การวิเคราะห์คุณภาพอาหารด้วยเทคนิค FT-NIR Spectroscopy

การประยุกต์อื่นๆในอุตสาหกรรมอาหาร

FT-NIR spectroscopy เป็นเทคนิคที่มีศักยภาพในการนำมาทดแทนวิธีดั้งเดิมทางเคมี เพื่อตรวจวัดและวิเคราะห์องค์ประกอบหลักของวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิดในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

เครื่องปรุงรส

Analyze condiments with FT-NIR spectroscopy เครื่องปรุงรสถือเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับการประกอบอาหารทั้งในครัวเรือนและในระดับอุตสาหกรรม สารปรับแต่งและเครื่องปรุงอาหารนั้นมีหลากหลายชนิด และแต่ละชนิดมีมากมายหลายสูตร เพื่อรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ผู้ผลิตจำต้องมีระบบการควบคุมคุณภาพของเครื่องปรุงรสที่รัดกุมและมีประสิทธิภาพ เครื่อง FT-NIR spectrometer สามารถเข้ามาช่วยในการวิเคราะห์คุณภาพของเครื่องปรุงรสได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว ยกตัวอย่างเช่น
  • ซอสมะเขือเทศและซอสปรุงรส
  • มัสตาร์ด
  • มายองเนส
  • น้ำส้มสายชูและน้ำสลัด
  • ซอสถั่วเหลือง
องค์ประกอบและคุณสมบัติที่มักนำมาวิเคราะห์ ได้แก่ ปริมาณไขมัน ปริมาณวัตถุแห้ง (dry matter) ปริมาณเกลือ ปริมาณเถ้า ปริมาณแอลกอฮอล์ ปริมาณกรดทั้งหมด (total titratable acids) ค่าpH ค่าบริกซ์ ความหนาแน่น และความหนืด

ช็อคโกแลตและขนมหวาน

Analyze chocolate with FT-NIR spectroscopy ขนมในกลุ่มช็อคโกแตเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีราคาสูง ผู้ผลิตจำเป็นต้องมีระบบการควบคุมคุณภาพและควบคุมการผลิตแต่ละขั้นตอนที่เข้มงวดเพื่อรักษาคุณภาพและชื่อเสียงของแต่ละยี่ห้อ เริ่มตั้งแต่การควบคุมคุณภาพของวัตถุดิบซึ่งก็คือโกโก้ไปจนถึงผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่นำไปจำหน่าย เครื่อง FT-NIR spectrometer เป็นอุปกรณ์สำคัญในกระบวนการผลิตและควบคุมคุณภาพช็อคโกแลต โดยสามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้ในตัวอย่างหลากหลายชนิด ไม่จำกัดแต่เพียงโกโก้ น้ำมันโกโก้ และผลิตภัณฑ์ช็อคโกแลต แต่รวมถึงวัตถุดิบอื่นๆ เช่น น้ำผึ้ง ถั่ว คาราเมล และมาร์ซิพาน (marzipan)

ค่าองค์ประกอบและคุณสมบัติที่มักใช้เครื่อง FT-NIR spectrometer วิเคราะห์ ได้แก่ ค่าบริกซ์ ค่าโพล ค่าสี ICUMSA ปริมาณเถ้า ปริมาณไขมัน ปริมาณความชื้น ปริมาณโปรตีน ปริมาณน้ำตาลแลคโตส ปริมาณน้ำตาลซูโครส ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ และปริมาณทีโอโบรมีน

อ้อยและน้ำตาล

Analyze sugar with FT-NIR spectroscopy การผลิตน้ำตาลจากอ้อยหรือหัวบีทเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนต้องการการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดตลอดห่วงโซ่การผลิตเพื่อให้ได้ผลผลิตและคุณภาพที่เหมาะสม เครื่อง FT-NIR spectrometer เป็นเครื่องมือที่สามารถวิเคราะห์คุณภาพของวัตถุดิบ ผลิตภัณฑ์และผลิตภัณฑ์พลอยได้ (by-products) อื่นๆ ของกระบวนการผลิตน้ำตาลได้อย่างที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

เทคนิค NIR Spectroscopy แตกต่างจากวิธีดั้งเดิมทั่วไป กล่าวคือ ด้วยการวัดหรือสแกนตัวอย่างเพียงครั้งเดียวซึ่งใช้เวลาไม่ถึงหนึ่งนาที เครื่องมือสามารถวิเคราะห์ค่าองค์ประกอบของตัวอย่างได้หลากหลายชนิด เช่น ค่่าบริกซ์ ค่าโพล ปริมาณวัตถุแห้ง (dry matter) ปริมาณความชื้น และปริมาณเถ้า การตรวจวัดด้วยเครื่อง FT-NIR spectrometer เป็นวิธีที่รวดเร็ว และไม่ต้องทำลายตัวอย่าง หรือใช้สารเคมี ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ เครื่อง FT-NIR spectrometer จึงเป็นเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับอุตสาหกรรมอ้อยและน้ำตาล โดยสามารถประยุกต์ใช้ได้ทั้งในห้องปฏิบัติการควบคุมคุณภาพและในสายการผลิตโดยตรง

