QA/QC of coffee using the Agilent Cary 630 ATR-FTIR analyzer

Význam tématu

Analytická kontrola kvality kávy je klíčová pro zajištění konzistence aroma, chuti a chemického složení. FTIR spektroskopie nabízí rychlou, neinvazivní metodu pro detekci drobných změn ve složení pražených kávových zrn, což zlepšuje rozhodování při přijímání či odmítání šarží přímo na místě bez potřeby nákladné laboratorní přípravy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit použitelnost analyzátoru Agilent Cary 630 ATR-FTIR pro kvalitativní a kvantitativní kontrolu různých komerčních pražených káv. Autoři vytvořili spektrální databázi autentických vzorků a testovali rychlou identifikaci neznámých šarží metodou porovnání FTIR spekter.

Použitá metodika a instrumentace

Všechny vzorky byly získány jako komerčně prodávaná mletá káva. Měření probíhala přímo na diamantovém ATR krystalu připojeném k analyzátoru Agilent Cary 630 ATR-FTIR.

• Vzorky se přitlačily tlakem pomocí integrované svěrky.
• Spektra byla snímána při rozlišení 4 cm⁻¹, 64 skenů, doba měření pod 30 s.
• Data se ukládala a vyhodnocovala v softwaru Agilent MicroLab FTIR.
• Vzorky se porovnávaly s referenční databází pro automatické rozhodnutí pass/fail či procentuální podobnost.

Hlavní výsledky a diskuse

Spektra všech značek vykázala charakteristické absorpční pásy v oblasti 1800–800 cm⁻¹, včetně signálů C=O esterů, laktonů, aldehydů a ketonů (1800–1600 cm⁻¹), C–H methylenových kmitů (1470–1430 cm⁻¹) a silných absorpcí sacharidových skupin (1200–900 cm⁻¹). Fingerprint oblast pod 1400 cm⁻¹ umožnila rozlišení vzorků s odlišným složením. Duplikáty byly konzistentně identifikovány a softwarové porovnání nových vzorků s uloženými spektry prokázalo 100% správnost přiřazení značky.

Přínosy a praktické využití metody

FTIR metoda výrazně zkracuje čas analýzy (do 30 s) a eliminuje přípravu vzorků. Metoda je vhodná pro rychlou kontrolu příjmu šarží u dodavatelů, on-line monitoring výroby i externí audity.QA/QC proces tak může probíhat přímo v provozu, což šetří čas i náklady na zasílání vzorků do laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné směry dalšího rozvoje:

• Rozšíření databáze o nové odrůdy a pražení pro lepší chemometrické modely.
• Integrace inline FTIR senzorů přímo do výrobní linky pro kontinuální monitoring.
• Využití strojového učení a pokročilých chemometrických technik pro kvantifikaci jednotlivých složek (kofein, lipidy, sacharidy).
• Propojení s IoT platformami a cloudovými databázemi pro globální sdílení dat o kvalitě.

Závěr

Agilent Cary 630 ATR-FTIR představuje rychlou, spolehlivou a snadno ovladatelnou technologii pro QA/QC mleté kávy. Umožňuje získat chemický „otisk“ každé šarže během sekund, což pomáhá udržet stálu kvalitu a chránit značku před nekvalitním zbožím.

Reference

1. Craig AP, Franca AS & Oliveira LS (2012) Evaluation of the potential of FTIR and chemometrics for separation between defective and non-defective coffees. Food Chemistry, 132, 1368–1374.
2. Gordillo-Delgado F, Marín E, Cortés-Hernández DM, Mejía-Morales C & García-Salcedo AJ (2012) Discrimination of organic coffee via Fourier transform infrared–photoacoustic spectroscopy. Journal of the Science of Food and Agriculture, DOI 10.1002/jsfa.5628.
3. Lyman DJ, Benck RM & Merle SF (2011) Difference spectroscopy in the analysis of the effects of coffee cherry processing variables on the flavor of brewed coffee. International Journal of Spectroscopy, 2011, Article ID 815304, 5 pages.
4. Innawong B, Mallikarjunan P, Irudayaraj JQ & Marcy JE (2004) The determination of frying oil quality using Fourier transform infrared attenuated total reflectance. LWT — Food Science and Technology, 37, 23–28.