Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie

Význam tématu

Analýza potravin a krmiv metodou NIR spektrometrie představuje rychlý a neinvazivní způsob stanovení klíčových parametrů kvality (vlhkost, bílkoviny, škrob, cukry aj.). Díky minimální přípravě vzorku a možnosti měření přes obaly umožňuje metodu široce využít v potravinářském i zemědělském průmyslu, včetně online monitorování výrobních procesů.

Cíle a přehled článku

Článek popisuje vývoj a přínosy FT-NIR spektrometrie v aplikacích pro potraviny a krmiva. Autorem je Ing. Matěj Novotný (Optik Instruments), který představuje vybavení Bruker Optics, principy měření a ukázky provozního nasazení. Cílem je demonstrovat výhody FT-NIR oproti běžným diodovým spektrometrům a naznačit budoucí směřování technologií.

Použitá metodika a instrumentace

Princip metody

• FT-NIR využívá Fourierovu transformaci interferenčního signálu ze zdroje NIR záření, namísto mechanického přepínání štěrbin a mřížek.
• RockSolid interferometr s cube-corner zrcadly zajišťuje stabilitu, odolnost vůči vibracím a nulové servisní náklady.
• Měří se celé spektrum v NIR oblasti (přibližně 800–2500 nm), což poskytuje univerzální data pro chemometrické modely.

Instrumentace

• Rutinní spektrometr TANGO – kompaktní FT-NIR pro laboratorní analýzy.
• Procesní FT-NIR BEAM – pro online monitorování výrobních linek s optickými sondami.
• Další přístroje z portfolia Bruker Optics: MPA II, MATRIX-F II, MATRIX-MG aj.

Hlavní výsledky a diskuse

Stabilita měření

• FT-NIR nevykazuje spektrální drift běžný u diodových spektrometrů, což eliminuje nutnost časté rekalibrace.
• Trvanlivá optická konstrukce umožňuje přesné výsledky i v náročných provozních podmínkách.

Univerzálnost a přesnost

• Měření celého spektra zajišťuje širší aplikační pokrytí než omezený rozsah diodových polí (např. 1100–1650 nm).
• Přístroje FT-NIR úspěšně analyzují mléčné produkty, sójovou moučku či krmiva pro skot.

Přínosy a praktické využití metody

Výhody

• Nedestruktivní analýza bez chemikálií a přípravy vzorků.
• Rychlý čas analýzy (řádově v sekundách).
• Možnost měření skrz obaly či pomocí optických vláken.
• Nízké provozní náklady a dlouhodobá životnost přístrojů.

Omezení

• Nutnost vytváření rozsáhlých databází referenčních vzorků a komplexních chemometrických modelů.
• Nižší citlivost na stopové látky oproti technikám GC–MS.
• Neaplikovatelnost na anorganické kovy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Online a průmyslová automatizace

• Nasazení spectrometrie BEAM v kontinuálních výrobních procesech.
• Integrace do výrobních systémů pro nepřetržitou kontrolu kvality.

Mobilita a rozšíření aplikačního pole

• Přenosné FT-NIR přístroje pro rychlé terénní analýzy.
• Rozvoj měření dalších analytických parametrů (lipidy, kolagen, triglyceridy aj.).

Závěr

FT-NIR spektrometrie se díky své rychlosti, spolehlivosti a nízkým provozním nákladům stává jednou z klíčových metod pro kontrolu kvality potravin a krmiv. Moderní konstrukce interferometru RockSolid a chemometrické postupy umožňují přesné a stabilní měření v laboratorních i průmyslových podmínkách. Budoucnost leží v online integraci, mobilních aplikacích a dalším rozšiřování chemického spektra analýz.

Reference

Novotný M. (2024) Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie. Optik Instruments s.r.o.