Assessment of chocolate with Raman spectroscopy
Aplikace | 2025 | MetrohmInstrumentace
Ramanova spektroskopie nabízí rychlou, nedestruktivní analýzu složení čokolády pomocí charakteristického spektrálního otisku. Vzhledem k růstu globálního trhu s čokoládou a nárokům na kvalitu v potravinářském průmyslu je vhodná metoda pro kontrolu obsahu kakaa, cukru, detekci padělků a sledování výrobního procesu.
Cílem Application Note AN-RS-052 je demonstrovat postupy sběru Ramanových spekter různých druhů čokolád (100 %, 85 %, 70 %, mléčná, bílá) za účelem rychlého hodnocení kvality. Studie popisuje optimalizaci laserového výkonu a integračního času, identifikaci klíčových spektrálních pásem a konstrukci chemometrických modelů pro kvantifikaci obsahu kakaa a cukru.
Pro měření byl využit systém i-Raman NxG 1064 s 1064 nm excitací a širokým spektrem 100–2500 cm−1. Spektra se sbírala pomocí vláknové sondy s držákem pro udržení konstantní vzdálenosti od vzorku. Integrační čas překračoval 60 s a laserový výkon byl upravován mezi 5 % a 15 % podle barvy a obsahu kakaa vzorku. Data se vyhodnocovala v softwaru SpecSuite.
Optimalizace laserového výkonu odhalila, že tmavé čokolády (100 %) se při vyšších výkonech (nad 10 %) rychleji taví, což ovlivňuje spektrální kvalitu. Bílá čokoláda vykazovala změny krystalinity v pásmu 1060–1100 cm−1 již při 10 % výkonu. Charakteristické pásma pro kakao (1060–1080, ~1300, 1420–1480, 1670–1780 cm−1) a cukr (<750, 848, 1460 cm−1) umožnila vybudovat PLS modely.
PLS kalibrace pro obsah kakaa v rozsahu 30–100 % dosáhla nízké chyby predikce a výborné korelace skutečných a předpovězených hodnot. Model pro obsah cukru vykazoval ještě vyšší přesnost díky výrazným spektrálním špičkám bez teplotních artefaktů.
Studie potvrzuje, že Ramanova spektroskopie ve spojení s chemometrií představuje spolehlivou metodu pro rutinní analýzu kvality čokolády. Optimalizace laserového výkonu a správný výběr spektrálních pásem zajišťují vysokou přesnost kvantifikace obsahu kakaa i cukru.
RAMAN Spektrometrie
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceMetrohm
Souhrn
Význam tématu
Ramanova spektroskopie nabízí rychlou, nedestruktivní analýzu složení čokolády pomocí charakteristického spektrálního otisku. Vzhledem k růstu globálního trhu s čokoládou a nárokům na kvalitu v potravinářském průmyslu je vhodná metoda pro kontrolu obsahu kakaa, cukru, detekci padělků a sledování výrobního procesu.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem Application Note AN-RS-052 je demonstrovat postupy sběru Ramanových spekter různých druhů čokolád (100 %, 85 %, 70 %, mléčná, bílá) za účelem rychlého hodnocení kvality. Studie popisuje optimalizaci laserového výkonu a integračního času, identifikaci klíčových spektrálních pásem a konstrukci chemometrických modelů pro kvantifikaci obsahu kakaa a cukru.
Použitá metodika a instrumentace
Pro měření byl využit systém i-Raman NxG 1064 s 1064 nm excitací a širokým spektrem 100–2500 cm−1. Spektra se sbírala pomocí vláknové sondy s držákem pro udržení konstantní vzdálenosti od vzorku. Integrační čas překračoval 60 s a laserový výkon byl upravován mezi 5 % a 15 % podle barvy a obsahu kakaa vzorku. Data se vyhodnocovala v softwaru SpecSuite.
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace laserového výkonu odhalila, že tmavé čokolády (100 %) se při vyšších výkonech (nad 10 %) rychleji taví, což ovlivňuje spektrální kvalitu. Bílá čokoláda vykazovala změny krystalinity v pásmu 1060–1100 cm−1 již při 10 % výkonu. Charakteristické pásma pro kakao (1060–1080, ~1300, 1420–1480, 1670–1780 cm−1) a cukr (<750, 848, 1460 cm−1) umožnila vybudovat PLS modely.
