Quantitative Analysis of Sugars (Fructose, Glucose, and Sucrose) in Honey by FTIR

Význam tématu

Med je ceněnou potravinou bohatou na vitaminy, minerály a organické sloučeniny, avšak trpí rizikem falšování levnými náhražkami, zejména kukuřičným sirupem. Tento druh adulterace neohrožuje zdraví, ale podkopává důvěru spotřebitelů a negativně ovlivňuje trh. Rychlá a jednoduchá metoda pro kvantifikaci cukrů v medu je proto klíčová pro zajištění kvality a autentického původu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit kvantitativní FTIR metodu ve spojení s chemometrií (PLS) pro stanovení fruktózy, glukózy a sacharózy v medu. Devět komerčních vzorků medu bylo naředěno na 10 % hmotn. s vodou a analyzováno pro zjištění možného přídavku kukuřičného sirupu nebo cukru.

Použitá metodika a instrumentace

Pro tvorbu kalibračního modelu byla připravena třírozměrná škála standardních roztoků cukrů (0–15 % w/w fruktózy, glukózy a sacharózy). Spektra byla získána v rozsahu 4000–600 cm⁻¹ s rozlišením 4 cm⁻¹ a 32 akumulacemi. Kvantifikace proběhla metodou parciálních nejmenších čtverců (PLS).

Použitá instrumentace

• FTIR spektrofotometr Shimadzu IRTracer-100
• Jednobounce ATR příslušenství Quest (ZnSe prizma)
• Detektor DLATGS, apodizační funkce Happ–Genzel

Hlavní výsledky a diskuse

PLS kalibrace na 25 standardních vzorcích dosáhla koeficientů korelace ≥0,9986 a nízkých hodnot MSEP a SEP. Kvantitativní analýza devíti komerčních medů ukázala, že vzorky označené jako 100% med měly zvýšený obsah glukózy vůči fruktóze (poměry 0,13–0,69), což naznačuje přídavek kukuřičného sirupu. Vzorek s označením „7 % med“ vykazoval navíc vysoký obsah sacharózy, což svědčí o použití rafinovaného cukru.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená FTIR–PLS metoda umožňuje rychlé, beznutné značení reagentů a netoxické stanovení tří hlavních cukrů v medu. Díky jednoduché přípravě vzorku a krátké měřící době je vhodná pro rutinní laboratoře zaměřené na kontrolu kvality potravin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metody na další sladké potraviny, rozvoj mobilních ATR systému pro on–site analýzu a integrace umělé inteligence pro automatickou detekci falšování v reálném čase. Kombinace s dalšími spektroskopickými technikami (NIR, Raman) může zvýšit selektivitu a spolehlivost.

Závěr

FTIR spektrofotometrie v kombinaci s chemometrií se ukázala jako efektivní nástroj pro kvantifikaci fruktózy, glukózy a sacharózy v medu. Metoda odhalila adulteraci komerčních vzorků a nabízí robustní řešení pro kontrolu kvality a ochranu spotřebitele.

Reference

• Clifford R.I., Head J., Kinyanjui J., Talbott M. Quantification of Natural Sugars in Baby Food Products by MID FTIR Spectroscopy. Application News No. FTIR-1401, 2014.
• Jagdish T., Irudayaraj J. Quantification of saccharides in multiple floral honeys using Fourier transform infrared microattenuated total reflectance spectroscopy. J. Agric. Food Chem. 52(11):3237–3243, 2004.
• Tucker M., Nguyen Q., Eddy F. Fourier Transform Infrared Quantitative Analysis of Sugars and Lignin in Pretreated Softwood Solid Residues. Appl. Biochem. Biotechnol. 91–93:51–61, 2001.
• Cadet F., Offmann B. Direct Spectroscopic Sucrose Determination of Raw Sugar Cane Juices. J. Agric. Food Chem. 45:166–171, 1997.
• Kramer R. Chemometric Techniques for Quantitative Analysis. Marcel Dekker Inc., New York, 1998.