Near Infrared (NIR) Spectroscopy เป็นเทคนิคที่ได้รับการยอมรับและเป็นที่รู้จักเป็นอย่างดีในปัจจุบัน โดยเครื่อง FT-NIR spectrometer เป็นเครื่องมือสำคัญในกระบวนการควบคุมคุณภาพอาหารและเครื่องดื่ม บริษัท Bruker ขอนำเสนอเครื่อง FT-NIR spectrometer ที่ล้ำสมัย สามารถวิเคราะห์ได้ทั้งตัวอย่างของแข็ง ของเหลว และกึ่งแข็งกึ่งเหลว ทั้งยังสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ทำลายตัวอย่าง ไม่ว่าจะเป็นวัตถุดิบ สารตัวกลาง (intermediate) และผลิตภัณฑ์ทั้งหลายที่เกิดขึ้นตลอดขั้นตอนการผลิต
เครื่อง FT-NIR สามารถวิเคราะห์องค์ประกอบสำคัญของวัตถุดิบ สารตัวกลาง (intermediate) และผลิตภัณฑ์ต่างๆที่ผลิตขึ้นในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดิ่ม ได้อย่างสะดวก ง่ายดายและรวดเร็ว
การวิเคราะห์คุณสมบัติของตัวอย่างโดยเครื่องมือ FT-NIR spectrometer นั้นแตกต่างจากการวิเคราะห์คุณภาพแบบดั้งเดิม หรือแบบเคมี เครื่องมือ FT-NIR spectrometer วัดค่าการดูดกลืนแสงอินฟราเรดย่านใกล้ (NIR) ของตัวอย่างที่ความยาวคลื่นต่างๆ โดยไม่ทำลายตัวอย่างและไม่ต้องใช้สารเคมี การวัดค่าการดูดกลืนแสงนี้สามารถตรวจจับการสั่นสะเทือนของโมเลกุลสารประกอบที่มีกลุ่ม C-H N-H หรือ O-H ได้ จากนั้นระบบคอมพิวเตอร์จะนำค่าการดูดกลื่นแสงไปคำนวณหาค่าองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพของตัวอย่าง ดังนั้นเครื่อง FT-NIR spectrometer จึงเป็นเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการตรวจคุณภาพโดยเฉพาะองค์ประกอบทางเคมีในตัวอย่างที่เป็นสารอินทรีย์ และสามารถทำงานกับตัวอย่างหลากหลายชนิดทั้งตัวอย่างของเหลว และของแข็ง รวมทั้งตัวอย่างที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบหลัก และตัวอย่างแห้ง ประโยชน์ที่สำคัญของ FT-NIR spectroscopy มีดังนี้
ผู้บริโภคมักมีคำถามและข้อกังวลเกี่ยวกับคุณภาพของอาหารและเครื่องดื่มเสมอ เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคซึ่งต้องการอาหารที่มีคุณภาพตรงตามฉลากและข้อกำหนด ผู้ผลิตอาหารและเครื่องดื่มทั่วโลกต่างต้องการเครื่องมือตรวจสอบคุณภาพอาหารที่ใช้งานง่ายและแม่นยำ เครื่อง FT-NIR spectrometer เป็นเครื่องมือที่สามารถตอบโจทย์นี้ได้เป็นอย่างดี ไม่ว่าจะเป็นการตรวจสอบคุณภาพของวัตถุดิบ สารตัวกลาง (intermediate) หรือผลิตภัณฑ์พร้อมจำหน่าย การประยุกต์ใช้เครื่อง FT-NIR spectrometer ในอุตสาหกรรมอาหารสามารถจำแนกเป็นกลุ่มต่างๆได้ดังนี้
อุตสาหกรรมอาหารใช้สารเติมแต่งหลากหลายชนิด เช่น เพื่อยืดอายุการเก็บรักษา ปรุงแต่งรสชาติ เนื้อสัมผัส และสีสัน ผู้ประกอบการจำเป็นต้องจัดจำแนกสารปรุงแต่งเหล่านี้เช่นเดียวกับการจำแนกชนิดวัตถุดิบที่ใช้ในอุตสาหกรรมยา เครื่องมือ FT-NIR spectrometer สามารถตรวจวัดคุณสมบัติของสารประกอบต่าง โดยแต่ละชนิดจะมีรูปแบบการดูดกลืนแสงที่แต่งต่างกัน เรียกว่า finger print pattern การประยุกต์ใช้นั้นไม่จำกัดแต่เพียงการจำแนกสารอินทรีย์แต่ยังสามารถจำแนกแร่ธาตุ เกลือ และสารอนินทรีย์ได้อีกด้วย ตัวอย่างสารที่สามารถนำมาวิเคราะห์ ได้แก่ ไขมัน สารทดแทนไขมัน คาร์โบไฮเดรต วิตามิน แร่ธาตุ กรดอะมิโน เอนไซม์ อิมัลซิไฟเออร์ สารเพิ่มความคงตัว (stabilizer) สารเพิ่มความข้นหนืด (thickening) สารยึดเกาะ (binders) สารปรับรสสมผัส (texturizers) สารกันบูด สารให้ความหวาน และน้ำตาลเทียม
