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Title:
PORTABLE DEVICE FOR INSTANTANEOUS ANALYSIS OF EDIBLE OIL QUALITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/124863
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a device for analyzing the quality of edible oils, in particular olive oil. Said device comprises a near-infrared light source (1), an olive oil sample holder (2), a near-infrared sensor (3) and an electronic card (6) for processing data and transmitting results, said device receiving the near-infrared spectrum transmitted from the olive oil sample (4) in the full range of 1200 nm to 2600 nm. The spectrum is then analyzed by a microcontroller contained in the electronic card (6), which applies mathematical filters and prediction models developed to predict the acid value and the levels of conjugated dienes and methyl ethers. The results are instantly transmitted to a display device such as a visual display unit or smartphone, using cable transmission means or wireless transmission means such as Bluetooth.

Inventors:
SAIDI, Ouadi (Rabat Design Center, rue Mohamed El JazouliMadinat al Irfan, RABAT ., 10100, MA)
BOUZIDA, Ilham (Rabat Design Center, rue Mohamed El JazouliMadinat al Irfan, RABAT ., 10100, MA)
LAKSSIR, Brahim (Rabat Design Center, rue Mohamed El JazouliMadinat al Irfan, RABAT ., 10100, MA)
RABIE, Reda (Rabat Design Center, rue Mohamed El JazouliMadinat al Irfan, RABAT ., 10100, MA)
Application Number:
MA2017/000037
Publication Date:
July 05, 2018
Filing Date:
December 26, 2017
Export Citation:
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Assignee:
MOROCCAN FOUNDATION FOR ADVANCED SCIENCE, INNOVATION & RESEARCH (MASCIR) (Rabat Design Center, rue Mohamed El JazouliMadinat al Irfan, RABAT ., 10100, MA)
International Classes:
G01N21/3577; G01J3/02; G01N21/359; G01N33/03
Domestic Patent References:
WO2016141451A12016-09-15
Foreign References:
DE19758399A11999-07-15
Other References:
S. ARMENTA ET AL: "The Use of Near-Infrared Spectrometry in the Olive Oil Industry", CRITICAL REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND NUTRITION, vol. 50, no. 6, 4 June 2010 (2010-06-04), USA, pages 567 - 582, XP055470082, ISSN: 1040-8398, DOI: 10.1080/10408390802606790
GÓMEZ-CARAVACA ANA M ET AL: "Chemometric applications to assess quality and critical parameters of virgin and extra-virgin olive oil. A review", ANALYTICA CHIMICA ACTA, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 913, 27 January 2016 (2016-01-27), pages 1 - 21, XP029450691, ISSN: 0003-2670, DOI: 10.1016/J.ACA.2016.01.025
None
Attorney, Agent or Firm:
AMMANI, Abdelhaq (Rabat Design Center, Rue Mohamed El JazouliMadinat al Irfan, RABAT ., 10100, MA)
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Claims:
Revendications :

1. Dispositif d'analyse instantanée de la qualité d'une huile comestible sans l'utilisation d'additifs caractérisé en ce qu'il comporte une Source Lumineuse proche infrarouge (1), un Porte échantillon (2) situé entre ladite source lumineuse (1) et un capteur proche infrarouge (3) pour mesurer le spectre proche infrarouge en transmittance de manière à ce qu'un échantillon d'huile à tester (4) génère un spectre lorsqu'il est traversé par la lumière proche infrarouge provenant de la source (1), ledit spectre est analysé par une carte électronique (6) de traitement des données, ladite carte (6) comprend un algorithme de transformation permettant la prédiction de plusieurs facteurs de qualité de l'huile et la transmission des résultats.

2. Dispositif d'analyse instantanée de la qualité d'une huile comestible selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il recueille le spectre proche infrarouge en transmittance de l'échantillon de l'huile d'olive (4) dans toute la bande 12G0nm à 2600nm.

