Construction de modèles de prédiction non destructive des matières Ingrédient en Blueberries par spectroscopie proche infrarouge basée sur des mesures de CLHP

Proche infrarouge (NIR) est largement appliquée comme une technique non destructive pour analyser le contenu de fruits et légumes de toutes sortes. ^1,2 Nondestructive analyse par spectroscopie NIR permettre à l'expédition de seulement délicieux fruits et légumes avec des qualités garanties. La spectroscopie NIR a déjà été appliquée à l'orange, pomme, melon, cerise, kiwi, mangue, papaye, pêche et ainsi de suite pour connaître leur Brix qui correspond à la teneur totale en sucre, acidité, TSC (solides totaux contenus), et ainsi de suite . Récemment, nous avons signalé l'application de la spectroscopie NIR à l'évaluation de la qualité des bleuets. ³ Nous mesurée non seulement la teneur totale en sucre et la teneur totale en acide organique correspondant à l' acidité, mais aussi la teneur en anthocyanes totale. L'anthocyanine est un composant bioactif qui est censé améliorer la santé humaine. Il est commode pour les consommateurs s'ils peuvent acheter de délicieux bleuets avec une assurance de leur teneur en sucre, acidité et teneur en anthocyanes.

Dans les spectres d'absorption NIR de fruits et légumes, seules des bandes d'absorption larges sont observés. Ils sont principalement les bandes dues à la fibre et de l'humidité. Bien que de nombreuses bandes faibles en raison de divers ingrédients de la cible non-destructed sont observées en même temps, les bandes observées ne peuvent pas être attribués à des modes vibratoires spécifiques des composants spécifiques de la cible dans la plupart des cas. Par conséquent, la technique traditionnelle pour déterminer la teneur d'un composant spécifique en utilisant la loi de Beer-Lambert est pas efficace pour les spectres NIR. Au lieu de cela, des modèles d'étalonnage pour prédire la teneur des composants à partir des spectres observés cibles sont construits à l' aide de la chimiométrie , en examinant la corrélation entre les spectres observés et le contenu de l' ingrédient correspondant aux spectres ^4,5. Ici, un protocole de construire et de valider les modèles pour la prédiction de la teneur totale en sucre, teneur totale en acide organique correspondant à Acidity, et la teneur en anthocyanes totale de bleuets de spectres NIR est présenté.

La figure 1 montre l'organigramme général pour construire des modèles d'étalonnage fiables et robustes. Des échantillons de nombre suffisant sont collectés. Certains d'entre eux sont utilisés pour la construction de modèles, tandis que les autres sont utilisés pour la validation des modèles construits. Pour chacun des échantillons prélevés, un spectre proche infrarouge est mesurée, et ensuite les composants cibles sont analysés quantitativement par des méthodes d'analyse chimique destructive traditionnelles. Ici, la chromatographie liquide à haute performance (HPLC) est utilisée pour les analyses chimiques des sucres, des acides organiques et des anthocyanines. Moindres carrés partiels (PLS) regression est utilisé pour la construction de modèles d'étalonnage, où la corrélation entre les spectres observés et les teneurs en ingrédients déterminée par des analyses chimiques est examinée. Afin de construire des modèles robustes avec la meilleure capacité de prédiction, les prétraitements de obserLes spectres vés et les régions de longueurs d'onde utilisées pour la prédiction sont également examinés. Enfin, les modèles construits sont validés pour confirmer leur capacité de prédiction suffisante. La validation, le contenu prédit à partir du spectre observé par le modèle de construction (valeurs prédites) sont comparées aux teneurs déterminées par les analyses chimiques (valeurs observées). Si la corrélation suffisante ne peut pas être trouvé entre les valeurs prédites et observées, le modèle d'étalonnage doit être à nouveau réalisée jusqu'à ce que la corrélation suffisante soit obtenue. Bien qu'il soit préférable d'utiliser différents groupes d'échantillons pour la construction et la validation d'un modèle, comme indiqué sur cette figure (de validation externe), les échantillons d'un même groupe sont utilisés aussi bien pour la construction et la validation (validation croisée) lorsque le nombre d' échantillons ne sont pas assez grand.

Figure 1. Diagramme pour la construction et la validation du modèle d'étalonnage. Les procédures entourées par des lignes bleues et vertes correspondent, respectivement, à la construction d'un modèle d'étalonnage et sa validation. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.