Ứng dụng của quang phổ hấp thụ UV-VIS trong phân tích chất lượng thực phẩm

Chất lượng thực phẩm là một yếu tố quan trọng trong ngành sản xuất thực phẩm. Việc sản xuất các loại thực phẩm lành mạnh không ô nhiễm ngày càng được quan tâm hơn bởi người tiêu dùng.

Điều này nâng cao nhu cầu về các phương pháp phân tích thích hợp để kiểm tra tiêu chuẩn chất lượng của thức ăn. Trong những công cụ phân tích đó, phổ hấp thụ UV/VIS là kỹ thuật phân tích quan trọng nhất được sử dụng để kiểm tra thực phẩm. Kỹ thuật này không làm ảnh hưởng đến các hợp chất trong mẫu kiểm tra và không tạo ra bất kỳ sản phẩm phụ nào dưới dạng chất cặn.

Kỹ thuật phổ hấp thụ tia cực tím dựa trên khả năng hấp thụ của ánh sáng bởi chất trong mẫu. Tùy thuộc vào tính chất của mẫu, ánh sáng được hấp thụ một phần và được truyền qua một phần. Những phần đó được đo theo bước sóng bằng cách sử dụng dòng sản phẩm máy quang phổ SR của Ocean Insight.

Quá trình này cung cấp phổ UV/Vis của mẫu. Mỗi chất có tính hấp thụ ánh sáng riêng của nó và do đó có một mối quan hệ cụ thể giữa phổ UV/VIS và tính chất của chất. Đặc điểm này giúp định lượng chất có trong mẫu thực phẩm được kiểm tra. Kết quả phổ UV/VIS rất hữu ích cho các phép đo định lượng và định tính của các hợp chất cụ thể, nồng độ của mẫu có thể được xác định bằng khả năng hấp thụ ở bước sóng cụ thể.

Dòng sản phẩm Ocean SR là loại máy quang phổ UV-VIS và NIR linh hoạt với tốc độ thu nhận quang phổ nhanh và hiệu suất tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) cao, được áp dụng để đo phân tích phổ UV-VIS. Chùm sáng UV-VIS được truyền qua mẫu đựng trong cuvet và tùy thuộc vào bản chất của mẫu mà ánh sáng được hấp thụ, truyền qua hoặc phản xạ lại. Theo định luật Lambert-Beer, khi ánh sáng truyền qua cuvet được đựng dung dịch mẫu, cường độ của ánh sáng giảm đi tỷ lệ thuận với nồng độ mẫu, tức là khả năng hấp thụ ánh sáng cao hơn trong dung dịch mẫu có nồng độ cao hơn. Khả năng hấp thụ ánh sáng cũng tỷ lệ thuận với chiều dài của cuvet. Chiều dài cuvet càng dài thì khả năng hấp thụ ánh sáng càng cao.

Quang phổ UV/VIS được ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống để cải thiện chất lượng và tính đồng nhất của sản phẩm.

Dựa trên mối quan hệ giữa nồng độ và khả năng hấp thụ, phổ UV/VIS cho phép xác định các thành phần khác nhau có trong mẫu và các đỉnh hấp thụ cho phép xác định mức độ hiện diện của các thành phần, và có thể kiểm tra dễ dàng độ tinh khiết của các hợp chất hữu cơ và dung môi với máy quang phổ SR.

Máy quang phổ SR này hỗ trợ các kỹ thuật phân tích định lượng như thực phẩm và đồ uống, công nghệ sinh học, công nghiệp hóa chất, thử nghiệm dược phẩm và kiểm tra nước, v.v. Ngoài chất lượng sản phẩm, còn có sự xuống cấp và phân hủy hóa học của vật liệu đóng gói và chất ổn định.

Một trong những ứng dụng quan trọng của phổ hấp thụ UV/VIS trong phân khúc thực phẩm và đồ uống là xác định enzym của các carbohydrate như tinh bột, glucose, sucrose, fructose và tổng chất xơ. Enzym này đặc hiệu cho một phân tử cụ thể và do đó nó phù hợp để phân tích định lượng mà không cần chuẩn bị mẫu..

Một ví dụ điển hình trong phân tích chất lượng thực phẩm là việc ước tính hàm lượng nitrat trong thực phẩm chế biến, đặc biệt là sản phẩm thịt. Nitrit vô cơ có mặt tự nhiên trong thực phẩm thực vật và rau quả, nhưng những nitrat này cũng được sử dụng làm chất phụ gia trong thực phẩm chế biến công nghiệp như thịt. Khi hàm lượng nitơ trong thực phẩm tăng cao sẽ gây nguy hiểm không nhỏ cho sức khỏe người tiêu dùng. Khi lượng nitơ này chuyển hóa thành nitrosamine sẽ gây rối loạn tuyến giáp, gây ung thư, v.v. Vì sự an toàn của người tiêu dùng thực phẩm, điều quan trọng là phải ước tính lượng nitrat có trong các sản phẩm thịt.

