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

Význam tématu

Analýza obsahu cukrů v medu je zásadní pro zajištění kvality potravin a ochranu spotřebitele před nelegálními úpravami pomocí levných sladidel. FTIR spektroskopie s chemometrickou metodou PLS umožňuje rychlou a spolehlivou detekci a kvantifikaci klíčových sacharidů ve složité matici medu.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo kvantitativně stanovit obsah fruktózy, glukózy a sacharózy v komerčních vzorcích medu a odhalit možné přídavky kukuřičného sirupu či rafinovaného cukru. Studie využila FTIR spektrometr s ATR technikou a chemometrii k vytvoření kalibračního modelu a ověření jeho výkonnosti na reálných vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

• Fourierova transformace FTIR spektrometr SHIMADZU IRTracer-100
• ATR modul s jednoproměnnou ZnSe prizmatem (Quest ATR)
• Rozlišení spektra 4 cm-1, 32násobná akumulace, rozsah 4000–600 cm-1
• Apodizační funkce Happ–Genzel, detektor DLATGS
• Chemometrická analýza metodou parciálních nejmenších čtverců (PLS)

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační model vytvořený z 25 standardních vzorků vykázal vysoké korelační koeficienty nad 0,998 pro všechny tři cukry a nízké hodnoty MSEP a SEP. Kvantitativní analýza devíti komerčních medů prokázala u vzorků označených jako čistý med výrazný obsah glukózy oproti fruktóze, což naznačuje přídavek kukuřičného sirupu. Jeden vzorek vykazoval zvýšenou hladinu sacharózy, což poukazuje na možný přídavek rafinovaného cukru.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé stanovení klíčových sacharidů bez složité přípravy vzorku
• Možnost rutinní kontroly kvality medu i dalších potravin
• Citlivá detekce nelegálních přídavků levných sladidel

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace pokročilých strojových učících algoritmů pro zlepšení přesnosti
• Rozšíření analýzy na další biologicky aktivní složky potravin
• Miniaturizované přenosné FTIR přístroje pro terénní kontroly
• On-line monitoring výrobních procesů

Závěr

FTIR spektroskopie s chemometrií PLS nabízí efektivní a spolehlivou metodu pro kvantitativní analýzu fruktózy, glukózy a sacharózy v medu. Umožňuje odhalit nelegální úpravy a přispívá ke zpřísnění kontroly kvality potravin.

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. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 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. Applied Biochemistry and Biotechnology, 91–93:51–61, 2001
• Cadet F., Offmann B. Direct Spectroscopic Sucrose Determination of Raw Sugar Cane Juices. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 45:166–171, 1997
• Kramer R. Chemometric Techniques for Quantitative Analysis. Marcel Dekker Inc., New York, 1998