğimizin fotoğrafını çekerek kalorisini hesaplayan mobil uygulama ile artık yediklerimizin takibi yapmak oldukça kolaydır. Geliştirilen bir uygulama 5000 popüler dünya yemeğinin besin verilerini içerir. Kullanıcıların çektiği binlerce yemek fotoğrafı ve videosu bu uygulamadaki robotik düzen sayesinde besin verileriyle eşleşir. Buradaki kapsamlı veri seti, bilgisayarlı görüş algoritmasını eğitmek üzere kullanılmıştır.

Buradaki amaç uygulamaya yüklenen yemek fotoğrafından doğru kalori tahminini yapmaktır.

Bu uygulama, yağlar ve soslar gibi zor malzemeleri de dahil çeşitli yemeklerin kalori hesaplamasını doğru tahmin etmektedir. Ancak yiyeceğin kalorisini hesaplamada, gıda kütlesinin ve makro besin kütlesinin ortalama birleşik hata oranı %16.5 olarak açıklanmıştır. Alanında uzman bir diyetisyenin de bu kalori hesabında hata oranının ortalama %41 olduğu ifade edilmiştir. Ayrıca uygulama telefon kameralarının derinlik sensör özellikleri kullanarak porsiyon boyutlarının ölçülmesini de sağlar. Sonuç olarak piyasada artık birçok markaya ait kalori hesaplayan uygulamalar mevcuttur.

Giyilebilir Sensörler

Sürekli glikoz ölçüm cihazı, glikoz veya kan şekerini ölçen giyilebilir bir sensördür. Amacı, diyabetli kişilerin glikoz veya kan şekeri seviyelerindeki değişiklikleri izlemelerine ve yönetmelerine yardımcı olmaktır. Kan şekerini sürekli olarak takip etmek, diyabeti olmayan kişilerde de faydalı olacaktır. Cihaz, kan şekeri seviyelerinin farklı yiyeceklerde nasıl tepki oluşturduğunun bilgisini verir. Ayrıca kan yağ (blood fat) tepkilerini de ölçer ve genel sağlıkla ilgili bağırsak mikrobiyotası hakkında da ayrıntılı bilgi sağlar.

Cihaz (monitör) genellikle üst kola veya karına takılır. Cildin altına da küçük bir sensör yerleştirilir. Böylece hücreleri çevreleyen sıvıdaki şeker içeriğini birkaç dakikada bir gün boyu ölçer. Monitör duşta veya uyurken de sürekli açık kalır. Sonuçlar kolay takip için telefona, insülin pompasına (insulin pump) veya başka bir cihaza gönderilir. Monitör kan şekeri seviyesinin hedef aralığı dışında olduğunu tespit ederse, insülin pompasıyla iletişim kurar. Böylece pompa daha doğru miktarda insülini doğrudan vücuda iletir. Dahası bazı monitörler, glikoz seviyesi çok düşük veya yüksek olduğunda uyarıcı bir alarm seçeneği içerir. Pil ömürleri 2 haftadan 3 aya kadar değişen sürelerde farklı ölçüm cihazları mevcuttur.

Giyilebilir sensörler; kişiselleştirilmiş beslenme önerileri sunarak en iyi besinlerin tüketimine ve bağırsak mikrobiyatası gelişimine yardımcı olur.

Bir başka giyilebilir sensör örneğini de Kaliforniya San Diego Üniversitesi’ndeki araştırmacılar geliştirmiştir. C vitamini sensörü içerdiği elektrot sensörü sayesinde terdeki C vitamini düzeyini hızla belirler. Bu sensör kullanıcı cildine yama şeklinde yapışır. Sensör, askorbat oksidaz enzimi içeren elektrotları sayesinde ortamdaki C vitaminini dehidroaskorbik aside dönüştürür. Böylece açığa çıkan oksijen, cihaz tarafından ölçülen bir akım üretir. Ayrıca araştırmacılar, gözyaşında ve tükürükte de bu elektrotun C vitamini değişimlerini test etmiştir. Böylece elektrotun çapraz işlevselliğini göstermişlerdir. Sonuç olarak araştırmacılar, cihazın kişisel beslenme uygulamalarında umut vadettiğini belirtmiştir.

5G ve 6G (Beşinci ve altıncı nesil ağlar) Gıda Teknolojileri

Beşinci nesil ağlar (5G teknolojisi) hızlı veri aktarımıyla çok çeşitli uygulama ve süreçlerde otomasyonu ve hassas kontrolü sağlar. Gıda endüstrisinde 5G teknolojisinin en önemli uygulamalarından birisi tedarik zinciri lojistiğidir. Böylece 5G, gıda tedarik zincirinden ve çeşitli konumlardan aldığı verileri gerçek zamanlı analiz eder. Ayrıca ulaşım rotalarının optimizasyonu sağlar ve uçtan uca lojistik otomatikleşir. Bu teknoloji yapay zeka destekli olduğundan işleme ve üretimde otomasyonu kolaylaştırıp izlemeyi geliştirebilir. Dahası bakım gereksinimlerini tahmin etme, güvenilirliği artırma ve kalite kontrolünü oluşturma gibi yararlar sağlar. Sonuç olarak, bağlantı ve veri alışverişinde sorunsuz ortam, daha iyi üretkenlik ve ürün veriminde artış beklenir.

6G teknolojisinin, 5G’ye göre daha üstün hizmetleri vardır. Gıda teknolojisinde 6G, gıda tüketimini ve günlük rutinleri devamlı izleyerek analiz eder. Böylece kişisel diyet planları ve beslenme tavsiyeleriyle en ideal sağlıklı yaşamı destekler. Yapay zeka 6G’nin temel yapı taşı olup gıda endüstrisinde gerçek zamanlı veri analizi sunar. 6G kullanıcı ve gıda endüstrisindeki paydaşların ihtiyaçlarına yönelik özelleştirilmiş sanal ağlar oluşmasına imkan tanır. Ayrıca üstün iletişim hizmeti ve en az gecikmeyle yüksek kullanılabilirlik sağlar. Böylece bu özellikler otonom arabalar veya dronlarla gıda teslimatı gibi kritik hizmetlerde de oldukça önemlidir. 6G; sensörlerden alınan gerçek zamanlı algılamayla gıda envanteri, gıda israfı, talep tahmini ve bozulabilir ürünler hakkında önemli analitik bilgiler sağlayabilir.

Yazıda bahsedilen gıda teknolojileri gelişip daha ulaşılabilir oldukça gıda üretimi, tüketimi, güvenliği ve sürdürülebilirliğindeki olumlu etkiler artacaktır.

Meraklısına;

Gıda Teknolojisinin Güncel Cihazları ve Uygulamaları-1

Megan Diyet (Meganizm) ile Beslenmeye Hazırlanıyoruz

Gıda Teknolojisinin Geleceği: Nanoteknoloji