ft -近红外光谱技术在食品质量检测中的应用

在食品质量方面,人们有无数的问题和担忧,世界各地越来越需要用户友好的工具来跟踪和保证食品的完整性。

FT-NIR是一种用于分析原料、中间体和最终产品的有效和可靠的技术。欧洲杯足球竞彩以下是食品加工中常见的任务:

  • 原料鉴定欧洲杯足球竞彩
  • 成分分析
  • 合格测试
  • 过程监控

FT-NIR光谱的原理及优点

NIR是近红外光谱的缩写。电磁波谱范围在800到2500纳米之间,与可见光的红色区域接壤。当一个样品被近红外光照射时,其吸收的光和匹配的分子振动被激活。结果是在典型波长包含不同分子基团(主要是N-H, C-H和O-H键)的吸收带的近红外光谱。

FT-NIR可快速测量多个样品(每个样品的标准测量时间约为15 ~ 30秒)。由于不需要试剂,运行成本被保持到最低。而且不需要对样品进行预处理,避免了常见的误差来源,节省了大量的工作。

样品可以很容易地在样品室的一次性小瓶或在集成球上的培养皿中测量。通过光纤的内联测量也可以通过光多路复用器利用单个光谱仪连续跟踪多个测量点。

从高信息量的光谱中可以同时分析许多参数。在食品工业中,最关键的参数,如脂肪、蛋白质、乳糖、干物质/水分,甚至奶粉中的灰分含量,都是通过单一测量来检测的。

在透射测量中,样品(如食用油或牛奶)被辐照,即由检测器测量透射辐射的量。在反射测量中检测半固体或固体样品(例如肉或奶酪)所反映的比例。样品的类型(液体,固体和半固体),其均匀性和光学特性决定了测量模块的选择。

现代近红外系统包括不同的软件控制的测量模块,以检查各种样品仅使用一个单一的设备。

FT-NIR光谱法具有以下主要优点:

  • 简单的样品介绍和处理
  • 无需样品制备,消除浪费
  • 允许多成分分析在一分钟内
  • 防止与传统分析过程相关的标准操作错误
  • 可用于液体,固体和半固体样品

牛奶及乳制品

牛奶,任何乳制品的起点,是全球监管最好的食品之一。原料奶的成分因地区、季节而异,甚至因奶牛而异,因此标准化步骤对于在加工过程中保持牛奶质量的一致性至关重要。

几种选择是由现代FT-NIR光谱仪提供的,以方便和快速地监测原料奶,中间产品和成品。例如,Bruker最新的MPA II与液体取样模块(LSM)结合使用单一系统检查所有类型的乳制品样本(如糊状、液体和固体)(图1)。

用ft -近红外光谱仪MPA II结合液体样品模块LSM分析牛奶和液态奶制品。

图1所示。用ft -近红外光谱仪MPA II结合液体样品模块LSM分析牛奶和液态奶制品。图片来源:布鲁克光学

因此,所有的工艺步骤及其产品,如牛奶、乳清、酸奶、奶酪、黄油、冰淇淋和蛋白粉,都可以被无缝控制。这样的分析也可以从实验室阶段转移到工艺阶段。

这方面的一个例子是乳清蛋白粉和牛奶在干燥过程中的直接分析。这不仅优化了产品的一致性,还有助于节省能源,减轻测试实验室的压力。

面粉和谷类

对于世界上大多数人来说,谷物产品是他们日常饮食的基础。面粉和磨粉部门在将粮食产品加工成各种烘焙食品的面粉方面起着至关重要的作用。

由于面粉和小麦品质的要求(例如,DIN 10355),通常需要特殊和耗时的测试程序来确定面粉在加工过程中的性能。这种强化控制是确保面粉质量和最高产量的唯一方法。

对于磨粉工来说,了解水分含量是很重要的,这样他们就可以在磨粉过程之前将小麦调整到标准水平。对于面粉生产商来说,蛋白质含量是一个关键因素,因为它影响许多加工特性,如面筋质量或水摄入量。在磨粉过程中,小麦中的灰分含量对预期产量起着指导作用。

通常对成品面粉进行几项物理/化学和流变学测试,以确保小麦粉适合烘焙,或是否需要对生产工艺进行调整。

这些参数可以使用FT-NIR光谱快速检查,导致工艺优化和相当大的成本节省。为此,样品很容易转移到石英玻璃基底的样品杯中,并在漫反射中进行定量(图2)。FT-NIR分析的速度确保了高的样品吞吐量。

在MPA II积分域上的小麦测量。

图2。在MPA II积分域上的小麦测量。图片来源:布鲁克光学

肉和香肠

对肉类行业的新鲜肉类和其他配料的持续分析对于调整配方以确保意大利腊肠、香肠和许多不同类型肉类产品的稳定批次质量至关重要。

肉类可能是一种高度复杂的原料,即使是外部影响的微小变化,如动物营养,也会导致最终肉类产品的质量有很大的差异。如果他们没有意识到,供应的肉类中的脂肪含量波动会成为香肠生产商的一个主要问题。通常,生肉中脂肪含量的量化也是供应商基于价值支付的一个因素。

