Spektroskopia w przemyśle spożywczym

Spektroskopia w przemyśle spożywczym

W ostatnim czasie obserwujemy wzrost użycia spektroskopii fluorescencyjnej w badaniu jedzenia. Zastępuje chemiczne metody, ponieważ w porównaniu do nich, jest szybsza nieniszcząca i łatwa w użyciu. Zaś otrzymane widma w połączeniu z chemometrykami, są niczym jak odciski palców.

Jak to wygląda?
Fluorescencja to odmiana fotoluminescencji, czyli procesu, w którym atomy, cząsteczki wchodzą w elektronowy stan wzbudzony przez promieniowanie UV i wracają do stanu podstawowego emitując światło.

Spektroskopię fluorescencyjną od innych wyróżnia to, że jest bardziej czuła. Może określić koncentrację pierwiastków nawet na poziomie jednej milionowej. Ma także wielowymiarowy charakter. Własności fluorescencyjne każdego związku charakteryzowane są przez dwa widma: emisji oraz wzbudzenia. Nawet, gdy nie wszystkie cząsteczki są fluorescencyjne. To oznacza większą selektywność w porównaniu do technik absorpcyjnych.

Widma emisji zależą od określonej długości fali wzbudzenia użytej do pomiarów. Rejestruje się ich zestaw z tego zakresu. Nazywa się to widmem fluorescencyjnym, to niepowtarzalny „odcisk palca" badanej próbki.Produkty spożywcze mogą być badane przez synchroniczne pomiary fluorescencyjne. Jednocześnie odczytywane są długości fali wzbudzenia i emisji oraz stała różnica między nimi.
Następnie używa się metod statystycznych. Najpowszechniejszą jest analiza głównych składowych.
Bada się korelację między widmami próbki wzorcowej, a badanej. Do sprawdzania jakości jedzenia używa się takich metod jak: liniowa analiza dyskryminacyjna, k najbliższych sąsiadów czy regresji.

Trochę historii
Jednym z pierwszych spożywczych związków chemicznych, w którym badano fluorescencję jest chinina. Zawiera ją tonik. W połowie XIX w. profesor uniwersytetu Cambridge przeprowadził eksperyment. Pokazał on, że chinina w świetle UV świeci na niebiesko.
Natomiast kiedy lampy rtęciowe z filtrem Wooda zaczęły być powszechne w latach 20 XX w., badania jakości jedzenia światłem UV, stawały się coraz powszechniejsze. Tą metodą wykrywano podrabianą oliwę z oliwek. Oleje rafinowane mają inną fluorescencję niż oryginalna oliwa extra virgin.
Znaczące postępy w tej dziedzinie zaczęły zachodzić w latach 80 w ramach rozwoju komputerów i analiz statystycznych.

Zastosowania w przemyśle spożywczym

• Spektroskopię fluorescencyjną można wykorzystać w wielu badaniach produktów spożywczych. Niektóre z zastosowań przedstawiamy poniżej.
• Analiza olejów pozwala określić autentyczność , rozpoznać gatunek, pochodzenie geograficzne oliwy z oliwek czy innych olejów roślinnych. Określono także m.in. zmiany jakości podczas przechowywania i interakcję oliwy z plastikowym opakowaniem.
• Jeśli chodzi o produkty mleczne, rozpoznaje się gatunki serów, ich stopień dojrzewania, pochodzenie. Oszacowano także wpływ temperatury na mleko.
• Przy mięsie stwierdza się zawartość tkanki łącznej i kolagenu. Natomiast w rybach wykrywa się kości w filetach, określa ich świeżość.
• W płatkach i produktach zbożowych monitoruje się czystość mąki pszenicznej, dokładność procesu mielenia lub wyznaczyć odmianę pszenicy.
• Można ustalić miejsce produkcji brandy, whisky; gorycz piwa. Klasyfikuje się wino ze względu na wytwórcę, rodzaj.
• W owocach i warzywach zbadano jakość podczas i po zbiorze.

(AB)