Determination of Brix, fructose, glucose, and sucrose with NIRS

Význam tématu

Určení Brixu a jednotlivých cukrů (glukózy, fruktózy, sukrozy) je zásadní pro kontrolu kvality potravin a pochopení jejich zdravotních účinků.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl vyvinout rychlou a spolehlivou metodu pomocí NIR spektroskopie pro současné stanovení Brixu a obsahu tří cukrů v akvazních vzorcích během jedné minuty.

Použitá instrumentace

• Metrohm NIRS DS2500 Liquid Analyzer (spektrální rozsah 400–2500 nm)
• Transmisní měření s 1 mm cestou ve flow buňce
• Software Vision Air Complete pro akvizici dat a vývoj predikčních modelů

Použitá metodika

• Příprava 50 vodných roztoků s proměnnými koncentracemi glukózy, fruktózy a sukrozy
• Měření Vis-NIR spekter v transmisním režimu bez chemické přípravy vzorku
• Kalibrace a křížová validace pro konstrukci predikčních modelů

Hlavní výsledky a diskuse

Modely pro jednotlivé cukry i Brix vykázaly velmi vysokou korelaci s referenčními hodnotami a nízké chyby:

• Fruktóza: R2 = 0,9882; SEC = 0,04 %; SECV = 0,06 %; SEV = 0,05 %
• Glukóza: R2 = 0,9877; SEC = 0,11 %; SECV = 0,12 %; SEV = 0,10 %
• Sukroza: R2 = 0,9886; SEC = 0,16 %; SECV = 0,16 %; SEV = 0,13 %
• Brix: R2 = 0,9988; SEC = 0,13 °Brix; SECV = 0,15 °Brix; SEV = 0,09 °Brix

Výsledky potvrzují přesnost a robustnost metody pro rutinní analýzu.

Přínosy a praktické využití metody

• Analýza bez přípravy vzorku a chemikálií
• Rychlost vyšetření (pod jednu minutu)
• Snížené provozní náklady a spotřeba reagencií
• Možnost implementace přímo na výrobní lince

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj zahrnuje integraci robotických vzorkovačů, rozšíření metodiky na další analyty a využití pokročilých algoritmů strojového učení pro optimalizaci predikčních modelů.

Závěr

Studie prokázala, že NIR spektroskopie se zařízením DS2500 nabízí spolehlivou, rychlou a ekonomickou alternativu k tradičním chromatografickým metodám pro stanovení cukrů a Brixu.

Reference

• Metrohm Application Note AN-NIR-109