ในกรณีที่ผู้ประกอบการต้องการทราบว่าวัตถุดิบ หรือผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนด (specification) หรือไม่ แต่อาจไม่สามารถวัดค่าองค์ประกอบทางเคมีได้ บริษัท Bruker สามารถนำเสนอวิธีการทดสอบอีกวิธี คือ การตรวจวัดความสม่ำเสมอของตัวอย่าง (conformity test) เทคนิคนี้ตรวจสอบว่าตัวอย่างมีรูปแบบการดูดกลืนแสงแตกต่างจากกลุ่มตัวอย่างมาตรฐานซึ่งมีคุณสมบัติตรงตามที่ต้องการหรือไม่
การทดสอบความสอดคล้องกันนี้ เป็นการวิเคราะห์ที่เปรียบเทียบความแตกต่างของรูปแบบการดูดกลืนแสงอย่างเฉพาะเจาะจง มักใช้ในตัวอย่างที่มีความซับซ้อน เช่น วิตามิน-พรีมิกซ์ หรือ แป้งอเนกประสงค์
เครื่อง FT-NIR spectrometer สามารถวัดความเข้มข้นขององค์ประกอบทางเคมีของอาหารและเครื่องดื่ม เช่น โปรตีน ไขมัน ความชื้น คาร์โบไฮเดรต เกลือ และเส้นใย ได้อย่างง่ายดาย คุณสมบัตินี้ทำให้เครื่อง FT-NIR spectrometer เป็นเครื่องมือที่เหมาะสมและสำคัญสำหรับการตรวจสอบคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์เพือให้มีคุณสมบัติตรงตามฉลาก
นอกจากสารอาหารหลักแล้ว เครื่อง FT-NIR spectrometer ยังมีประโยชน์สำหรับการวิเคราะห์ขั้นสูงในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น การวิเคราะห์ปริมาณกรดไขมันแต่ละชนิดในน้ำมันพืช การวิเคราะห์ประมาณน้ำตาลแลคโตสในน้ำนมและผลิตภัณฑ์จากนม การวิเคราะห์ปริมาณคอลลาเจนในเนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ การวิเคราะห์ค่าความเป็นกรดในเครื่องปรุงรส การวิเคราะห์ปริมาณน้ำตาลแต่ละชนิดในขนมหวาน การวิเคราะห์ประมาณแอลกอฮอล์และค่าความหนาแน่น (density) ในเครื่องดื่ม โดยค่าต่างๆเหล่านี้ สามารถวิเคราะห์ได้พร้อมกันกับค่าองค์ประกอบสารอาหารหลัก และใช้เวลาโดยรวมเพียงไม่กี่วินาที
ค่าการดูดกลืนแสงของตัวอย่างในช่วงคลื่น NIR มีความจำเพาะเจาะจงกับโครงสร้างของโมเลกุลของสารองค์ประกอบ ดังนั้น ผู้ประกอบการสามารถตรวจสอบว่าตัวอย่างหรือผลิตภัณฑ์มีสารเจือปนหรือสิ่งปนเปื้อนหรือไม่ โดยเปรียมเทียบค่าการดูดกลืนแสงหรือสเปกตรัมในช่วงคลื่น NIR ของตัวอย่างหรือวัตถุดิบที่แน่ใจว่าไม่มีสารปนเปื้อนกับตัวอย่างที่ต้องการตรวจสอบ
ในกรณีที่การตรวจหาสิ่งปนเปื้อนด้วยวิธี FT-NIR ให้ผลเป็นบวก ผู้ประกอบการควรนำตัวอย่างไปตรวจสอบด้วยวิธีดั้งเดิมหรือวิธีมาตรฐานอีกครั้งเพื่อจำแนกชนิดของสิ่งปนเปื้อนในลำดับต่อไป
การนำเทคโนโลยี FT-NIR spectroscopy มาใช้ควบคุมกระบวนการผลิต ช่วยให้การตรวจสอบคุณภาพทำได้อย่างละเอียดและรวดเร็ว ก่อให้เกิดผลดีต่อระบบการผลิต เช่น การนำวัตถุดิบมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ลดของเสีย และผลิตภัณฑ์ที่ผลิตไม่ตรงสเปคหรือข้อกำหนด ทำให้กระบวนการผลิตโดยรวมมีประสิทธิภาพสูงขึ้นและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เนื่องจากปริมาณของเสียที่เกิดขึ้นและพลังงานที่ใช้ลดลง
ตัวอย่างการประยุกต์เครื่อง FT-NIR spectrometer เพื่อควบคุมกระบวนการผลิตแบบ Online ได้แก่