3. Dispositif d'analyse instantanée de la qualité d'une huile comestible selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le spectre proche infra rouge est divisé en bandes ou longueur d'ondes spécifiques pour chaque paramètre à analyser

4. Dispositif d'analyse instantanée de la qualité d'une huile comestible selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'algorithme de transformation est basé sur PLS-DA (Partial Least Square Discriminant Analysis) et KNN (K nearest neighbour)

5. Dispositif d'analyse instantanée de la qualité d'une huile comestible selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que te coefficient de détermination R2= 92% et MSE * 0.2 (Mean Square Error)

6. Dispositif d'analyse instantanée de la qualité d'une huile comestible selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les facteurs de ta qualité de l'huile à mesurer sont l'Indice d'Acide, le taux de diènes conjugués et des éthers.

7. Dispositif d'analyse instantanée de la qualité d'une huile comestible selon les revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'affichage tel qu'un écran d'affichage ou un téléphone intelligent « Smartphone » via un moyen de transmission câhlé ou non câblé tel que la technologie « Bluetooth ».

8. Dispositif d'analyse instantanée de la qualité d'une huile comestible selon les revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'huile à analyser est l'huile d'olive.

9. Dispositif d'analyse instantanée de la qualité d'une huile comestible selon les revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il est portatif et autonome.

Description:
Dispositif portatif d'analyse instantanée de ia qualité d'une huile comestible

Domaine de l'invention :

La présente invention rentre dans le domaine des instruments de mesure. Elle concerne en particulier un dispositif de l'analyse de la qualité des huiles comestibles, notamment l'huile d'olive. Art antérieur :

L'huile d'olive est là matière grasse extraite de l'olive par des procédés mécaniques uniquement. Elle est composée à environ 98% de lipides, notamment de triglycérides, et de 2% de composés divers : des phénols (antioxydants), des vitamines (A, D, E, K ...), des alcools, et des pigments. La qualité de l'huile d'olive se caractérise principalement par son indice d'acidité. A partir de cet indice l'huile d'olive est classée en trois familles :

Pour mesurer cet indice, la méthode la plus simple est de réaliser un titrage : utilisation d'une base telle que la soude pour neutraliser l'acidité de l'huile en présence d'un solvant organique (éthanol/éther). Cette méthode s'effectue en laboratoire et nécessite un matériel de dosage chimique spécifique et des équipements de Laboratoire et un personnel qualifié.

De plus le temps de cycle de l'analyse prend plusieurs heures ce qui constitue un handicap pour la classification rapide d'une huile d'olive dans l'une des trois familles cités précédemment.

Un autre problème concerne le système d'approvisionnement des chaînes dé production à partir des fermes. En effet, les producteurs ont l'obligation de qualifier l'huile pour un meilleur traitement au niveau des chaînes de production de l'huile commerciale. Cette qualification est très difficile à faire sur site de production avec les moyens de l'art antérieur. D'où (Objectif de la présente de palier à ces problèmes par la mise au point d'un dispositif à la fois portatif et spécifique pour qualifier l'huile à travers la mesure instantanée de son indice d'acidité ainsi que d'autres paramètres.

Description détaillée de l'invention et Mode de Réalisation

La présente invention repose sur l'application de la spectroscopie proche infrarouge pour la détermination instantanée de la qualité de l'huile d'olive.

Ainsi l'invention comprend un dispositif mobile contenant une source lumineuse proche infrarouge, une puce électronique permettant de mesurer le spectre proche infrarouge en transmittance, ainsi d'une carte électronique contenant une unité de traitement des données et un modèle de transformation, permettant de prédire plusieurs facteurs de qualité de l'huile d'olive, de l'Indice d'Acide, le taux de Dîènes conjuguées et des Ethers Méthyliques.

Brève Description des Figures

La suite de l'invention sera décrite en se basant sur les dessins en annexes donnés à titre d'exemples non limitatifs.

