Per i torrefattori, l'analisi continua dei chicchi di caffè tostati può avere un impatto finanziario significativo. L'analisi continua consente di migliorare le impostazioni di tostatura per procedure più efficienti dal punto di vista energetico e prodotti finali altamente omogenei. Metodi complessi come l'HPLC (cromatografia liquida ad alte prestazioni) per la determinazione della concentrazione di caffeina richiedono conoscenze approfondite per l'utilizzo dello strumento, coinvolgono sostanze chimiche e possono richiedere molto tempo per l'esecuzione dell'analisi.
La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) è un'alternativa rapida e senza sostanze chimiche per l'analisi di caffeina e umidità nei chicchi di caffè tostati. La soluzione NIRS è facile da usare, non richiede alcuna preparazione del campione e gli analizzatori possono essere installati sia nelle vicinanze della torrefazione che in un laboratorio di controllo qualità.
Fino a 168 campioni di caffè tostato sono stati analizzati su Metrohm OMNIS NIR Analyzer Solidcon la tazzina OMNIS NIR da 60 mm (Figura 1). Campioni di chicchi interi o macinati sono stati posizionati nella tazzina e analizzati in modalità di riflessione diffusa. I valori di riferimento per caffeina e umidità sono stati ottenuti con i rispettivi metodi primari. L'analisi della caffeina condotta con un cromatografo ionico (IC) ha seguito le linee guida ISO 20481, mentre l'analisi dell'umidità ha seguito le linee guida AOAC 979.12.
Tabella 1. Panoramica delle apparecchiature hardware e software.
| Strumentazione | Cod. articolo |
|---|---|
| OMNIS NIR Analyzer Solid | 2.1071.0010 |
| Small holder OMNIS NIR, 60 mm | 6.07402.200 |
| Small cup OMNIS NIR, 60 mm | 6.07402.210 |
| OMNIS Stand-Alone license | 6.06003.010 |
| Quant Development software license | 6.06008.002 |
The obtained NIR spectra (Figure 2) were used to create prediction models for the different reference parameters. Correlation diagrams which display the relation between the NIR prediction and the reference values are shown in Figures 3–4 together with the respective figures of merit (FOM).
Questa Application Note illustra la fattibilità dell'utilizzo della spettroscopia NIR per l'analisi rapida di chicchi di caffè tostati, macinati e interi (Tabella 2). Senza l'utilizzo di sostanze chimiche, OMNIS NIR Analyzer consente la misurazione di entrambi i parametri (caffeina e contenuto di umidità) con buona accuratezza. Come previsto, i valori di previsione sono leggermente migliori per i campioni di caffè macinato, che risultano più omogenei.
Tabella 2. È il momento di confrontare i risultati dei diversi metodi utilizzati per analizzare il caffè.
| Parametri | Metodo | Tempo del risultato |
|---|---|---|
| Caffeine | IC System (ISO 20481) | 120 min (sample preparation and measurement) |
| Moisture | Oven – Loss on drying (AOAC 979.12) | 13 hours (sample preparation and measurement) |
Internal references: AW NIR CH-0069-042023; AW NIR CH-0070-042023