Inline detection of wheat flour adulteration by NIR spectroscopy

Význam tématu

Adulterace pšeničné mouky přidáním škrobu z brambor představuje v potravinářském průmyslu riziko snížení kvality, nutriční hodnoty a možné zdravotní ohrožení spotřebitelů. Schopnost okamžitě detekovat příměsi během výrobního procesu je zásadní pro udržení standardů bezpečnosti, konzistence produktu a ochranu proti nekalým praktikám.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace AN-PAN-1061 bylo demonstrovat využití inline NIR spektroskopie (1100–2000 nm) pomocí analyzátoru 2060 The NIR Analyzer pro sledování a kvantifikaci podílu bramborového škrobu ve směsi s pšeničnou moukou přímo ve výrobní lince. Studie popisuje princip měření, návrh sondy a základní kroky chemometrického modelování.

Použitá metodika a instrumentace

Pro inline detekci byla použita reflectance sonda se vzduchovým proplachem na hrotu, napojená na 2060 The NIR Analyzer. Spektra byla sbírána v rozsahu 1100–2000 nm přímo ve směšovacích nádobách či dopravnících. Následná data byla vyhodnocena pomocí chemometrického modelu kalibrovaného primárními metodami (laboratorní stanovení škrobu, vlhkosti a dalších parametrů).

Hlavní výsledky a diskuse

Spektrální data pokrývala koncentrace od 0 % do 100 % bramborového škrobu. Vizuální inspekce spekter neumožnila jednoznačné rozlišení, a proto bylo nutné aplikovat multivariační analýzy. Inline model ukázal vysokou přesnost a robustnost, což umožnilo získat výsledky během několika sekund bez nutnosti odběru vzorků do laboratoře.

Přínosy a praktické využití metody

• Okamžitá detekce změn složení v reálném čase
• Bez nutnosti chemických reagencií a přípravy vzorků
• Snížení provozních nákladů a rizika kontaminace
• Zajištění konzistentní kvality produktu a ochrana spotřebitelů

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření inline NIR analýzy na další druhy mouk, krmiv a surovin. Vývoj pokročilých chemometrických metod a strojového učení pro lepší predikci a diagnostiku. Integrace systému do plně automatizovaných linkových procesů a propojení se systémy průmyslového internetu věcí (IIoT).

Závěr

Inline NIR spektroskopie s využitím 2060 The NIR Analyzer představuje efektivní, rychlou a neinvazivní metodu detekce příměsí bramborového škrobu v pšeničné mouce. Umožňuje okamžité rozhodování v průběhu výroby, minimalizuje ztráty a přispívá k vysoké kvalitě finálního produktu.

Reference

1. Rohman A., Che Man Y.B. The Use of Fourier Transform Mid Infrared (FT-MIR) Spectroscopy for Detection and Quantification of Adulteration in Virgin Coconut Oil. Food Chem. 2011, 129(2):583–588.
2. Shahbandeh M. Wheat - statistics & facts. Statista. 2023.
3. Tao C., Wang K., Liu X. et al. Effects of Potato Starch on the Properties of Wheat Dough and the Quality of Fresh Noodles. CyTA J. Food 2020, 18(1):427–434.
4. Yánez E., Ballester D., Wuth H. et al. Potato Flour as Partial Replacement of Wheat Flour in Bread: Baking Studies and Nutritional Value of Bread Containing Graded Levels of Potato Flour. Int. J. Food Sci. Technol. 1981,16(3):291–298.
5. Rady A.M., Guyer D.E. Rapid and/or Nondestructive Quality Evaluation Methods for Potatoes: A Review. Comput. Electron. Agric. 2015,117:31–48.