Determination of Sucrose Levels in Infant Cereals Using the Agilent Cary 630 ATR-FTIR Spectrometer

Význam tématu

Analýza obsahu cukrů v dětských cereáliích je klíčová pro zajištění jak bezpečnosti a zdravotní nezávadnosti potravin, tak pro optimalizaci chuti a vzhledu výrobků. Rychlé a spolehlivé metody na místě výroby nebo příjmu surovin umožňují v reálném čase kontrolovat konzistentní kvalitu a minimalizovat nutnost náročných laboratorních úkonů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo porovnat měření koncentrace sacharózy, glukózy a fruktózy v cereáliích pomocí přenosného Agilent Cary 630 ATR-FTIR spektrometru s referenční metodou HPLC. Autoři z Ohio State University demonstrovali použitelnost přenosného FTIR nástroje pro rychlou kontrolu obsahu cukrů v dětských snídaňových cereáliích.

Použitá metodika a instrumentace

V experimentu bylo zkoumáno 90 vzorků (nekontaminované, cukrem potažené a ochucené). Vzorky byly rozemlety a přímo aplikovány na diamantový ATR-krystal Agilent Cary 630. Spektra (64 interferogramů, rozsah 4000–700 cm–1, rozlišení 4 cm–1) byla normalizována a rozdílově transformována druhým derivátem pomocí Savitzky–Golayova filtru. Kvantifikace proběhla multivariační metodou částečných nejmenších čtverců (PLS). Pro srovnání byly vzorky analyzovány standardní HPLC metodou po rozpuštění a filtraci.

Hlavní výsledky a diskuse

FTIR model pro sacharózu vykázal v externí validaci vysokou korelaci (r = 0,97) s HPLC a chybu předpovědi kolem 1,27 g/100 g. Rozsah stanovené sacharózy byl 0,6–16,7 %. Model pro celkové cukry (sacharóza + glukóza + fruktóza) dosáhl korelace r = 0,96 s chybou křížové validace 1,56 g/100 g. Klíčová absorpční oblast 1200–900 cm–1 zahrnuje C–O a C–C vibrace charakteristické pro cukry, přičemž signál sacharózy je částečně překryt škrobem.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby analýzy oproti HPLC
• Minimální příprava vzorku (pouze mletí)
• Jednoduché ovládání bez pokročilých znalostí chromatografie
• Možnost mobilního či inline použití na výrobní lince nebo v terénu

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření kalibrací na další potravinové matice
• Integrace přenosných FTIR systémů do automatizovaných procesů
• Vývoj přizpůsobených chemometrických modelů pro specifické složení výrobků
• Využití v oblasti autentizace surovin a detekce padělků

Závěr

Přenosný Agilent Cary 630 ATR-FTIR spektrometr umožňuje rychlou a spolehlivou kvantifikaci sacharózy a celkových cukrů v dětských cereáliích srovnatelnou s HPLC. Metoda šetří čas i činidla, je jednoduchá pro uživatele a vhodná pro použití přímo v provozu i mimo laboratoř.

Reference

1. Lin C-A, Ayvaz H, Rodriguez-Saona LE. Application of Portable and Handheld Infrared Spectrometers for Determination of Sucrose Levels in Infant Cereals. Food Anal Methods. 2014;7:1407–1414.
2. Farooq Z, Ismail A. QA/QC of sugars using the Agilent Cary 630 ATR-FTIR analyzer. Agilent publ. 5991-0786EN, 2012.
3. Rein A. FTIR analysis provides rapid QA/QC and authentication of food ingredients prior to processing. Agilent publ. 5991-1246EN, 2012.
4. Pirouette Chemometric Modelling Software. Infometrix Inc., Woodville WA.
5. Agilent 4500 Series Portable FTIR Datasheet. Agilent.