PLS kalibrace pro obsah kakaa v rozsahu 30–100 % dosáhla nízké chyby predikce a výborné korelace skutečných a předpovězených hodnot. Model pro obsah cukru vykazoval ještě vyšší přesnost díky výrazným spektrálním špičkám bez teplotních artefaktů.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a nedestruktivní kontrola kvality přímo ve výrobě.
- Možnost rozlišení druhů čokolády, detekce příměsí a padělků.
- Quantitativní vyhodnocení obsahu kakaa a cukru bez chemické přípravy.
- Integrace s výrobní linkou pro on-line monitoring.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření počtu vzorků pro zlepšení robustnosti chemometrických modelů.
- Nasazení nižších vlnových délek (785 nm) s potlačením fluorescence.
- In-line měření v průmyslových linkách a automatizované procesy QA/QC.
- Uplatnění v dalších potravinářských produktech či farmaceutických přípravcích.
Závěr
Studie potvrzuje, že Ramanova spektroskopie ve spojení s chemometrií představuje spolehlivou metodu pro rutinní analýzu kvality čokolády. Optimalizace laserového výkonu a správný výběr spektrálních pásem zajišťují vysokou přesnost kvantifikace obsahu kakaa i cukru.
Reference
- marknteladvisors. Chocolate Market Size, Share, Analysis and Industry Trend to 2030.
- Esmonde-White K., Lewis M., Lewis I. R. Direct Measurement of Chocolate Components Using Dispersive Raman Spectroscopy at 1000 Nm Excitation. Applied Spectroscopy 2023, 77(3), 320–326.
- Chocolates, Truffles, and Delicious Gifts: Buy Online | Lindt Shop Intl. https://www.chocolate.lindt.com/ (přístup 2025-08-17).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Monitoring phosphate reactions in real time with Raman spectroscopy
2025|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-RS-054 Monitoring phosphate reactions in real time with Raman spectroscopy Improving product quality in fertilizer production Phosphorus and nitrogen are essential inorganic methods—titration for acid and phosphate nutrients required for plant growth. While nitrogen is quantification, and gravimetric…
Klíčová slova
raman, ramanphosphate, phosphatedcpd, dcpdfertilizer, fertilizerspectroscopy, spectroscopydcp, dcpspecies, speciesphosphoric, phosphoricphosphorus, phosphorusdetect, detectdicalcium, dicalciummethodes, methodesfaintest, faintestnxg, nxgacid
Estimation of amine value in epoxies with Raman spectroscopy
2025|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-RS-053 Estimation of amine value in epoxies with Raman spectroscopy A complementary approach to potentiometric titration Amine value (AV), often used to quantify the amount throughput evaluation. Raman spectroscopy offers a of reactive amine groups in curing agents,…
Klíčová slova
raman, ramanspecsuite, specsuitehardener, hardenerspectroscopy, spectroscopytitration, titrationepoxy, epoxymodel, modelamine, aminelicense, licensepredicted, predictedvibrational, vibrationalblind, blindreliable, reliableoptic, opticbands
Determining phosphate concentration with Raman spectroscopy
2025|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-RS-049 Determining phosphate concentration with Raman spectroscopy A rapid and reagent-free alternative to chromatography and other wet chemical methods Phosphates are vital inorganic compounds found Squares) modeling, rapidly and quantitatively extensively in nature and created by industrial determines…
Klíčová slova
raman, ramanphosphate, phosphatextr, xtrphosphates, phosphatesspectroscopy, spectroscopywet, wetmira, miraconcentration, concentrationpls, plsbasic, basicphosphoric, phosphoricspeciation, speciationpackage, packagedeprotonation, deprotonationindustrial
Rapid phenotypic identification of microorganisms with Raman
2025|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-RS-047 Rapid phenotypic identification of microorganisms with Raman A simple and nondestructive method for bacterial analysis Microorganisms are among the most diverse life and accumulate microorganisms. forms on Earth. They exhibit unique characteristics Traditionally, identifying microorganisms such as…
Klíčová slova
raman, ramanbacteria, bacteriabwspec, bwspectek, tekmicroorganisms, microorganismscolonies, coloniesbacterial, bacterialsoftware, softwareportable, portableholder, holderdishes, dishespetri, petriprobe, probespectroscopy, spectroscopyphenotypic
