Ψηφιακός Ντετέκτιβ Τροφίμων: Ελληνική τεχνολογία στην πρόβλεψη της αλλοίωσης σε πραγματικό χρόνο που αποτρέπει σπατάλη και απώλεια

Παρέχει αποτελέσματα σε ελάχιστα λεπτά και εκτελεί μετρήσεις απευθείας

στο τρόφιμο ακόμη και μέσα από τη συσκευασία, χωρίς να χρειάζεται να ανοιχτεί ή να καταστραφεί

Σε μια περίοδο όπου η ασφάλεια και η ποιότητα των τροφίμων απασχολούν ολοένα και περισσότερο τόσο τη βιομηχανία όσο και τους καταναλωτές, μια ελληνική ερευνητική ομάδα επιχειρεί να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιούνται οι έλεγχοι σε όλη την εφοδιαστική αλυσίδα. Στο επίκεντρο αυτής της προσπάθειας βρίσκεται ο Ομότιμος Καθηγητής Γεώργιος–Ιωάννης Νυχάς, μια από τις πλέον εμβληματικές μορφές της Μικροβιολογίας Τροφίμων, μαζί με ομάδα συνεργατών και των ομάδων τους στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, καθηγητές Νίκο Χωριανόπουλο, Πάνο Σκανδάμη και από τον ΕΛΓΟ ΔΗΜΗΤΡΑ, τη Διευθύντρια Ερευνών Dr. Χρυσούλα

Τάσσου, οι οποίοι έχουν αναπτύξει και εφαρμόσει μια τεχνολογία που συμπυκνώνεται σε έναν ιδιαίτερα εύστοχο όρο: Τον «ψηφιακό ντετέκτιβ» τροφίμων.

 Ο Καθηγητής και η ομάδα του επιχειρούν να γεφυρώσουν ένα διαχρονικό χάσμα: τη μετάβαση από τη χρονοβόρα, εργαστηριακή ανάλυση τροφίμων σε μια άμεση, μη καταστροφική και ευρέως εφαρμόσιμη διαδικασία ελέγχου. Όπως εξηγεί ο ίδιος, «ο όρος “Ψηφιακός Ντετέκτιβ” χαρακτηρίζει ένα μικρού μεγέθους αναλυτικό όργανο —συγκρίσιμο με το μέγεθος ενός κινητού τηλεφώνου ή ενός ποντικιού— που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της ποιότητας και ασφάλειας των τροφίμων, σ’ όλη την έκταση της εφοδιαστικής αλυσίδας». Η σημασία αυτής της προσέγγισης γίνεται ακόμη πιο σαφής αν αναλογιστεί κανείς ότι οι σύγχρονες φασματοσκοπικές τεχνικές, όπως η FT-IR, η NIR και η Raman, επιτρέπουν την αξιολόγηση των τροφίμων χωρίς να καταστρέφεται το δείγμα, σε πλήρη αντίθεση με τις παραδοσιακές μεθόδους που απαιτούν χρόνο, επεμβατικότητα, ενώ παρέχουν ετεροχρονισμένα αποτελέσματα. «Τα πλεονεκτήματά του είναι καθοριστικά, καθώς παρέχει αποτελέσματα σε 1-2 λεπτά και εκτελεί μετρήσεις απευθείας στο τρόφιμο και αν χρειαστεί μέσα από τη συσκευασία, χωρίς να χρειάζεται να ανοιχτεί ή να καταστραφεί».

Το «δακτυλικό αποτύπωμα» των τροφίμων

Η λειτουργία της συσκευής βασίζεται σε μια λογική που παραπέμπει περισσότερο σε «ανάγνωση αποτυπωμάτων» παρά σε κλασική ανάλυση. Όπως περιγράφει, «η συσκευή ρίχνει φως υπέρυθρων ακτίνων πάνω στο τρόφιμο. Το φως αυτό αντανακλά διαφορετικά ανάλογα με τη χημική σύσταση του τροφίμου, δημιουργώντας ένα “αποτύπωμα” (φάσμα), που είναι μοναδικό για κάθε τρόφιμο». Πρόκειται ουσιαστικά για ένα «δακτυλικό αποτύπωμα» που επιτρέπει τη διάκριση μεταξύ διαφορετικών προϊόντων αλλά και την ανίχνευση αποκλίσεων. Ο όγκος και η πολυπλοκότητα αυτών των δεδομένων είναι μεγάλη, γι’ αυτό και καθοριστικό ρόλο παίζει η τεχνητή νοημοσύνη, καθώς, όπως τονίζει, «οι ερευνητές διδάσκουν τον υπολογιστή πώς να διαβάζει αυτά τα αποτυπώματα».