Figure 1- Schéma de principe du dispositif d'analyse de l'huile d'olive

Figure 2- Exemple de Spectres d'huile d'olive dans la zone spectrale (1200 nm-2600nm) utilisable pour déterminer le diéne, l'être méthylique et adultération d'huile d'olive

Figure 3- Exemple de Spectres d'huile d'olive dans la zone spectrale (2102 nm-1792nm) lie à la variation d'acidité d'huile.

Figure 4 - Le diagramme en bâtons des résidus normalisés

Figure 5 · graphe de distribution des résidus normalisés en fonction de la variable explicative

Selon un aspect général de l'invention, le dispositif comporte une Source Lumineuse proche infrarouge (1), un Porte échantillon huile d'olive (2), un Capteur proche infrarouge (3) et une carte électronique (6) de traitement des données et de transmission des résultats.

Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif recueille le spectre proche infrarouge en transmittance de l'échantillon de l'huile d'olive (4) dans toute la bande 1200nm à 2600nm. Ce spectre est ensuite analysé par un Microcontrôleur contenu dans la carte électronique (6), lui faisant applique des filtres Mathématiques, et des modèles de prédiction développés pour prédire l'Indice d'Acide, ie taux de Oiènes conjuguées et des Ethers Méthyliques. Les résultats sont transmis instantanément vers un dispositif d'affichage tel qu'un écran d'affichage ou un téléphone intelligent « Smartphone » via un moyen de transmission câblé ou non câblé tel que la technologie « Bluetooth ».

D'autre part, ce dispositif est miniaturisé et est portatif pour une utilisation en déplacement chez les agriculteurs. L'ensemble des composants du dispositif sont regroupés dans le corps de l'analyseur (5} qui comporte un porte échantillon (2) ou un échantillon d'huile (4) à analyser est déposé.

Pour la mesure des paramètres de l'huile un système de calibration est intégré au niveau de la machine, ledit système se base sur un modèle mathématique développé pour l'apprentissage de la machine.

Tableau 2 : Statistiques de la régression du modèle de prédiction du dispositif.

Le coefficient de détermination (R 1 ) mesure l'adéquation entre un modèle issu d'une régression linéaire simple ou multiple et les données observées qui ont permis de l'établir. A partir de notre résultat on peut dire que le modèle capable d'expliquer 86% d'observation

Le coefficient de détermination ajusté (R 1 ««) tient compte du nombre de variables. En effet, te principal défaut du R* est de croître avec le nombre de variables explicatives. Or, on sait qu'un excès de variables produit des modèles peu robustes. C'est pourquoi on s'intéresse davantage à cet indicateur qu'au R 2 • ANOVÂ : Les analyses de variance ou analyses f actorielles sont des techniques permettant de savoir si une ou plusieurs variables dépendantes sont en relation avec une ou plusieurs variables dites indépendantes. On obtienne un p value inférieur a 5% c'est a dire l'hypothèse nul est rejeté donc il existe une forte relation significative entre l'acidité est les longueurs d ondes.

Pour valider le concept, une série de tests a été effectué sur un nombre important d'échantillons.

Tableau 3 : Résultats de validation du dispositif sur plusieurs échantillons d'huile d' olive

Le diagramme en hâtons de là figure 4, des résidus normalisés permet de rapidement voir si un nombre anormal de données sort de l'intervalle ]-2, 2[, sachant que ce dernier, sous hypothèse de normalité, doit contenir environ 95% des données.

On observe à partir de diagramme en bâtons que toutes observations sont inclues dans l'intervalle de]-2 , 2[ ,donc on peut dire qu'il n'existe pas une valeur aberrante inclus dans la création du modèle

Le second graphique figure 5, permet quant à lui de visualiser les résidus normalisés en fonction de la variable explicative. En principe, les résidus doivent être distribués de manière aléatoire autour de Taxe des abscisses. L'observation d'une tendance ou d'une forme révélerait un problème au niveau du modèle. Dans notre distribution on ne voit pas une tendance ou une forme précise de distribution se qui justifie la qualité dè notre modèle.