หากต้องการศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมคลิกที่นี่เพื่อดาวน์โหลด Application note

เครื่องดื่ม

Analyze beverages with FT-NIR spectroscopy ในอุตสาหกรรมเครื่องดื่ม ผู้ประกอบการมักใช้วัตถุดิบหลายชนิดซึ่งเป็นของแข็ง เช่น ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ มอลต์ ฮอปส์ และยีสต์ เครื่อง FT-NIR spectrometer สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการตรวจสอบคุณภาพวัตถุดิบเหล่านี้ รวมทั้งกลุ่มที่เป็นของเหลวเข้มข้น

ในลำดับต่อมาของกระบวนการผลิต การติดตามการเปลี่ยนแปลงของสารตัวกลาง (intermediates) เช่นในระหว่างการหมักหรือการปรุง และการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์พร้อมจำหน่ายซึ่งเป็นของเหลว ก็เป็นขั้นตอนที่สำคัญ บริษัท Bruker เสนอระบบการวัดตัวอย่างของเหลวแบบส่องผ่าน (transmission) ที่มีความแม่นยำสูง ตัวอย่างจะถูกเติมเข้าไปในคิวเวทที่ทำจากควอตซ์กำหนดความหนาของตัวอย่าง 1 มิลลิเมตร ข้อดีของควอตซ์คือความแม่นยำในการตรวจวัดและความคงทนของคิวเวทซึ่งแทบไม่ต้องการการบำรุงรักษาเลย และสามารถใช้งานได้เป็นในระยะเวลานาน เครื่องมือที่ใช้อาจเป็นเครื่องแบบอเนกประสงค์วัดทั้งของแข็งและของเหลว เช่น เครื่อง MPA II หรือเครื่องมืออย่างง่ายเช่นเครื่อง Tango-T การดูดตัวอย่างสามารถทำได้ทั้งระบบ manual และระบบ auto โดยใช้อุปกรณ์ต่อพ่วง Liquid Sampling Module (LSM)

จุลชีววิทยาทางอาหาร

Analyze beverages with FT-NIR spectroscopy

ถึงแม้ว่าเทคนิค NIR spectroscopy จะไม่ใช่เทคนิคที่เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์เชื้อจุลินทรีย์ในอาหาร บริษัท Bruker ขอนำเสนอผลิตภัณฑ์สำหรับงานตรวจสอบชนิดจุลินทรีย์ เครื่อง MALDI Biotyper®และ เครื่อง IR Biotyper® โดยทั้งสองเครื่องได้รับการคิดค้นและทำงานในแนวคิด "one system-one workflow"

เครื่องรุ่นใหม่ล่าสุดIR Biotyper®จำแนกสายพันธุ์ (strain) ของเชื้อจุลินทร์ย์ด้วยเทคนิค FT-IR spectroscopy โดยสามารถทำงานได้อย่างรวดเร็ว

ส่วนเครื่อง MALDI Biotyper® ยืนยันและระบุชนิดของเชื้อจุลินทรีย์จากอาหารเลี้ยงเชื้อทั้งชนิดจำเพาะ (selective) และ ไม่จำเพาะ (non-selective) ภายในเวลาไม่กี่นาที เครื่อง Mass Spectrometry รุ่น MALDI-TOF (Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization / Time of Flight) จำแนกชนิดของเชื้อจุลืนทรีย์โดยเปรียบเทียบรูปแบบของโปรตีโอมิกส์ (proteomics) ที่สกัดได้จากตัวอย่างแล้วเปรียบเทียบกับ Library ของเชื้อจุลินทรย์นับพันชนิด

  • การทำงานเป็นแบบ หนึ่งระบบ-หนึ่งการทำงาน "one system-one workflow" ไม่ว่าจะเป็นงานวิเคราะห์แบคทีเรีย ยีสต์ หรือเชื้อรา
  • ระบบ MALDI-TOF ได้รับการรับรองว่าเป็นวิธีการวิเคราะห์มาตรฐานของ AOAC International
  • วิธีการประเมินเป็นไปตามมาตรฐาน ISO 16140-6 โดย MicroVal

FTIR และความปลอดภัยทางอาหาร

Chemical Imaging of contaminant

ความปลอดภัยของอาหารและการประกันคุณภาพมีความสำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมอาหารและการเกษตร

นอกเหนือจากเครื่อง FT-NIR spectrometer บริษัท Bruker ขอเสนอการประยุกต์ใช้เทคนิค FT-IR Spectroscopy เพื่อตรวจสิ่งปลอมปนในอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ macroscopic ATR ร่วมกับเครื่อง ALPHA II และการใช้เทคนิค microscopic chemical imaging ด้วยเครื่อง LUMOS

หากต้องการศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมคลิกที่นี่เพื่อดาวน์โหลด Application note

Analyzing food with FT-NIR spectroscopy


ข้อมูลเพิ่มเติม