Využití NIR spektroskopie ke kontrole kvality potravinářských výrobků

Ing. Lukáš Dvořák

Doctoral thesis

Using of FT-NIR spectroscopy for the quality control of food products

Abstract:

Cílem doktorské práce bylo ověřit a zhodnotit možnosti využití FT-NIR spektroskopie v kontrole kvality potravinářských výrobků. Kalibrace hodnotící kvantitu byly tvořeny za účelem stanovení chemických parametrů ovčího, kozího a kravského mléka, medu, kávy a dalších potravin a surovin. Vzorky hodnocených potravin byly měřeny na spektroskopu FT-NIR Antaris ve spektrálním rozlišení 10 000 až 4 000 cm-1 s možnostmi měření vzorků v režimech reflektance, transmise či interaktance. Při tvorbě kalibrací byl využit algoritmus metody částečných nejmenších čtverců (PLS) a pro ověření kvality predikce kalibrací bylo využito křížové validace. Ve většině případů byly vyvinuty velmi dobré kalibrace. Přesto, že některé kalibrace byly méně přesné, byly použitelné alespoň pro orientační stanovení sledovaných parametrů. Kvalitativním hodnocení výrobků pomocí diskriminační analýzy byla ověřována schopnost FT-NIR spektroskopu zařadit snímaná spektra do předem definovaných tříd a tím stanovit rozdíly mezi skupinami vzorků. Ověření ovlivnitelnosti přístroje bylo realizováno na kravském mléce, které bylo proměřováno při různých teplotách. Bylo potvrzeno, že FT-NIR spektroskopie je použitelná pro hodnocení chemického složení i kvalitativních vlastností potravin.

Abstract:

The aim of this thesis was to verify and evaluate the possibility of using NIR spectroscopy usage in food products quality control. The quantitative calibrations were developed to determinate of chemical parameters of sheep, goat and cow milk, honey, coffee and another food and raw materials.Food samples were evaluated by the FT-NIR Antaris spectroscope in a spectral resolution of 10 000 to 4 000 cm-1 with the possibilities of samples measurement in reflectance, transmitance or interactance mode. Calibration models were created by using a Partial Least Square algorithm (PLS) and also the cross-validation was used for the verification of the quality prediction of calibrations. Very good calibration were developed in most cases, and though some were less accurate calibrations are applicable to at least approximate determination of values. The ability of FT-NIR spectroscopy to classify sensed spectrum into predefined classes and thereby determine the differences between groups of samples was verified with a qualitative evaluation of products using with discriminant analysis. A suggestibility verification of the device was realized with cow's milk, which was measured at various temperatures. It was confirmed that the NIR spectroscopy is useful for the chemical composition and food quality evaluation.

Keywords

tuk, kalibrace, Teplota

Keywords

Temperature, fat, calibration

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 11. 2016

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Květoslava Šustová, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Doctoral programme / field:
Chemistry and Food Technology / Properties and Processing of Agricultural Materials and Products