AN-NIR-123
2025-07
Mehlanalyse durch Nahinfrarotspektroskopie (NIRS)
NIR-Mehlanalyse bestimmt Feuchtigkeit, Protein, Asche, Gluten, Stärke und rheologische Eigenschaften innerhalb von Sekunden
Zusammenfassung
Die Überwachung des Aschegehalts kann zusammen mit wichtigen Qualitätsparametern wie Eiweiß- und Feuchtigkeitsgehalt die Ausbeute des Mehls erheblich verbessern. Neben diesen chemischen Parametern beeinflussen auch rheologische Parameter wie Backfestigkeit oder Zähigkeit die Produktqualität. Die Nahinfrarot-Spektroskopie (NIR) ermöglicht eine chemiefreie Qualitätskontrolle sowohl der chemischen als auch der rheologischen Parameter und liefert Ergebnisse innerhalb von Sekunden. Diese einfache, effiziente und schnelle Analysemethode eignet sich ideal für kontinuierliche Qualitätskontrollen und kann im Labor oder an der Produktionslinie eingesetzt werden, wobei nur eine minimale Schulung für die effektive Anwendung erforderlich ist.
Experimentelle Ausrüstung
Insgesamt 237 Mehlproben, darunter Weizenmehl, Dinkelmehl und andere Typen, wurden auf einem Metrohm OMNIS NIR Analyzer Solid (Abbildung 1) mit dem großen Probenbecher OMNIS NIR, 100 mm und der OMNIS-Software analysiert. Die Proben wurden in den Probenbecher gefüllt und im Modus der diffusen Reflexion analysiert. Um die Probenvielfalt zu berücksichtigen, wurde der Probenbecher während der Messung gedreht, um Spektren von verschiedenen Stellen zu sammeln. Die automatisch gemittelten Spektren wurden für die Modellentwicklung verwendet. Die Referenzwerte für den Feuchte-, Protein- und Aschegehalt wurden mit den jeweiligen primären Methoden ermittelt: Die Feuchteanalyse erfolgte gemäß AOAC 953.10, der Proteingehalt gemäß AOAC 2001.11 und der Aschegehalt gemäß AOAC 923.03.
| Ausstattung | Artikelnummer |
|---|---|
| OMNIS NIR Analyzer Solid | 2.1071.0010 |
| Großer Halter OMNIS NIR, 100 mm | 6.07402.100 |
| Große Schale OMNIS NIR, 100 mm | 6.07402.110 |
| OMNIS Stand-Alone-Lizenz | 6.06003.010 |
| Quant Development Softwarelizenz | 6.06008.002 |
Ergebnisse
Die erhaltenen NIR-Spektren (Abbildung 2) wurden verwendet, um Vorhersagemodelle für die verschiedenen Referenzparameter zu erstellen. Korrelationsdiagramme, die die Beziehung zwischen der NIR-Vorhersage und den Referenzwerten darstellen, sind in den Abbildungen 3-5 zusammen mit den jeweiligen Leistungszahlen (FOM) dargestellt.
Ergebnis Feuchtigkeit im Mehl
| Gütezahlen / Figures of Merit | Wert |
| R2 | 0.827 |
| Standardfehler der Kalibrierung | 0.47% |
| Standardfehler der Cross-Validierung | 0.48% |
Ergebnis Eiweiß in Mehl
| Gütezahlen / Figures of Merit | Wert |
| R2 | 0.789 |
| Standardfehler der Kalibrierung | 1.89% |
| Standardfehler der Cross-Validierung | 2.68% |
Ergebnis Asche in Mehl
| Gütezahlen / Figures of Merit | Wert |
| R2 | 0.929 |
| Standardfehler der Kalibrierung | 0.221% |
| Standardfehler der Cross-Validierung | 0.231% |
| Parameter | Bandweite | SEC | SECV | R²CV |
|---|---|---|---|---|
| Gluten | 15–35% | 1.39% | 1.40% | 0.918 |
| Stärke | 15–26% | 0.86% | 0.97% | 0.755 |
| Backstärke | 36–444 | 29.94 | 30.75 | 0.919 |
| Elastizitätsindex | 30–65 | 2.32 | 2.67 | 0.906 |
| Zähigkeit | 43–382 | 20.00 | 21.69 | 0.910 |
Fazit
Diese Application Note zeigt die Machbarkeit des Einsatzes der NIR-Spektroskopie für die Analyse verschiedener Qualitätsparameter in Mehl. Ohne den Einsatz von Chemikalien ist die Nahinfrarotspektroskopie ein idealer Weg, um zeitaufwändige Probenvorbereitungen zu vermeiden und Kosten zu senken. Mit den NIRS-Geräten von Metrohm können Anwender nicht nur den Mehlmahlprozess überwachen, sondern auch die rheologischen Eigenschaften des Teigs vorhersagen, aus dem das Mehl hergestellt wird.
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