NIR, Near Infrared Spectroscopy: sophisticated, rapid, cost effective and reliable method of chemical food and feed analysis. Φασματομετρία Εγκύς Υπέρυθρου (E.Y.): προηγμένη, γρήγορη, συμφέρουσα και αξιόπιστη μέθοδος ανάλυσης τροφίμων και ζωοτροφών.

What is NIR spectroscopy?

Near-infrared (NIR) spectroscopy is an analytical  method based on the absorption

of electromagnetic radiation at wavelengths in the range 800–2500 nm

Τι είναι Φασματομετρία Εγκύς Υπέρθρου?

Είναι μια αναλυτική μέθοδος που βασίζεται στην απορρόφηση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε μήκη κύματος μεταξύ 800-2500nm.

NIR spectra of foods comprise broad bands arising from vibrational modes involving C-H, O-H and N-H chemical bonds.

Οι χημικοί δεσμοί C-H, O-H και N-H που υπάρχουν σε διαφορετικά τρόφιμα, δίνουν διαφορετικά φάσματα όταν πέσει επάνω τους η ακτινοβολία Ε.Υ... Ανάλογα με τη σύσταση του τροφίμου οι δεσμοί αυτοί πάλονται με διαφορετικό τρόπο. 

Which are typical  applications of NIR spectroscopy on food and feed production?

NIR spectroscopy is used routinely for the compositional, functional and sensory analysis of food/feed  ingredients, process intermediates and final products.

The concentrations of constituents such as water, protein, fat and carbohydrate can be determined using NIR spectroscopy.

 Usually one can analyse meat, and meat products, confectionery products, milk and dairy products, fish, animal feed, feed  raw materials such as corn, wheat, soy, bran, etc.

 Ποιές είναι οι τυπικές εφαρμογές της Φασματομετρίας Ε.Υ. στην παραγωγή τροφίμων και ζωοτροφών

Συνήθως χρησιμοποιείται για συχνό έλεγχο της χημικής σύστασης τροφίμων, ζωοτροφών και των αντίστοιχων πρώτων υλών τους η/και ενδιάμεσων προϊόντων.  

Η συγκέντρωση συστατικών όπως το νερό, η πρωτεϊνη, το λίπος και οι υδατάνθρακες προσδιορίζονται με αυτή την τεχνική.

 Συνήθως αναλύσεις γίνονται σε κρέας, προϊόντα κρέατος, γάλα & γαλακτοκομικά προϊόντα, ψάρια, ζωοτροφές, καλαμπόκι, σιτάρι, σόγια, κλπ.

Main NIR advantages

• The major advantage of NIR is that usually no sample preparation is necessary,
•  the analysis is very simple
• very fast (between 15 and 90 s) and
•  can be carried out on-line.
•  it allows several constituents to be measured concurrently
•   No need of chemical reagents or other consumables
•  No need of highly qualified and  trained personnel
• Does not produce any  environmental residues

The major limitation of NIR spectroscopy in food analysis is its dependence on less-precise reference methods.

Βασικά πλεονεκτήματα της Φασματομετρίας Ε.Υ. είναι τα παρακάτω:

• Συνήθως δεν απαιτεί προετοιμασία του δείγματος (αναλύεται ώς έχει).
• Η διαδικασία της ανάλυσης είναι πάρα πολύ απλή
• ειναι πολύ γρήγορη τεχνική (το αποτέλεσμα είναι διαθέσιμο σε 15-90 δευτερόλεπτα)
• μπορεί να γίνετε συνεχώμενη ανάλυση (π.χ. σε μια γραμμη παραγωγής τροφίμου)
• πολλά διαφορετικά συστατικά προσδιορίζονται ταυτόχρονα
• δεν απιατεί καθόλου χρήση χημικών αντιδραστηρίων (δεν θέτει σε χημικούς κινδύνους το προσωπικό)
• δεν απαιτεί ιδιαίτερα εξειδικευμένο προσωπικό
• δεν παράγει καθόλου ουσίες που να επιβαρύνουν το περιβάλλον

Calibration

NIR spectroscopy is requiring calibration against a reference method for the constituent of interest. Due to  the physics of diffuse transmittance and reflectance and the complexity of the spectra, calibration is normally carried out using multivariate mathematics (chemometrics).

Βαθμονόμηση

Η τεχνική αυτή απαιτεί βαθμονόμηση με αναλυτικές χημικές μεθόδους αναφοράς για τα συστατικά (πρωτείνη, λίπος, κλπ) που ενδιαφέρουν. Τα ίδια δείγματα αναλύονται με υγρή χημεία και λαμβάνονται τα αντίστοιχα φάσματα Ε.Υ.. Με χρήση κατάλληλων στατιστικών μεθόδων γίνεται συσχετισμότων των φασμάτων με % πρωτεϊνη, υγρασία κλπ του κάθε δείγματος.

Available instruments

Available instruments can be either portable, bench-top on placed on line (i.e. measuring continusly on food production line). 

Διαθέσιμα όργανα

Τα αντίστοιχα όργανα που υπάρχουν σήμερα είναι ιδιαίτερα προηγμένα. Μπορεί να είναι φορητά, εργαστηριακά όργανα πάγκου ή ενσωματομένα σε γραμμη παραγωγής. Σε πολλές περιπτώσεις βρίσκονται δίπλα ή μέσα στους χώρους παραγωγής.

References

http://en.engormix.com/MA-pig-industry/articles/near-infrared-nir-spectroscopy-t136/p0.htm

NEAR-INFRARED SPECTROSCOPY IN FOOD ANALYSIS Near-infrared spectroscopy in Food Analysis

Brian G. Osborne BRI Australia Ltd, North Ryde, Australia

http://www.foodsafetycentre.com.au/docs/Applications%20of%20Near%20Infrared%20Spectroscopic%20Analysis%20in%20the%20Food%20Industry%20and%20Research.pdf

http://www.knowledgescotland.org/briefings.php?id=72