Chuyển hướng tin nhắn
Nhận báo giá

Nước trái cây được sản xuất và tiêu thụ nhờ đặc tính giải khát, lợi ích dinh dưỡng và khả năng cung cấp năng lượng nhanh chóng. Việc xác định các thành phần đường khác nhau trong loại đồ uống ngọt này có vai trò rất quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Đặc biệt, fructose, glucose và sucrose là những chỉ tiêu được theo dõi và kiểm soát chặt chẽ. Phân tích hàm lượng đường trong nước trái cây thường sử dụng các phương pháp như đo độ phân cực, chỉ số khúc xạ hoặc sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Những phương pháp này tiêu tốn nhiều thời gian và đòi hỏi nhiều loại thiết bị phòng thí nghiệm khác nhau. Trong khi đó, quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) là một kỹ thuật phân tích không dùng hóa chất, có thể đồng thời đo glucose, fructose, sucrose và độ Brix trong nước trái cây chỉ trong vài giây. Phương pháp này không yêu cầu bước chuẩn bị mẫu, và việc tự động hóa bằng thiết bị OMNIS Sample Robot giúp quy trình phân tích trở nên đơn giản và hiệu quả hơn.

Figure 1. OMNIS NIR Analyzer Liquid and OMNIS Sample Robot S Pick&Place with pipetting system.

A total of 15 samples, including aqueous solutions of glucose (1–8 g/100 mL), fructose (1–8 g/100 mL), and sucrose (1–8 g/100 mL), were prepared to create prediction models for quantification. All samples were measured in transmission mode on an OMNIS NIR Analyzer Liquid (1000–2250 nm) with a 2 mm cuvette flow-cell and a holder for flow-through cells (Figure 1). For liquid transfer, the built-in peristaltic pump from the OMNIS Sample Robot S Pick&Place was used.

Samples of six different fruit juices (various orange juices, pineapple juice, multifruit juice, and apple juice) were measured with this setup. The sugar concentration, glucose (%), fructose (%), sucrose (%), and Brix (°Brix) were predicted using the prediction models mentioned above. Ion chromatography (IC) was used as the primary reference method to measure the concentration of different sugars in the juice samples (according to AN-P-072) and a digital refractometer was used to measure Brix. OMNIS Software was used for all data acquisition and prediction model development. 

The obtained NIR spectra (Figure 2) were used to create a prediction model for quantification of glucose, fructose, sucrose, and Brix. The quality of the prediction models was evaluated using correlation diagrams which display a very high correlation between the NIR prediction and the reference values. The respective figures of merit (FOM) display the expected precision of a prediction during routine analysis (Figures 3–6). 

Figure 2. NIR spectra of a mixture of glucose, fructose, and sucrose in water analyzed on an OMNIS NIR Analyzer Liquid.
Figure 3. Correlation diagram and the respective figures of merit for the prediction of fructose content in a mixture of sugars in water using an OMNIS NIR Analyzer Liquid.
R2 SEC (%) SECV (%)
0.999 0.06 0.07
Figure 4. Correlation diagram and the respective figures of merit for the prediction of glucose content in a mixture of sugars in water using an OMNIS NIR Analyzer Liquid.
R2 SEC (%) SECV (%)
0.981 0.28 0.21
Figure 5. Correlation diagram and the respective figures of merit for the prediction of sucrose content in a mixture of sugars in water using an OMNIS NIR Analyzer Liquid.
R2 SEC (%) SECV (%)
0.995 0.14 0.18
Figure 6. Correlation diagram and the respective figures of merit for the prediction of Brix in a mixture of sugars in water using an OMNIS NIR Analyzer Liquid.
R2 SEC (%) SECV (%)
0.999 0.08 0.12
Hình 7. Biểu đồ xác thực của fructose, glucose, sucrose và tổng lượng đường trong nước trái cây từ mẫu 1 đến 10 với SEP (Sai số Chuẩn Dự đoán).
Figure 7. NIR spectra of fruit juice samples analyzed on an OMNIS NIR Analyzer Liquid.

Using the prediction models described earlier, commercial fruit juices samples were measured with NIR spectroscopy (Figure 7) using the automated setup in Figure 1. The predicted values of glucose, fructose, sucrose, and Brix in commercial fruit juices (1 to 6) are shown in Tables 2–5.

Table 1. NIR-predicted results of Brix compared with reference method (refractometer).
Fruit juice no. Brix Refractometer (°Brix) Brix Predicted NIR (°Brix)
1 11.32 11.11
2 11.32 10.96
3 12.59 12.68
4 11.32 10.94
5 11.63 11.79
6 11.06 11.74
Table 2. NIR-predicted results of fructose compared with reference method (IC).
Fruit juice no. Fructose (%) (IC) Fructose Predicted NIR (%)
1 2.47 2.27
2 2.29 2.79
3 2.47 2.73
4 2.22 2.55
5 4.08 3.09
6 5.70 5.80
Table 3. NIR-predicted results of sucrose compared with reference method (IC).
Fruit juice no. Sucrose (%) (IC) Sucrose Predicted NIR (%)
1 3.7 2.6
2 3.86 4.21
3 5.33 4.77
4 3.95 3.33
5 3.09 2.94
6 1.04 3.29

 

Bảng 5. NIR-predicted results of glucose compared with reference method (IC).
Fruit juice no. Glucose (%) (IC) Glucose Predicted NIR (%)
1 2.23 2.12
2 2.05 2.21
3 2.86 2.72
4 1.89 2.14
5 3.38 2.65
6 2.35 2.92

This Application Note demonstrates the feasibility to determine glucose, fructose, sucrose, and Brix in various fruit juices with near-infrared spectroscopy.

NIR spectroscopy offers users fast and extremely accurate results without the need for highly trained analysts, chemicals, or sample preparation. Therefore, NIRS represents a suitable alternative to the traditional HPLC and Brix analysis methods (Table 5). Additionally, the possibility of automating NIR spectroscopy for fruit juice analysis saves even more time and costs. Measuring sugar content in fruit juice has never been easier.

Table 5. Time to result overview for the different sugar parameters commonly analyzed in juices. 

Parameter Method Time to result
Glucose, Fructose, Sucrose HPLC ∼5 min (preparation) + ∼40 min (HPLC)
Brix Refractometer 1 min
Liên hệ

CÔNG TY TNHH METROHM VIỆT NAM

Tòa nhà Park IX, số 08 Đường Phan Đình Giót, Phường Tân Sơn Hòa
Thành phố Hồ Chí Minh

Liên hệ

Internal reference: AW NIR CH-0071-042023

Khám phá thêm theo lĩnh vực