当谈到食品质量时，存在着无数的问题和担忧，而且对用户友好的工具来跟踪和保证食品的完整性的需求在世界各地都在增加。
FT-NIR技术是一种有效和强大的技术，用于分析原材料、中间体和最终产品。亚博网站下载以下是食品加工中常见的工作:
- 原材料鉴定亚博网站下载
- 成分分析
- 合格测试
- 过程监控
ft -近红外光谱的原理和优点
NIR是近红外光谱的简称。电磁光谱范围在800 ~ 2500 nm之间，边缘为可见光的红色区域。当样品被近红外光照射时，吸收光和相应的分子振动被激活。结果是在典型波长包含不同分子基团(主要是N-H、C-H和O-H键)的吸收带的近红外光谱。
FT-NIR可用于快速测量多个样品(每个样品的标准测量时间约15 - 30秒)。由于不需要试剂，运行成本被保持在最低限度。此外，不需要对样品进行预处理，避免了常见的误差来源，节省了大量的工作。
样品可以在样品室的一次性小瓶或积分球上的培养皿中轻松测量。通过光纤的内联测量也可以通过使用光多路复用器的单个光谱仪连续跟踪多个测点。
从高信息量的光谱中可以同时分析许多参数。在食品工业中，最关键的参数，如脂肪、蛋白质、乳糖、干物质/水分，甚至奶粉中的灰分含量，都是用单一的测量方法来检测的。
在透射测量过程中，对样品(如食用油或牛奶)进行辐照，即通过检测器测量透射辐射的量。半固体或固体样品(例如肉或奶酪)反射的比例在反射测量中被检测出来。样品的类型(液体、固体和半固体)、其均匀性和光学特性决定了测量模块的选择。
现代近红外系统包括不同的软件控制测量模块，仅使用一个设备就可以检测各种样品。
ft -近红外光谱技术具有以下主要优点:
- 简单的样品展示和处理
- 无需样品制备，杜绝浪费
- 允许在一分钟内进行多组分分析
- 防止与传统分析过程相关的标准操作错误
- 可用于液体、固体和半固体样品
牛奶及乳制品
牛奶是任何奶制品的起点，是全球监管最好的食品之一。原料奶的成分因地区、季节、甚至不同奶牛的不同而不同，因此标准化步骤对于在加工过程中保持一致的牛奶质量至关重要。
现代ft -近红外光谱仪提供了多种选择，可方便快速地监测原料奶、中间产品和成品。例如，布鲁克最新的MPA II结合液体取样模块(LSM)仅使用一个系统就可以检测所有类型的乳制品样品(如糊状、液体和固体)(图1)。
图1所示。ft -近红外光谱仪MPA II结合液态样品模块LSM分析牛奶和液态乳制品。图片来源:布鲁克光学
因此，所有的工艺步骤及其产品，如牛奶、乳清、酸奶、奶酪、黄油、冰淇淋和蛋白粉，都可以进行无缝控制。这样的分析也可以从实验室阶段转移到工艺阶段。
这方面的一个例子是乳清蛋白粉和牛奶在干燥过程中的直接分析。这不仅优化了产品的一致性，而且还有助于节省能源，减轻测试实验室的压力。
面粉和谷类
对世界上大多数人来说，谷物产品构成了他们日常饮食的基础。面粉和制粉部门在将谷物产品加工成各种烘焙食品的面粉方面发挥着至关重要的作用。
由于面粉和小麦质量的要求(例如DIN 10355)，通常需要特殊的和时间密集的测试程序来确定面粉在加工过程中的行为。这种集约控制是保证面粉质量和产量最高的唯一方法。
对于碾磨者来说，了解水分含量是很重要的，这样他们就可以在碾磨前将小麦调整到标准水平。对于面粉生产商来说，蛋白质含量是一个至关重要的因素，因为它影响着许多加工特性，如面筋质量或水分摄入量。在碾磨过程中，小麦中的灰分含量是预测产量的指标。
通常对成品面粉进行一些物理/化学和流变测试，以确保小麦粉适合烘焙，或是否需要对制造过程进行调整。
这些参数可以通过ft -近红外光谱快速检测，从而优化工艺，节约成本。为此，样品很容易被转移到带有石英玻璃底座的样品杯中，并在漫反射中进行量化(图2)。ft -近红外分析的速度确保了高样品吞吐量。
图2。小麦在MPA积分范围上的测量。图片来源:布鲁克光学
肉和香肠
不断分析鲜肉和肉类行业的其他配料对于调整配方，确保意大利腊肠、香肠和许多不同类型的肉制品的稳定质量至关重要。
