Messung von Brix und einzelnen Zuckern in Fruchtsäften mit NIR-Spektroskopie

Fruchtsäfte werden wegen ihres erfrischenden Charakters, ihres Nährwerts und ihres schnellen Energieschubs hergestellt und konsumiert. Die Bestimmung der verschiedenen Zuckerkomponenten in diesen Süßgetränken ist in dieser Branche von großer Bedeutung. Insbesondere Fruktose, Glukose und Saccharose werden kontrolliert und überwacht. Für die Analyse des Zuckergehalts von Fruchtsäften werden in der Regel polarimetrische und Brechungsindexmessungen sowie Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) eingesetzt. Diese Messungen sind sehr zeitaufwendig und erfordern verschiedene Arten von Laborgeräten. Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist eine chemiefreie Analysetechnik, mit der Glukose, Fruktose, Glukose und Brix in Säften innerhalb weniger Sekunden gleichzeitig gemessen werden können. Eine Probenvorbereitung ist bei der NIRS nicht erforderlich, und die Automatisierung mit einem OMNIS-Probenroboter macht die Analyse noch einfacher.

Die erhaltenen NIR-Spektren (Abbildung 2) wurden verwendet, um ein Vorhersagemodell für die Quantifizierung von Glucose, Fructose, Saccharose und Brix zu erstellen. Die Qualität der Vorhersagemodelle wurde anhand von Korrelationsdiagrammen bewertet, die eine sehr hohe Korrelation zwischen der NIR-Vorhersage und den Referenzwerten zeigen. Die jeweiligen Gütezahlen (FOM) zeigen die erwartete Genauigkeit einer Vorhersage bei der Routineanalyse (Abbildungen 3-6).

Unter Verwendung der zuvor beschriebenen Vorhersagemodelle wurden Proben kommerzieller Fruchtsäfte mit NIR-Spektroskopie gemessen (Abbildung 7), wobei der automatische Aufbau in Abbildung 1 verwendet wurde. Die vorhergesagten Werte von Glukose, Fruktose, Saccharose und Brix in kommerziellen Fruchtsäften (1 bis 6) sind in den Tabellen 2-5 aufgeführt.

Diese Application Note demonstriert die Möglichkeit, Glukose, Fruktose, Saccharose und Brix in verschiedenen Fruchtsäften mit Nahinfrarotspektroskopie zu bestimmen.

Die NIR-Spektroskopie bietet den Anwendern schnelle und äußerst genaue Ergebnisse, ohne dass hochqualifizierte Analytiker, Chemikalien oder eine Probenvorbereitung erforderlich sind. Daher stellt die NIRS eine geeignete Alternative zu den herkömmlichen HPLC- und Brix-Analysemethoden dar (Tabelle 6). Darüber hinaus spart die Möglichkeit, die NIR-Spektroskopie für die Fruchtsaftanalyse zu automatisieren, noch mehr Zeit und Kosten. Die Messung des Zuckergehalts in Fruchtsaft war noch nie so einfach.