Intelligente Rezepturen in der Lebensmitteltechnologie
Nutzung der Infrarotspektroskopie für eine gleichbleibende und vorhersagbare Qualität des Apfelpürees
Apfelpüree ist ein wichtiger Marktteilnehmer und Bestandteil verschiedener Produkte, doch seine Qualität schwankt mit der Vielfalt der Apfelsorten und den Verarbeitungsbedingungen. Für die Obstverarbeiter bedeutet die ständig zunehmende Variabilität der Rohfrüchte, dass ihr empirisches Know-how möglicherweise nicht ausreicht, um die erwarteten und konstanten Endpürees herzustellen. Kürzlich haben Fortschritte in der Spektroskopie im sichtbaren und nahen Infrarot (Vis-NIR) gezeigt, dass die Analyse der Spektraldaten von Apfelsorten eine Vorhersage der Püreequalität ermöglicht.
Food Innovation and Advances veröffentlichte am 19. März 2024 einen Online-Artikel mit dem Titel "Infrared guided smart food formulation: an innovative spectral reconstruction strategy to develop anticipated and constant apple puree products". Darin wird ein Modell zur intelligenten Lebensmittelformulierung vorgeschlagen, um die Püreeformulierung zu optimieren und die erwartete und konstante Qualität der Endprodukte zu erreichen.
In dieser Studie wird ein innovatives Konzept beschrieben, das die Durchführbarkeit des Einsatzes der Infrarotspektroskopie zur Steuerung der Formulierung von Apfelpürees aus der Mischung von sortenreinen Pürees untersucht. Eine innovative chemometrische Methode, die auf multivariater Kurvenauflösung und alternativen kleinsten Quadraten (MCR-ALS) basiert und mit den Spektren von sortenreinen Pürees gekoppelt ist, wurde zunächst getestet, um die Spektren von formulierten Pürees zu rekonstruieren.
PLS-Regressionsmodelle, die mit ausgewählten Vis-NIR-Spektralvariablen gekoppelt sind, zeigten hervorragende Vorhersagefähigkeiten für Farbparameter, Viskosität (η50), Gesamtzuckergehalt (TSC), titrierbare Säure (TA), pH-Wert, Glucose- und Apfelsäuregehalt in formulierten Pürees. Auf innovative Weise wurden PLS-Modelle unter Verwendung der rekonstruierten Vis-NIR-Spektren aller formulierten Pürees entwickelt und sagten deren a*-Farbwert (Rp2 = 0,92, PRD = 3,30), TSC (Rp2 = 0,86, PRD = 2,64), TA (Rp2 = 0,85, PRD = 2,55) und Apfelsäure (Rp2 = 0,86, PRD = 2,67) genau voraus. Obwohl die Vorhersageergebnisse für TSC und TA auf der Grundlage des Rekonstruktionsspektrums weniger genau waren als die direkten Spektralanalysen, eröffneten diese Ergebnisse dennoch die Möglichkeit, die Variation von Süße, Säuregehalt und Färbung für formulierte Pürees nur auf der Grundlage der ausgewählten Vis-NIR-Spektralvariablen von Einzelkultursortenpürees direkt zu schätzen.
Soweit wir wissen, ist dies der erste Bericht, der zeigt, dass die Vis-NIR-Spektroskopie das Potenzial hat, die Püreeformulierung zu leiten: eine Multiparameter-Optimierung der Textur und des Geschmacks (Viskosität, Farbe, Zucker und Säuren) des endgültigen Apfelpürees kann nur mit den Spektraldaten von Einzelkultursortenpürees erreicht werden. Die erfolgreiche Anwendung dieser innovativen spektralen Rekonstruktionsstrategie bietet neue Einblicke in die Optimierung der Püreeformulierung für eine gleichbleibende Qualität und stellt einen bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der Lebensmitteltechnologie dar. Dieser chemometrische Ansatz verbessert nicht nur die prädiktive Modellierung der Eigenschaften von Apfelpüree, sondern eröffnet auch Möglichkeiten für seine Anwendung in intelligenten Lebensmittelformulierungen, was den Ansatz der Industrie zur Gewährleistung von Produktqualität und -konsistenz möglicherweise revolutioniert.
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Originalveröffentlichung
Zhenjie Wang, Sylvie Bureau, Benoit Jaillais, Catherine M. G. C. Renard, Xiao Chen, Yali Sun, Daizhu Lv, Leiqing Pan, Weijie Lan; "Infrared guided smart food formulation: an innovative spectral reconstruction strategy to develop anticipated and constant apple puree products"; Food Innovation and Advances, Volume 3
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