FTIR-ATR Characterization of Commercial Honey Samples and Their Adulteration with Sugar Syrups Using Chemometric Analysis

Význam tématu

Analýza čistoty medu je zásadní pro udržení důvěry spotřebitelů, ochranu tržní hodnoty a kvality potravin.
Neoprávněné rozředění medu levnými cukernými sirupy snižuje jeho zdravotní přínosy a reputaci výrobců.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit možnosti využití FTIR-ATR spektroskopie kombinované s chemometrickou analýzou pro detekci přidání cukerných sirupů do komerčních vzorků medu.
Studie zahrnovala přípravu modelových roztoků sacharidů a analýzu devíti komerčních vzorků medu.

Použitá metodika

Vzorky byly připraveny jako desetiprocentní roztoky v deionizované vodě.
Byly pořízeny FTIR spektra v režimu ATR na přístroji Shimadzu IRTracer 100 s ATR jednotkou ZnSe Quest od firmy Specac.
Spektra byla vyhodnocena metodou parciálních nejmenších čtverců PLS pro kvantifikaci fruktózy, glukózy a sacharózy.

Použitá instrumentace

• Spektrometr Shimadzu IRTracer 100
• Prvkově citlivá ATR jednotka ZnSe Quest od Specac
• Software pro PLS kalibraci a chemometrickou analýzu

Hlavní výsledky a diskuse

Modelová spektra sacharózy, fruktózy, glukózy a kukuřičného sirupu umožnila vytvořit trojrozměrnou kalibraci pro sladidla.
Příklady výsledků devíti vzorků ukazují zvýšené hladiny glukózy u vzorků deklarovaných jako sto procent medu, což naznačuje ředění kukuřičným sirupem.
Vzorek s deklarovaným obsahem sedmi procent medu vykázal vysoký obsah sacharózy, což nasvědčuje přidání cukerného sirupu.
Poměry fruktózy ke glukóze byly v několika případech pod očekávanou hodnotou 1,2:1 pro čistý med.

Přínosy a praktické využití metody

FTIR-ATR analýza je rychlá, neinvazivní a nevyžaduje výraznou přípravu vzorků.
Kombinace se softwarem PLS umožňuje spolehlivou kvantifikaci základních cukrů.
Metoda poskytuje efektivní screeningový nástroj pro kontrolu kvality a autentizaci medu v potravinářském průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření databáze referenčních spekter pro různé druhy medu a regionální varianty.
Integrace s automatizovanými systémy pro online monitoring kvality medu.
Využití pokročilejších chemometrických metod a strojového učení pro zvýšení citlivosti detekce adulterace.

Závěr

FTIR-ATR ve spojení s PLS chemometrií se osvědčila jako rychlý a spolehlivý způsob detekce přítomnosti cukerných sirupů v medu.
Metoda může významně přispět ke zvýšení transparentnosti trhu a ochraně spotřebitelů před nekvalitními produkty.

Reference

• Clifford RI, Head J, Kinyanjui J, Talbott M Quantification of Natural Sugars in Baby Food Products by MID FTIR Spectroscopy Application News FTIR 1401 2014
• Jagdish T, Irudayaraj J Quantification of saccharides in multiple floral honeys using Fourier transform infrared microattenuated total reflectance spectroscopy J Agric Food Chem 52 3237 3243 2004
• Tucker M, Nguyen Q, Eddy F Fourier Transform Infrared Quantitative Analysis of Sugars and Lignin in Pretreated Softwood Solid Residues Appl Biochem Biotechnol 91-93 51-61 2001
• Cadet F, Offmann B Direct Spectroscopic Sucrose Determination of Raw Sugar Cane Juices J Agric Food Chem 45 166-171 1997
• Kramer R Chemometric Techniques for Quantitative Analysis Marcel Dekker Inc New York 1998