SciAps HH LIBS-Analysegerät zur Authentifizierung von Käse und Kaffeebohnen

27. Oktober 2023

Publikationen: Sungho Shin, Iyll-Joon Doh, Kennedy Okeyo, Euiwon Bae, J. Paul Robinson und Bartek Rajwa. „Hybrid Raman and Laser-Induced Breakdown Spectroscopy for Food Authentication Applications“, 16. August 2023, Moleküle 2023, 28(16).

„Die Bekämpfung von Lebensmittelbetrug auf globaler Ebene ist eine Herausforderung, die einen multidisziplinären Ansatz erfordert. Die Integration verschiedener Methoden ist entscheidend, um die Zuverlässigkeit und Wirksamkeit von Maßnahmen zur Lebensmittelsicherheit zu verbessern. Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass das Hy-R-LIBS-System in Verbindung mit seinen chemometrischen Strategien mit vielversprechenden Ergebnissen zur Lebensmittelauthentifizierung eingesetzt werden könnte.“

Abstrakt: Das Problem des Lebensmittelbetrugs ist zu einem bedeutenden globalen Problem geworden, da es sowohl die Qualität als auch die Sicherheit von Lebensmitteln beeinträchtigt und letztendlich zum Verlust des Kundenvertrauens und der Markentreue führt. Um dieses Problem anzugehen, haben wir einen innovativen Ansatz entwickelt, mit dem verschiedene Arten von Lebensmittelbetrug, einschließlich Verfälschung, Substitution und Verdünnung, bekämpft werden können. Unsere Methodik verwendet ein integriertes System, das Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) und Raman-Spektroskopie kombiniert. Obwohl sich beide Techniken als wertvolle Werkzeuge für die Lebensmittelanalyse erwiesen haben, wurden sie bisher getrennt verwendet, und ihr kombiniertes Potenzial bei Lebensmittelbetrug wurde nicht gründlich getestet. Ziel unserer Studie war es, die potenziellen Vorteile der Integration von Raman- und LIBS-Modalitäten in ein tragbares System für eine verbesserte Produktklassifizierung und anschließende Authentifizierung aufzuzeigen. Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir ein kompaktes, hybrides Raman/LIBS-System entwickelt und getestet, das deutliche Vorteile gegenüber den einzelnen Modalitäten aufwies. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kombination dieser beiden Modalitäten eine höhere Genauigkeit bei der Produktklassifizierung erreichen kann, was zu einer effektiveren und zuverlässigeren Produktauthentifizierung führt. Insgesamt unterstreicht unsere Forschung das Potenzial von Hybridsystemen für praktische Anwendungen in einer Vielzahl von Branchen. Die Integration und das Design konzentrierten sich hauptsächlich auf die Erkennung und Charakterisierung sowohl elementarer als auch molekularer Elemente in verschiedenen Lebensmittelprodukten. Für die Authentifizierungsanalyse wurden zwei verschiedene Sätze fester Lebensmittelproben (sechzehn Käsesorten nach Alpenart und sieben Sorten Arabica-Kaffeebohnen) ausgewählt. Klassenerkennung und Klassifizierung wurden durch den Einsatz multivariater Merkmalsauswahl und maschineller Lernverfahren erreicht. Die Genauigkeit der Klassifizierung verbesserte sich bei Verwendung der hybriden Raman/LIBS-Spektren um etwa 10 % im Gegensatz zur Analyse der Spektren der einzelnen Methoden. Dies zeigt deutlich, dass das Hybridsystem die Genauigkeit der Lebensmittelauthentifizierung erheblich verbessern kann, während die Portabilität des kombinierten Systems erhalten bleibt. Daher wird erwartet, dass die erfolgreiche Implementierung einer hybriden Raman-LIBS-Technik zur Entwicklung neuartiger tragbarer Geräte zur Lebensmittelauthentifizierung in der Lebensmittelindustrie sowie in anderen verschiedenen Branchen beitragen wird.

Stichwort: Laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS); Raman-Spektroskopie; kompakte und kombinierte Systeme; Lebensmittelauthentifizierung; gleichzeitige atomare und molekulare Analyse

Zugang zur Veröffentlichung: https://doi.org/10.3390/molecules28166087

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