FT-NIR光谱学作为评估来料的有用工具。欧洲杯足球竞彩像水分、蛋白质和脂肪这样的参数可以通过单一的测量同时建立。一旦得到结果,就可以决定额外的生产过程。这也适用于香肠产品,可以通过检测水活度(aW值)和含盐量来提高产品的耐久性。

食用油脂

食用油和脂肪对调节身体的不同功能有相当大的作用;因此,它们被认为是人们日常饮食中的必需营养素。采用碘值、脂肪酸组成、茴香胺值(AnV)、反式脂肪酸(TFA)、游离脂肪酸(FFA)等参数评价食用油和脂肪的质量。

传统的分析,如GC分析,通常采用标准化的物理和化学过程,不仅耗时,而且操作成本高。此外,这种分析通常需要危险的试剂和溶剂,这可能会增加处理费用和健康风险。

然而,近红外分析不需要样品制备,因此即使对未经培训的人员来说也是安全、快速和经济的。将油简单地装入一个直径为8毫米的玻璃小瓶,并在光谱仪的样品室中进行定量(图3)。

将装有油的玻璃小瓶放入光谱仪的样品室。

图3。将装有油的玻璃小瓶放入光谱仪的样品室。图片来源:布鲁克光学

对于橄榄油,准确的分析是特别重要的,因为FFA值低于0.8%是将橄榄油归类为“特级初榨”的主要条件。橄榄油中叶绿素含量和1,2-二酰基甘油的比例说明了橄榄油是否已被长期储存,甚至与成品油拉伸以实现较低的酸度。

还有其他一些应用,包括分析油炸油以追踪油质量的恶化,分析鱼油的氧化状态和个别的-3水平(过氧化值和茴香胺值)。

其他的用途

动物饲料领域是近红外光谱的另一个主要应用领域。在这里,近红外光谱为质量控制提供了各种解决方案,从原料到成品饲料。欧洲杯足球竞彩

近红外技术还可用于筛选食品标签上的健康和营养声明。这种分析通常在不到一分钟的时间内完成,用来决定产品是否正确,必须使用标准化技术进行测试以获得批准。

FT-NIR光谱学能识别食品安全领域的杂质或掺假。这可以归因于高信息含量的近红外光谱,使整个样本的指纹创建。在检测范围内的非特异性检查可以通过将交付的原材料与已知质量的原材料进行比较来实现。欧洲杯足球竞彩

生产控制

此外,生产过程涉及几个质量保证要求,必须确保系统工作最佳,只产生最小的报废。在这里,用户可以:

  • 通过快速测定残留水分来改善和减少干燥过程
  • 了解混合料生产过程中的控制剂量和混合质量
  • 在线分析产品参数,以便在规格有风险时尽快作出反应

例如,在生产黄油的过程中,出于经济原因,最好保持黄油的含水量尽可能接近约定的最大限度16%,因为水比乳脂要便宜得多。为了用近红外跟踪黄油的水分含量,一个反射探头通过法兰安装在黄油流中。

该测量技术的卓越准确性使工厂操作员能够将水分含量降至约0.1%。

与相应的高吞吐量,即使是0.1%的明显节省全年,这意味着在内联技术上的投资是值得考虑的。

通过流动电池和传输探头,液体产品,如饮料,食用油,或牛奶也可以在线定量。通过这种方式,可以跟踪储罐、泵管线或系统的其他部分,从而迅速获得高吞吐量的回报。

结论

与大多数湿法化学过程和其他参考技术如HPLC或GC相反,FT-NIR技术是安全、快速和经济的,因为不使用气体、溶剂或化学品。FT-NIR是分析许多有机成分的首选,是一系列食品的完美选择。

FT-NIR光谱作为一种强有力的工具,应该在食品领域发挥不可或缺的作用。所获得的可靠和快速的分析结果有助于最优地监控生产过程,原材料和最终产品。欧洲杯足球竞彩ft -近红外光谱是未来的工具,并且已经取代了一些较慢的,特别是湿化学分析方法。

力量光学

该信息的来源,审查和改编材料由布鲁克光学提供。欧洲杯足球竞彩

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引用

请在你的文章、论文或报告中使用下列格式之一来引用这篇文章:

  • 美国心理学协会

    力量光学。(2020年5月28日)。ft -近红外光谱技术在食品质量检测中的应用。AZoM。2021年6月28日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19299获取。

  • MLA

    力量光学。FT-NIR光谱在食品质量中的应用。AZoM.2021年6月28日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19299 >。

  • 芝加哥

    力量光学。FT-NIR光谱在食品质量中的应用。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19299。(访问2021年6月28日)。

  • 哈佛大学

    力量光学》2020。ft -近红外光谱技术在食品质量检测中的应用.AZoM, 2021年6月28日观看,//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19299。

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