Phương pháp nir và ứng dụng trong phân tích thực phẩm

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
TIỂU LUẬN MÔN
PHÂN TÍCH THỰC PHẨM
PHƯƠNG PHÁP NIR VÀ ỨNG DỤNG
TRONG PHÂN TÍCH THỰC PHẨM
GVHD : NGUYỄN HÀ DIỆU TRANG
LỚP : ĐHTP6CLT
SVTH :
TÔ HIẾU THIỆN 10304261
NGUYỄN CHÍ THỊNH 10307071
HOÀNG NGỌC QUỲNH 10371911
TRẦN THỊ NHŨ THIÊN 10321501
TP Hồ Chí Minh
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................

..............................................................................................................
GVHD
NGUYỄN HÀ DIỆU TRANG
1. Quang phổ cận hồng ngoại
1.1. Giới thiệu
Quang phổ cận hồng ngoại (NIR) được dựa trên sự hấp thụ bức xạ điện từ ở
các bước sóng trong phạm vi 780 – 2500 nm. Ứng dụng điển hình bao gồm dược
phẩm , chẩn đoán y tế (bao gồm xác định lượng đường và đo oxy trong máu ), thực
phẩm và kiểm soát chất lượng nông hoá, nghiên cứu quá trình đốt cháy, cũng
như khoa học nghiên cứu thần kinh nhận thức.
Nồng độ của các thành phần chất béo, nước, protein và carbohydrat có thể
được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thu cổ điển.Tuy nhiên, đối với hầu
hết các mẫu thực phẩm, thông tin hóa chất bị che khuất bởi những thay đổi
trong quang phổ do tính chất vật lý như kích thước hạt.
Quang phổ cận hồng ngoại được dựa trên sự kết hợp và rung động phân tử.
Khác với phổ hồng ngoại, phổ cận hồng ngoại xuyên tương đối dễ dàng qua nước
và các mô. Hơn nữa, thiết bị cận hồng ngoại luôn có sẵn và tương đối dễ sử dụng.
Vì thế nhiều nỗ lực đã cố gắng để phát triển kỹ thuật quang phổ cận hồng ngoại
Hạn chế chủ yếu của NIR trong phân tích thực phẩm là nó phụ thuộc vào các
phương pháp tham khảo ít chính xác.
1.2. Lịch sử
Herschel phát hiện ra năng lượng cận hồng ngoại vào thế kỷ 19, nhưng nó
được ứng dụng trong công nghiệp lần đầu tiên vào những năm 1950. Trong các ứng
dụng đầu tiên, NIR chỉ sử dụng như là một phần phụ của các thiết bị quang học sử
dụng các bước sóng như tia cực tím (UV), ánh sáng khả vi (Vis), hoặc giữa hồng
ngoại (MIR). Trong những năm 1980, NIR đựơc sử dụng độc lập, việc áp dụng các
NIR đã được tập trung hơn vào phân tích hóa học. Cùng với sự đời sợi quang học
vào giữa năm 1980 và ứng dụng ánh sáng đơn sắc vào đầu những năm 1990,
phương pháp NIR đã trở thành một công cụ mạnh mẽ cho nghiên cứu khoa học,
nhưng tiềm năng của nó chỉ được khai thác khoảng 30 năm gần đây; NIR bắt đầu

được sử dụng như một công cụ y tế để theo dõi bệnh nhân.
2. Thiết bị đo đạc
Để sử dụng có hiệu quả NIR phải lựa chọn đúng thiết bị
2.1 Ánh sáng đơn sắc
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có thể nhìn thấy được và sử dụng trong kĩ
thuật đo lường và phổ NIR và có thể được sử dụng trong quá trình truyền hoặc phản
xạ ánh sáng. Ánh sáng đơn sắc thường sử dụng trong quá trình nghiên cứu và nó có
nhiều ứng dụng khác nhau. Có 3 loại detector: detector silicon có bước sóng đo vào
khoảng 400 – 1100 nm , detector indium gallium arsenide có bước sóng đo vào
khoảng 800 – 1700 nm và detector chì sulfide có bước sóng đo vào khoảng 1100 –
2500 nm . Nhiều thiết bị có cả 2 loại detector: silicon và chì sulfide (có bước sóng
dài vào khoảng 400 – 2500 nm ) , một số máy chỉ có duy nhất detector chì sulfide .
Các thiết bị sau này , còn bị rất hạn chế khi đo mẫu dạng bột hoặc mẫu dạng hạt do
phản xạ khếch tán.
Những loại ánh sáng đơn sắc được sử dụng trong thiết bị NIR là quang thể
điểu chỉnh bộ lọc ( AOTF ) , AOTF bao gồm một tinh thể TeO
2
,khi chùm tia tới đi
qua nó sóng âm được tạo ra. Vì những tinh thể bị nhiễu xạ theo chiều dọc với một
chu kì bằng với bước sóng dài và chúng đi từ mặt bên này vật liệu sang mặt bên kia
vật liệu . Ưu điểm chính của AOTF là sử dụng máy rất đơn giản và sự ổn định về
bước sóng khi đo.
2.2 Diod quang phổ kế
Diod quang phổ kế được sử dụng 1 thiết bị hồng ngoại phát xạ. Chúng mang
cả 2 chức năng là nguồn sáng và có hệ thống lựa chọn bước sóng quang phổ thường
có phạm vi đo vào khoảng 400 – 1700 nm. Chúng có ưu điểm là đo với tốc độ rất
nhanh ( ước chừng 1 phổ/giây ) và không tác động đến vật mẫu . Những tính năng
đặc biệt này được dùng khi hàm lượng mẫu nhiều hoặc sự cần thiết khi đo mẫu với
thời gian ngắn .
2.3 Thiết bị lọc

Các thiết bị lọc thường được dùng phổ biến nhất để ứng dụng trong thực
phẩm. Các bộ lọc này được chọn để thể hiện sự hấp thu trong các ứng dụng phổ
biến nhất. Ví dụ như protein , đạm và dầu trong các mẫu nông nghiệp .Thiết bị này
được thiết kế để dùng trong 1 phạm vi phân tích giới hạn; trong phòng thí nghiệm
hoặc trực tuyến .
2.4 Một số thiết bị phổ biến:
Máy NIRQuest256:
Bước sóng sủ dụng từ 900- 2050nm.
NIRQuest dễ sủ dụng, hiểu quả ứng dụng của nó cao.
Thiết kế nhỏ gọn. thiết kế hiệu chỉnh đa dạng được dùng trong chuẩn đoán y tế,
phân tích dược phẩm,giám sát và kiểm soát chất lượng thực phẩm.
Máy quang phổ SpectraStar
Thiết bị quang phổ cận hồng ngoại SpectraStar cho kết quả có độ tin cậy cao.
Dễ sử dụng và sửa chữa.
Của sổ của SpectraStar linh hoạt để xử lý tổng số mẫu Mẫu cũng có thể được phân
tích thông qua một loạt các ống mẫu, đã Petri, cốc. Các hệ thống cửa sổ SpectraStar
được thiết lập sẵn cấu hình bước sóng trong vùng cận hông ngoại
SpectraStar có bước sóng từ 1100 lên đến 2500 nm.

Thiết bị cận hồng ngoại NIR
Hãng sản xuất : BUCHI – Thụy Sỹ
Dải phổ: 800 – 2500 nm, Độ chính xác sóng: ± 0.2 cm-1, Nhiệt độ làm việc: 5 –
35
0
C
Ứng dụng :