Η ταχύτητα αποτελεί ένα από τα πιο εντυπωσιακά στοιχεία της τεχνολογίας. «Η μέτρηση αυτή καθαυτή διαρκεί μερικά δευτερόλεπτα ως 1-2 λεπτά», αναφέρει, εξηγώντας ότι στη συνέχεια τα δεδομένα μεταφέρονται στο υπολογιστικό νέφος (cloud), όπου συγκρίνονται με βάσεις δεδομένων και σε ελάχιστον χρόνο επιστρέφουν το αποτέλεσμα ως απλοποιημένη πληροφορία. «Παρουσιάζει το αποτελέσματα μέσα σε λίγα λεπτά, σε αντίθεση με τις κλασικές μικροβιολογικές μεθόδους που απαιτούν από 48 ώρες έως και μία εβδομάδα», προσθέτει, περιγράφοντας ουσιαστικά μια αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιείται στις μέρες μας ο επίσημος έλεγχος των τροφίμων.

Ήδη, η τεχνολογία αυτή έχει δείξει ότι μπορεί να συμβάλει στον εντοπισμό κρίσιμων ζητημάτων όπως η νοθεία και οι αλλοιώσεις. «Δίνει την δυνατότητα για τον εντοπισμό της νοθείας, των αλλοιώσεων διαφόρων τροφίμων», σημειώνει, ενώ για την ανίχνευση παθογόνων μικροοργανισμών επισημαίνει ότι «η ύπαρξη παθογόνων μ/ο μπορεί να χρησιμοποιηθεί έμμεσα… αλλά η ολοκλήρωση της διαδικασία βρίσκεται σε πειραματικό επίπεδο ακόμη». Το πεδίο, της εφαρμογής αυτών των προσεγγίσεων, εξελίσσεται συνεχώς, είτε προς την κατεύθυνση νέων αισθητήρων, είτε προς την δημιουργία πλέον αξιόπιστων αλγορίθμων, δηλαδή, δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί σε όλα τα επίπεδα.

Το «Διαδίκτυο των Τροφίμων»

Η προοπτική γίνεται ακόμη πιο ενδιαφέρουσα όταν η τεχνολογία αυτή συνδεθεί με το λεγόμενο Ψηφιακό «Διαδίκτυο των Τροφίμων – internet of foods», όπου τα δεδομένα μεταφέρονται και επεξεργάζονται και αποθηκεύονται σε υπολογιστικά νέφη (cloud), επιτρέποντας ένα παγκόσμιο δίκτυο ιχνηλασιμότητας και αξιολόγησης ποιότητας τροφίμων, θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη μετάβαση της Βιομηχανία 4.0 για την 5.0. Συγκεκριμένα:
(ι) Αυτοματοποιημένη Ταξινόμηση: Μια ροή εργασίας μηχανικής μάθησης (με τεχνικές όπως παλινδρόμηση PLS και ταξινόμηση SVM) αναγνωρίζει αυτόματα τύπους τροφίμων (π.χ. βοδινό, ψάρι, σπανάκι) απευθείας από τα φασματικά τους «αποτυπώματα» (ιι) Έξυπνα Mega-καταστήματα και Προσβασιμότητα: Η τεχνολογία αυτή μπορεί να υποστηρίξει μελλοντικά mega-καταστήματα που ταξινομούν αυτόματα προϊόντα από διάφορους παραγωγούς παγκοσμίως. Παράλληλα, προσφέρει εφαρμογές για την εξυπηρέτηση ατόμων με αναπηρίες (όπως άτομα με προβλήματα όρασης), μέσω αυτόματης αναγνώρισης τροφίμων (ιιι) Αποδοτικότητα και Βιωσιμότητα: Μέσω της αυτοματοποίησης της παραγωγικής αλυσίδας και της διασφάλισης ποιότητας και προσιτής τιμής, αυτές οι τεχνολογίες συμβάλλουν στην αντιμετώπιση παγκόσμιων προκλήσεων όπως η επισιτιστική ασφάλεια και η ασφάλεια τροφίμων, λειτουργώντας παράλληλα εντός περιβαλλοντικών περιορισμών και (ιν) Ανθεκτικότητα στη Μεταβλητότητα: Το σύστημα έχει σχεδιαστεί ώστε να είναι ανεξάρτητο από συνθήκες αποθήκευσης, όπως θερμοκρασία, χρόνος και συσκευασία (αερόβια ή τροποποιημένη ατμόσφαιρα), εξασφαλίζοντας ακριβή αποτελέσματα ανεξάρτητα από τον χειρισμό του τροφίμου.