肉类可能是一种高度复杂的原材料，即使在诸如动物营养等外部影响方面的微小变化，也会导致最终肉类产品的质量发生很大变化。如果香肠生产商没有意识到，供应肉类中的脂肪含量波动可能成为一个主要问题。最常见的是，生肉中脂肪含量的量化也是供应商基于价值支付的一个因素。
FT-NIR光谱学作为评估来料的有用工具。亚博网站下载水分、蛋白质和脂肪等参数可以通过单一测量同时确定。一旦得到结果，就可以做出关于附加生产过程的决定。这也适用于香肠产品，可以检测其水活度(aW值)和含盐量，以提高产品的耐久性。
食用油脂
食用油和脂肪对调节不同的身体功能有很大的作用;因此，它们被认为是人们日常饮食中必不可少的营养素。利用碘值、脂肪酸组成、茴香胺值(AnV)、反式脂肪酸(TFA)、游离脂肪酸(FFA)等参数评价食用油和脂肪的品质。
常规分析通常使用标准化的物理和化学过程，如GC分析，这不仅消耗时间，而且涉及高运营成本。此外，这种分析通常需要危险的试剂和溶剂，这可能导致处理成本增加和健康风险。
然而，近红外分析不需要样品制备，因此即使对未经培训的人员也安全、快速和具有成本效益。油被简单地填充到一个直径8毫米的玻璃小瓶中，并在光谱仪的样品室中进行定量(图3)。
图3。装有油的玻璃小瓶被放置在光谱仪的样品室中。图片来源:布鲁克光学
对于橄榄油来说，准确的分析尤其重要，因为FFA值低于0.8%是将橄榄油归类为“特级初榨”的主要条件。油品中叶蜡素的含量和1,2-二酰基甘油的比例决定了橄榄油是否经过了长时间的储存，甚至是否经过了精炼油的拉伸，以实现较低的酸度。
还有其他应用，包括分析深炸油以跟踪油的质量恶化，以及分析鱼油的氧化状态和个别的omega-3水平(过氧化值和茴香胺值)。
其他的用途
动物饲料领域是近红外光谱技术的另一个主要应用领域。在这里，近红外光谱技术为从原料到成品的质量控制提供了各种解决方案。亚博网站下载
近红外技术还可用于筛查食品标签上的健康和营养声明。分析通常在一分钟内完成，用于决定产品是否正确，必须使用标准化技术进行测试，以获得批准。
FT-NIR光谱学能在食品安全领域识别杂质或掺假。这可以归因于高信息含量的近红外光谱，使整个样品的指纹创建。通过将交付的原材料与已知质量的原材料进行比较，可以在检测限度内进行非特异性检查。亚博网站下载
生产控制
此外，生产过程涉及几个质量保证要求，必须确保系统最佳地工作，并且只产生最小的废料。在这里,用户可以:
- 通过快速确定残留水分来改善和减少干燥过程
- 确定混合料生产过程中的控制剂量和混合质量
- 在线分析产品参数，以便在规格存在风险时尽快作出反应
例如，在生产黄油的过程中，出于经济原因，最好使黄油的含水量尽可能接近商定的16%的上限，因为水比乳脂便宜得多。为了用近红外技术跟踪黄油的水分含量，一个反射探头通过法兰安装在黄油流中。
测量技术的卓越准确性使工厂操作人员能够将水的含量降至0.1%左右。
由于相应的高吞吐量，即使是十分之一个百分点，也可以在全年中显著节省，这意味着对内联技术的投资是值得考虑的。
通过流动细胞和传输探针，液体产品如饮料、食用油或牛奶也可以在线定量。通过这种方式，储罐、泵管线或系统的其他部分可以被跟踪，这将迅速获得高吞吐量。
结论
与大多数湿化学过程和其他参考技术如高效液相色谱或气相色谱相反，ft -近红外技术是安全、快速和经济的，因为不使用气体、溶剂或化学品。FT-NIR是分析多种有机成分的首选，适用于多种食品。
ft -近红外光谱技术作为一种强大的工具，应该在食品领域发挥不可或缺的作用。获得的可靠和快速的分析结果有助于优化监控生产过程、原材料和最终产品。亚博网站下载ft -近红外光谱是未来的工具，它已经取代了一些速度较慢的分析方法，尤其是湿化学分析方法。
这些信息来源于布鲁克光学提供的材料。亚博网站下载
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