Almond analysis with near-infrared (NIR) spectroscopy

Význam tématu

Analýza kvality mandlí je klíčová pro potravinářský průmysl i kontrolu vstupních surovin. Určení vlhkosti, proteinu a tuku zajišťuje správné zpracování, skladovatelnost a senzorickou kvalitu konečného produktu. Rychlé a bezdestrukční metody šetří čas i náklady a minimalizují odpad.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem Application Note AN-NIR-132 bylo ověřit možnost simultánního stanovení vlhkosti, bílkovin a tuku v celých a mletých mandlech pomocí blízké infračervené (NIR) spektroskopie. Studie porovnávala predikční výsledky NIR s referenčními hodnotami získanými standardními metodami AOAC.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu bylo použito 60 vzorků celých a 60 vzorků mletých mandlí. Spektrální data byla získána na přístroji Metrohm NIR Analyzer v odrazovém režimu v rozsahu 1000–2250 nm. Práce se vzorkem zahrnovala rotační měření ve velkém šálku pro snížení vlivu nehomogenity a průměrování signálů z několika míst. Sběr dat a vývoj kalibračních modelů probíhal v softwaru Metrohm.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační modely vykázaly vysokou korelaci mezi predikcí NIR a referenčními hodnotami:

• Proteiny (celé mandle): R2=0,997; SEC=0,23 %; SECV=0,28 %
• Vlhkost (celé mandle): R2=0,998; SEC=0,22 %; SECV=0,25 %
• Tuk (celé mandle): R2=0,917; SEC=1,56 %; SECV=1,84 %
• Proteiny (mleté mandle): R2=0,999; SEC=0,10 %; SECV=0,14 %
• Vlhkost (mleté mandle): R2=0,999; SEC=0,09 %; SECV=0,15 %
• Tuk (mleté mandle): R2=0,914; SEC=1,62 %; SECV=1,67 %

Modely pro proteiny a vlhkost dosahují excelentní přesnosti, model tuku je rovněž vhodný pro rutinní kontrolu. Malé odchylky jsou přijatelné pro QC procesy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda NIR umožňuje:

• simultánní stanovení více parametrů bez destrukce vzorku,
• minimální přípravu a rychlou analýzu (v řádu sekund),
• snížení nákladů na činidla a odstraňování odpadů,
• jednoduchou implementaci do výrobních linek a QC laboratoří.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti:

• miniaturizace NIR detektorů pro inline monitorování,
• rozšíření databází pro kalibrační přenosy mezi pracovišti,
• integrace s průmyslovým IoT pro online sledování kvality,
• pokročilých multivariačních algoritmů pro lepší rozlišení složek.

Závěr

Studie potvrdila, že NIR spektroskopie je efektivní a spolehlivá alternativa k destrukčním metodám pro stanovení vlhkosti, proteinu a tuku v mandlích. Jednoduchá obsluha a nízké provozní náklady podporují široké uplatnění v potravinářském i zemědělském průmyslu.

Reference

1. Duduzile Buthelezi, N. M.; Tesfay, S. Z.; Ncama, K.; et al. Destructive and Non-Destructive Techniques Used for Quality Evaluation of Nuts: A Review. Scientia Horticulturae 2019, 247, 138–146.