Τα οφέλη δεν περιορίζονται μόνο στη βιομηχανία, αλλά αγγίζουν άμεσα και τον τελικό χρήστη. «Οι καταναλωτές… θα έχουν εξαιρετική πληροφόρηση για την ποιότητα, την ασφάλεια και την προέλευση των τροφίμων», επισημαίνει, περιγράφοντας μια πραγματικότητα όπου η διαφάνεια και η εμπιστοσύνη ενισχύονται. Παράλληλα, η βιομηχανία και οι ελεγκτικοί μηχανισμοί μπορούν να περάσουν σε ένα νέο μοντέλο λειτουργίας, καθώς «θα ελέγχονται περισσότερα τρόφιμα είτε στην γραμμή παραγωγής είτε σ’ όλη την εφοδιαστική αλυσίδα», κάτι που οδηγεί σε συνολική αναβάθμιση του συστήματος. Παρά ταύτα, η ευρεία εφαρμογή της τεχνολογίας —ιδίως σε επίπεδο καταναλωτή— δεν έχει ακόμη επιτευχθεί. «Απαιτείται η επαλήθευση των αποτελεσμάτων με διαπιστευμένα όργανα και αναλυτικές μεθόδους που είναι αποδεκτές από την νομοθεσία», εξηγεί ο Καθηγητής, υπογραμμίζοντας τον ρόλο των κανονιστικών πλαισίων στην υιοθέτηση της καινοτομίας. Όλα τα παραπανω θέματα αποτελούν δράσεις του ευρωπαϊκού έργου FOODGUARD που συντονίζει ο κος Νυχάς.


Όταν η Κίνα υλοποιεί και η Ελλάδα διστάζει
Ιδιαίτερα αποκαλυπτική είναι η σύγκριση που κάνει ο Ομότιμος Καθηγητής Γεώργιος–Ιωάννης Νυχάς, μεταξύ Κίνας και Ελλάδας. «Η ταχεία εφαρμογή τέτοιων τεχνολογιών στην Κίνα δεν είναι τυχαία… υπάρχει ισχυρός συντονισμός κράτους–βιομηχανίας–έρευνας… και κουλτούρα αποδοχής του ρίσκου», σημειώνει, περιγράφοντας ένα οικοσύστημα που ευνοεί τη γρήγορη υλοποίηση. Στον αντίποδα, «στην Ελλάδα η καινοτομία συχνά “μπλοκάρεται” πριν καν δοκιμαστεί», λόγω γραφειοκρατίας, κατακερματισμού των αρμοδιοτήτων και έλλειψης κινήτρων συνεργασίας.


Το πρόβλημα, ωστόσο, δεν περιορίζεται στην εφαρμογή μιας συγκεκριμένης τεχνολογίας, αλλά αφορά συνολικά τον τρόπο με τον οποίο η χώρα διαχειρίζεται τη γνώση που παράγει. «Η βασική παθογένεια είναι η μη αξιοποίηση της παραγόμενης γνώσης και η απουσία δομών μεταφοράς της στην πράξη», επισημαίνει, «γεγονός που συνεχίζει να συντηρεί… το brain drain».


Αν η τεχνολογία αυτή εφαρμοζόταν σε ευρεία κλίμακα, η αλλαγή θα ήταν βαθιά και συστημική. «Θα άλλαζε ριζικά τον τρόπο ελέγχου, από δειγματοληπτικό σε καθολικό και σε πραγματικό χρόνο», τονίζει. Ωστόσο, παρά την αισιοδοξία που εκφράζουν οι ερευνητές, η πραγματικότητα παραμένει σύνθετη. «Υπάρχει αισιοδοξία από τους ερευνητές, αλλά με τα σημερινά δεδομένα η αξιοποίηση φαίνεται να γίνεται κυρίως στο εξωτερικό».

O Ομότιμος Καθηγητής Γεώργιος–Ιωάννης Νυχάς

Ο Γεώργιος – Ιωάννης Νυχάς έλαβε το 1984, διδακτορικό δίπλωμα (Ph.D.) από το Πανεπιστήμιο του Bath (UK). Tο διάστημα 1994-2022, υπηρέτησε ως:

(i) Καθηγητής Μικροβιολογίας Τροφίμων στο Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων & Διατροφής του Ανθρώπου του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΓΠΑ) (ii) Κοσμήτορας των Σχολών «Βιοτεχνολογία, Τρόφιμα και Ανάπτυξη» (2017-2019) και (iii) «Επιστημών Τροφίμων και Διατροφής» (2019-Απρίλιος 2020) (iv) πρόεδρος (2008-2010) στην Ομάδα Επαγγελματικής Ανάπτυξης «Μικροβιακή Μοντελοποίηση και Ανάλυση Κινδύνου» της Διεθνούς Επιστημονικής Εταιρείας για την Ασφάλεια των Τροφίμων (IAFP), (v) μέλος της επιτροπής βιολογικών κινδύνων και του Συμβουλευτικού forum της Ευρωπαϊκής Αρχής για την Ασφάλεια των Τροφίμων (EFSA, 2003-2007), (vi) εξωτερικός εμπειρογνώμονας προς το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο (2005-2007) (vii) Πρόεδρος του Ελληνικού Φορέα Ελέγχου Τροφίμων (ΕΦΕΤ, 2010-2011) (viii) μέλος του ERWG της EFSA (2012-2015) (xi) μέλος του ΕΛΙΔΕΚ (3/2021-3/2025)

Μέχρι τώρα, έχει διατελέσει Επιστημονικός Υπεύθυνος σε επτά (7) και έχει συμμετάσχει ως επιστημονικός εταίρος σε περισσότερα από τριάντα (30) έργα της ΕΕ, αποφέροντας στο ΓΠΑ προϋπολογισμό > 16 εκατ. €. Μέσω αυτών των έργων, η ερευνητική ομάδα του ομότιμου καθηγητή Νυχά έχει αποκτήσει εκτεταμένη εμπειρία στα ακόλουθα αντικείμενα: (i) ποσοτικοποίηση της μικροβιακής συμπεριφοράς σε όλη την τροφική αλυσίδα για την αξιόπιστη

εκτίμηση της ασφάλειας των τροφίμων, (ii) εφαρμογή διεργασιών αναλυτικής τεχνολογίας (Process Analytical Technology) και του «Διαδικτύου των Πραγμάτων» (Internet of Things) στη βιομηχανία τροφίμων με την εισαγωγή και χρήση αισθητήρων, (iii) αξιολόγηση της αλλοίωσης των τροφίμων μέσω μη καταστροφικών / επεμβατικών προσεγγίσεων με παράλληλη εξόρυξη δεδομένων και προσεγγίσεις μηχανικής μάθησης, και (iv) συμπεριφορά / φυσιολογία (αίσθηση απαρτίας, βιοϋμένια κ.λπ.) παθογόνων και αλλοιωγόνων μικροοργανισμών υπό συνθήκες καταπόνησης.

Μέχρι στιγμής (Μάρτιος του 2026) έχει δημοσιεύσει 350 επιστημονικά άρθρα (Scopus) με > 24800 παραπομπές και δείκτη h = 84.
Περισσότεροι από δεκαοκτώ (18) διδακτορικοί φοιτητές του έχουν εκλεγεί ως καθηγητές και ερευνητές σε εθνικά και διεθνή πανεπιστήμια και ερευνητικά ινστιτούτα, αντίστοιχα.

Σήμερα είναι: (i) Μέλος της ομάδας εργασίας για την ασφάλεια των τροφίμων της Ευρωπαϊκής Τεχνολογικής Πλατφόρμας “Food for Life”, (ii) μεταξύ των επιστημονικών συμβούλων σχετικά με την αξιολόγηση κινδύνου της ΓΔ SANCO, (iii) αναπληρωματικό μέλος του ΔΣ της EFSA (iv) αντιπρόεδρος της Διεθνούς επιστημονικής εταιρείας ΙCPMF
Έχει καταχωρηθεί μεταξύ: (i) των επιστημόνων με τις περισσότερες αναφορές από την Ελλάδα
(ii) ερευνητών με την υψηλότερη απήχηση (1%) (Πηγή: Clarivate Analytics), (iii) από το 2016 ως σήμερα βρίσκεται στο 2% των πλέον επιδραστικών ερευνητών (PLoS Biol.17 (8):
e3000384), τόσο στις ετήσιες όσο και στις εφόρου ζωής αναφορές
Του έχουν απονεμηθεί (χρονολογικά) οι παρακάτω διακρίσεις/τίτλοι:
2014 – Μέλος της Ελληνικής Γεωργικής Ακαδημίας
2017 – International Association for Food Protection, USA: International Leadership Award 2019 – University of Bath, UK: Doctor of Science (D.Sc./Sc.D)
2022 – International Association for Food Protection, USA: Fellow
2022 – Ομότιμος Καθηγητής του Γεωπονικού Πανεπιστήμιου Αθήνας
2022 – Επισκέπτης καθηγητής στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Shandong της Κίνας
2023 – Διακεκριμένος καθηγητής στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Shandong της Κίνα
2025 – Διακεκριμένος καθηγητής της Έδρας Yangtse River, Υπουργείο Παιδείας της Κίνας
2025 – Ανώτατο Ταλέντο στο πλαίσιο του Έργου «One Matter One Discussion» της Επαρχίας Shandong, της Κίνας