Schokolade schmilzt bei einer Temperatur zwischen 30 und 36 °C. Aufgrund ihrer dunkleren Farbe wurde 100 %ige Schokolade verwendet, um die laserinduzierte Schmelzschwelle zu bestimmen. Die dunklere Probe absorbiert mehr Laserlicht und schmilzt daher bei geringerer Leistung und kürzerer Belichtungszeit.

Die Optimierung der Laserleistung ist entscheidend, um thermische Schäden oder strukturelle Veränderungen während der Messung zu vermeiden. Die bei 5 %, 10 % und 15 % Laserleistung erfassten Raman-Spektren zeigten deutliche Verschiebungen der kakaobezogenen Peaks (Abbildung 4a), wobei bei 10 % ein Schmelzen sichtbar war. Hellere Schokoladen vertrugen höhere Leistungen, in der Regel bis zu 15 %.

Das Schmelzen ist jedoch nicht der einzige Indikator für hitzeinduzierte strukturelle Veränderungen. Selbst weiße Schokolade zeigte subtile Kristallinitätsverschiebungen im Bereich von 1060–1100 cm⁻¹, wenn die Laserleistung 10 % überschritt (Abbildung 4b). Diese Ergebnisse unterstreichen, dass Schokolade bereits bei relativ geringen Laserleistungen thermische Veränderungen erfahren kann, was die Notwendigkeit einer sorgfältigen Leistungsauswahl während der Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle (QA/QC) hervorhebt. Fluoreszenzunterdrückungsmethoden in Kombination mit einer geringeren Anregungsleistung von 785 nm bieten mögliche Lösungen.

Die wichtigsten Zucker-Peaks sind bei weißer Schokolade, Milchschokolade und 70 %iger Schokolade deutlich zu erkennen (Abbildung 5). Bei 85 %iger Schokolade tritt jedoch nur bei 1460 cm⁻¹ eine auffällige zuckerbezogene Spektralcharakteristik auf. Dies deutet darauf hin, dass Raman für Qualitätskontrollmessungen zur Bestimmung des Zuckergehalts geeignet ist. Kakao-bezogene Inhaltsstoffe weisen charakteristische Raman-Banden um 1300 cm⁻¹ und 1420–1480 cm⁻¹ auf. Die Beschränkung eines Partial Least Squares (PLS)-Modells auf diese Spektralbereiche führte zu dem genauesten Vorhersagemodell für die Kakaogehaltsanalyse.

PLS-Modelle, die aus Schlüsselpeaks zwischen 1200 und 1600 cm⁻¹ in den Raman-Spektren verschiedener Schokoladensorten erstellt wurden, zeigen eine starke Übereinstimmung zwischen dem vorhergesagten und dem gemessenen Kakaogehalt mit einem geringen Standardfehler. Dies bestätigt die Wirksamkeit der Raman-Spektroskopie für die routinemäßige Analyse des Kakaogehalts (Abbildung 6a). Durch Hinzufügen weiterer Datenpunkte würde die Zuverlässigkeit der Vorhersagen bei höheren Kakaogehalten erhöht.

Das Zuckergehaltsmodell weist eine noch höhere Vorhersagegenauigkeit auf, was auf deutliche Zucker-Peaks und das Fehlen temperaturbedingter Schwankungen bei den Zuckermessungen zurückzuführen ist. Zuckerdaten können auch die Vorhersagen zum Kakaogehalt verfeinern, da die Raman-Intensität von Zucker proportional zum Kakaogehalt variiert (Abbildung 6b). Sowohl der Zucker- als auch der Kakaogehalt sind wichtige Qualitätskontrollparameter, die mittels Ramanspektroskopie gemessen werden können.