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AN-NIR-106

2023-04

Controllo qualità di edulcoranti non nutritivi con spettroscopia NIR

NIRS fornisce i risultati dell'analisi della miscela entro un minuto


Riassunto

L'uso di dolcificanti non nutritivi come sostituti dello zucchero nei prodotti alimentari è aumentato notevolmente nell'ultimo decennio, ad esempio nelle bibite e negli snack. Due esempi sono il sucralosio, un derivato alogenato del saccarosio, e la stevia, derivata dalle foglie della pianta Stevia rebaudiana. Entrambi sono molto più dolci dello zucchero e sono usati in concentrazioni molto più basse nei prodotti alimentari. Per garantire la sicurezza alimentare, le normative per i dolcificanti non nutritivi stanno diventando più severe. Sono disponibili diversi metodi analitici per determinare vari dolcificanti utilizzando, ad esempio, la cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC), la cromatografia ionica e la cromatografia su strato sottile. Tuttavia, questi metodi richiedono molto tempo e comportano costi di gestione elevati. La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) consente la determinazione simultanea di diversi dolcificanti in meno di un minuto senza alcuna sostanza chimica o preparazione del campione.


Strumenti di analisi

Miscele di Stevia (0,5–4,5%) e sucralosio (0,5–4,5%) in saccarosio (95%) sono state preparate e analizzate per creare un modello predittivo per la quantificazione.

I campioni sono stati misurati con NIRS DS2500 Solid Analyzer (Figura 1) utilizzando fiale monouso da 15 mm, un supporto DS2500 e un DS2500 Iris n modalità di riflessione. Il pacchetto software Metrohm Vision Air Complete è stato utilizzato per tutta l'acquisizione dei dati e lo sviluppo del modello di previsione.

Tabella 1. Panoramica delle apparecchiature hardware e software.

Strumento Codice articolo
DS2500 Solid Analyzer 2.922.0010
DS2500 Iris 6.7425.100
Disposable vials, 15 mm 6.7402.110
Vision Air 2.0 Complete 6.6072.208
Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer used to determine  Stevia and sucralose content in sucrose mixtures.
Figure 1. Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer utilizzato per determinare il contenuto di stevia e sucralosio nelle miscele di saccarosio.

Risultato

Tutti gli spettri Vis-NIR misurati (Figura 2) sono stati utilizzati per creare un modello di previsione per la quantificazione del sucralosio e della stevia nel saccarosio. La qualità dei modelli di previsione è stata valutata utilizzando diagrammi di correlazione che mostrano una correlazione molto elevata tra la previsione Vis-NIR e i valori di riferimento. Le rispettive figure di merito (FOM) mostrano la precisione prevista di una previsione durante l'analisi di routine (Figure 3-4).

 Selection of Vis-NIR spectra of Stevia and sucralose in sucrose samples which were analyzed on a DS2500 Solid Analyzer.
Figure 2. Selezione degli spettri Vis-NIR di Stevia e sucralosio in campioni di saccarosio che sono stati analizzati su DS2500 Solid Analyzer.

Risultato del contenuto di sucralosio nel saccarosio

Correlation diagram and the respective figures of merit for the prediction of sucralose content in sucrose using a DS2500 Solid Analyzer. The lab values were determined using HPLC.
Figure 3. Diagramma di correlazione e rispettive figure di merito per la previsione del contenuto di sucralosio nel saccarosio utilizzando DS2500 Solid Analyzer. I valori di laboratorio sono stati determinati mediante HPLC.
Figures of Merit Valore
R2 0.9854
Standard Error of Calibration
0.1898%
Standard Error of Cross-Validation 0.1997%

Risultato del contenuto di stevia nel saccarosio

 Correlation diagram and the respective figures of merit for the prediction of Stevia content in sucrose using a DS2500 Solid  Analyzer. The lab values were determined using HPLC.
Figure 4. Diagramma di correlazione e rispettive figure di merito per la previsione del contenuto di stevia nel saccarosio utilizzando DS2500 Solid Analyzer. I valori di laboratorio sono stati determinati mediante HPLC.
Figures of Merit Valore
R2 0.9885
Standard Error of Calibration
0.1500%
Standard Error of Cross-Validation 0.1997%

Conclusione

Questa Application Note dimostra la possibilità di determinare la concentrazione dei dolcificanti non nutritivi sucralosio e stevia nelle miscele di saccarosio con la spettroscopia NIR. La spettroscopia Vis-NIR consente misurazioni rapide ed economiche con elevata precisione, offrendo così un'alternativa adeguata ad altri metodi analitici standard (Tabella 2).

Tabella 2. Panoramica del tempo per ottenere i risultati per i diversi dolcificanti non nutritivi esaminati in questo studio.

Parametro Metodo Tempo del risultato
Stevia HPLC ∼5 min (preparazione) + ∼40 min (HPLC)
Sucralose HPLC ∼5 min (preparazione) + ∼40 min (HPLC)
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Metrohm Italiana Srl

Via G. Di Vittorio, 5
21040 Origgio (VA)

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