Agilent Molecular Spectroscopy Compendium

Význam tématu

Moderní potravinářská a zemědělská analytika vyžaduje rychlé a spolehlivé metody pro identifikaci složek, detekci nežádoucích látek a zajištění kvality potravin v celé výrobní a distribuční lince. Molekulární spektroskopie, zejména FTIR, UV-Vis a fluorescence, umožňuje neinvazivní, bezodpadové a často ani bez přípravy vzorku získat cenné chemické „otisky“ analyzovaných materiálů.

Cíle a přehled studie

Agilent představil rodinu kompaktních spektrometrů (handheld i benchtop) pro potravinářské aplikace od autentizace surovin až po kvantifikaci škodlivin. Série případových studií zahrnuje: identifikaci ptačích hnízd, screening kvality rajčat, QA/QC poprašků mléka, mouk, cukrů a čaje; detekci přídavku vody či škrobu v mléce; potvrzení pravosti pesticidů; stanovení akrylamidu v bramborových lupíncích; měření fosforečných koncentrací.

Použitá metodika a instrumentace

• FTIR spektrometry: handheld 4100 ExoScan, 4200 FlexScan, přenosné 4500, kompaktní 5500, benchtop Cary 630 ATR-FTIR.
• UV-Vis spektrometry: sérii Cary 60 pro barevná stanovení a Cary Eclipse pro fluorescenční aplikace.
• Metody ATR, dialpath transmission, diffuse reflectance pro pevné i kapalné vzorky.
• Komplementární kolorimetrie (vanadomolybdenová, stannous chloride) pro fosfor.
• Chemometrie (PLS regresní modely, druhá derivace spektra) pro kvantifikaci cukrů, kyselin, proteinů, akrylamidu a pesticidů.

Hlavní výsledky a diskuse

• FTIR umožnil rychlou detekci 3–50 % zředění a identifikaci běžných mléčných adulterantů (voda, syrovátka, močovina, peroxid).
• Handheld FTIR porovnatelně přesně kvantifikoval obsah kyselin, cukrů, pH a chlorofylu v rajčatech oproti benchtop metodám.
• QA/QC cukrů, mouk, prášků mléka a čaje – 100% správná klasifikace vzorků v sekundách bez extrakce.
• Přenosné FTIR rychle potvrdilo identitu organochlorových pesticidů i banovaných směsí.
• FTIR pro stanovení akrylamidu v bramborových lupíncích dosáhl SEP ~75 μg/kg a korelace R~0,90 oproti LC-MS/MS.
• Colorimetrie s Cary 1 UV-Vis poskytla přesné určení P (6,8–7,2 mg/L) v hydroponickém roztoku.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizované spektrometry Agilent dovolují okamžité rozhodnutí na příjmových či výrobních místech o přijetí surovin, vyloučení kontaminovaných dávek či sledování kvality v reálném čase. Minimalizují čas analýzy, provozní náklady a potřebu specializovaných laboratoří.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s mobilními aplikacemi a IoT pro kontinuální monitoring kvality.
• Propojení s umělou inteligencí pro automatické odhalování anomálií a předvídání bezpečnostních rizik.
• Další rozvoj senzorů pro přímou analýzu ve výrobních linkách či při sklizni na poli.

Závěr

Agilent spektrometry FTIR, UV-Vis a fluorescence nabízí robustní, vysoce citlivé a uživatelsky přívětivé metody pro potravinářskou analýzu. Nevyžadují složité přípravy, zkracují dobu zpracování na jednotky minut a simultánně zvyšují spolehlivost detekce autenticity, kontaminace a kvality potravin.

Reference

• Li-Chan et al.: Vibrational Spectroscopy in Food Science. Chem. Rev. 2010.
• Rodriguez-Saona: FTIR for Food Authentication. Annu. Rev. Food Sci. Technol. 2011.
• Santos, Pereira-Filho, Rodriguez-Saona: FTIR handheld milk analysis. J. Agric. Food Chem. 2013.
• Ayvaz, Rodriguez-Saona: Acrylamide v chips FTIR vs LC-MS. J. Agric. Food Chem. 2013.