UV/ VIS cũng được sử dụng để xác định độ tinh khiết của các loại dầu ô liu khác nhau như dầu ô liu siêu nguyên chất, dầu ô liu nguyên chất, dầu ô liu bình thường và các loại khác. Dầu ô liu rất giàu Vitamin E, chất chống oxy hóa và axit béo không bão hòa đơn nên được coi là tốt cho sức khỏe khi tiêu thụ cùng với thực phẩm.

Quá trình oxy hóa liên quan đến lipid đóng một vai trò quan trọng trong chất lượng dầu. Lipit không bão hòa trải qua quá trình oxy hóa để tạo ra hydroperoxide allylic. Liên kết đôi diene và triene có trong hydroperoxide hấp thụ mạnh ở bước sóng từ 200nm đến 300nm.

Độ hấp thụ thấp trong phạm vi bước sóng này thể hiện chất lượng cao của dầu ô liu. Máy quang phổ UV/VIS giúp xác định độ hấp thụ của các mẫu dầu ô liu và do đó cho phép phân biệt các chất lượng khác nhau của các mẫu dầu ô liu.

Đối với ngành nước giải khát, bia rượu, quang phổ UV-VIS được áp dụng để tạo ra đồ uống có chất lượng tốt hơn. Giờ đây, các nhà sản xuất đồ uống có thể bơm nguyên liệu vào trong quá trình sản xuất và sử dụng công nghệ UV-VIS để điều chỉnh hỗn hợp theo thời gian thực.

Đối với đồ uống trong bar, để đánh giá màu sắc của bia hoặc rượu, nhiều công ty sử dụng công nghệ UV-VIS. Các nhà sản xuất bia cũng có thể sử dụng quang phổ UV-VIS để phân tích các đặc tính khác của bia, bao gồm cả các thành phần trong đó. Để cân bằng vị đắng của bia hoppy, giống như IPA, đường được chiết xuất từ lúa mạch trong quá trình nghiền. Tổng hàm lượng đường trong dịch nha hoặc bia có thể được đo bằng phương pháp quang phổ UV- Vis .

Một ví dụ khác sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ tia cực tím là rượu vang. Quá trình ủ rượu vang và vai trò của thùng chứa được nghiên cứu. Quang phổ hấp thụ UV-VIS là một công cụ phân tích thay thế trong phân tích và xác thực rượu vì nó có đặc điểm là đơn giản, nhanh chóng, chi phí thấp và không cần xử lý trước mẫu. Máy quang phổ được sử dụng để theo dõi và dự đoán quá trình lên men trong suốt quá trình. Việc giám sát các sản phẩm của quá trình lên men, chẳng hạn như axit L-malic, axit axetic và lượng đường khử còn sót lại, có thể giúp các nhà sản xuất rượu điều chỉnh các thuộc tính cảm quan như mùi thơm và cảm giác ngon miệng. Tương tự, liều lượng phenol có thể tăng cường hương vị, màu sắc và cảm giác ngon miệng.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, quang phổ hấp thụ UV-VIS cũng được sử dụng để phát hiện các chất gây ô nhiễm và chất pha trộn. Quang phổ lỏng được sử dụng để phát hiện gian lận bởi các hành vi sau: trộn với sản phẩm kém chất lượng, sử dụng chất pha trộn, thuốc trừ sâu, chất ô nhiễm có thể xâm nhập qua không khí/nước/đất.

Tóm lại, máy quang phổ UV/ VIS là một công cụ phân tích thiết yếu giúp kiểm tra chất lượng thực phẩm mà không ảnh hưởng đến bản chất của thành phần thực phẩm. Do đó, dòng máy quang phổ Ocean Insight Ocean SR Series rất phù hợp để phát hiện những thay đổi tinh tế về tia cực tím và độ hấp thụ có thể nhìn thấy trong DNA, protein,... trong các sản phẩm thực phẩm. Mỗi máy quang phổ SR khác nhau trong việc phát hiện các bước sóng trong phạm vi NIR UV, Visible và Sóng ngắn. Nó cũng cung cấp các tùy chọn khe vào có chiều rộng từ 5 μm đến 200 μm.