Microfocus X-ray imaging of Brazil nuts for quality control

Abstract

Non-destructive quality assessment of food prior to processing is desirable in commercial facilities due to its non-invasive nature, for economic reasons and for its safety appeals. Grading Brazil nuts in this way allows for the separation of undesirable nuts to avoid contamination during the automatic nutshelling process. The aim of this study was to evaluate the feasibility of X-ray phase contrast enhanced imaging in assessing nut quality. For this goal, details of the imaging technique are described and phase contrast X-ray and microtomography imaging of nut samples are investigated. Both high quality (i.e. "sound") nuts as well as treated nuts were examined. It was concluded that both the X-ray imaging and tomography techniques have the potential to discriminate morphological features of the nut and to identify "sound" kernels from atypical ones. Larger nuts and nuts with a larger gap area between shell and kernel were concluded to have more atypical formations. Both techniques also seemed promising for use in automatic sorting lines. However, by using microtomography, the visualization of finer formations not noticeable in the X-ray images was possible. Further studies shall be carried out to investigate the nature of these formations, how they affect nut quality and their evolution with storage time. Key words: Bertholletia excelsa, fungus, microtomography, phase contrast, X-ray imaging ResumoAtualmente os grandes centros comerciais de processamento de alimentos buscam a avaliação prévia da qualidade dos produtos através de técnicas não destrutivas, devido aos apelos econômicos e de segurança alimentar. A classificação de castanhas-do-brasil através desta avaliação permite a separação das castanhas indesejáveis com a finalidade de evitar contaminações durante o processo de extração da amêndoa. O objetivo desse estudo foi avaliar a viabilidade do uso da imagem de raios-X, obtida através da técnica de contraste de fase para avaliação da qualidade da castanha. Para este objetivo, detalhes da técnica de são descritos e amostras de castanhas-do-brasil são investigadas pelas técnicas de imageamento por microtomografia e por contraste de fase de raios-X. São utilizadas castanhas saudáveis e castanhas tratadas, sendo estas últimas utilizadas com o objetivo de identificar modificações. Concluiu-se que ambas as imagens de radiografia e de tomografia de raios-X, apresentam um grande potencial para discriminar características morfológicas das castanhas e selecionar amostras saudáveis das tratadas. Dentro do conjunto de amostragem, castanhas grandes e castanhas que apresentam espaços maiores entre casca e amêndoa, mostraram formações atípicas. Ambas as técnicas mostraram-se também promissoras para serem utilizadas em linhas de produção automatizadas. Não obstante, através da microtomografia faz-se possível a visualização de características físicas mais detalhadas que não podem ser observadas usando as técnicas convencionais de imageamento de raios-X, como a radiografia convencional. A investigação da natureza d...

Research advancements in optical imaging and spectroscopic techniques for nondestructive detection of mold infection and mycotoxins in cereal grains and nuts

“…Mold infection could compromise the quality of nuts and cause serious health concerns for the consumers, which attracted research attention toward rapid and nondestructive detection of mold infection both from inside and outside of the nuts. Mycological quality of Brazil nuts was evaluated by Franco, Yokaichiya, Kardjilov, and de Oliveira Ferraz (2015) using X‐ray phase‐contrast imaging and X‐ray micro CT, which authors believed to be useful for the separation of infested nuts to avoid contamination during the automatic shelling process. Results of the study reported that X‐ray micro CT technique was able to identify small dots in several image slices, which could be attributed to chemical decomposition due to fungal infection.…”