Absorptionsspektrum verschiedener Schokoladen
Datum:2023-04-17Lesen Sie:0
Wissen Sie was? Wissen über "Schokolade"
ValentinstagEs ist eines der nationalen und weltweiten Festivals. Dieses romantische Fest begann um das 14. Jahrhundert und ist ein Feiertag zur Feier der Liebe, die sich gegenseitig herzliche Grüße und Geschenke schenkt, bei denen weit bekannte Geschenke duftende Blumen und süße und leckere Blumen sind.SchokoladeObwohl der Begriff "Schokolade" eine breitere Kategorie von Süßigkeiten enthält, ist ihre Definition für bestimmte Schokoladen sehr streng. Jedes definiert als„Milchschokolade“Schokolade muss Kakaofett enthalten, Kakaofeste, mindestens12 % Milchund10 % Kakao.
Das ist nur...„Milchschokolade“Grenzindikatoren, die hochwertige Milchschokolade in der Regel enthält30-40% KakaoDie restlichen Inhaltsstoffe können Zucker, Vanille, Emulgatoren und andere Gewürze sein.„Weiße Schokolade“Sie müssen mindestens enthalten14 Prozent Milchund20 Prozent KakaoEs enthält jedoch keine Kakao-Feststoffe, die den Früchten und den Bittern der Schokolade selbst beseitigen können.
„Dunkle Schokolade“Es muss mindestens enthalten35 Prozent KakaoIn der Regel nähert sich dieser Anteil60-70%Maximal erreichbar90%Links oder rechts erfordern die Vorschriften keine Milch, aber es gibt in der Regel Spuren von Milch.
Experimentelle Vorstellung
In der Regel können diese verschiedenen Schokoladenarten durch die mit dem bloßen Auge beobachtbaren Farben und Materialien unterschieden werden. Aber wir können sie auch nach ihrer Zusammensetzung unterscheiden, nämlich nach ihrer molekularen Zusammensetzung. In diesem Experiment verwenden wirNähe Infrarot-Spektrologieum zu verwirklichen.
Abbildung 1: Fünf im Experiment verwendete Arten
Schokoladenproben und weiße Referenzen
Von links nach rechts: Milchschokolade, billige Milchschokolade, weiße Schokolade, dunkle Schokolade mit 78% Kakao, dunkle Schokolade mit 92% Kakao, weiße Referenzfliesen von Avantes (WS-2).
Das in diesem Experiment verwendete Spektrometer (Abbildung 2) istAvaSpec-NIR256-1.7-EVONah-Infrarot-Faserspektrometer. Dieses nahe-Infrarot-Spektrometer hat einen hohen Messbereich von bis zu1,7 μmmit einer optischen Plattform mit hoher Empfindlichkeit, mit guten Leistungsparametern und erreichbarer Probenahmegeschwindigkeit0,53 msDie Zeit kann bis zu kurz sein10 μs.
Abbildung 2: AvaSpec-NIR256-1.7-EVO (links), Integrationskugel und Schokoladenprobe (rechts)
AvaSpec-NIR256-1.7-EVO ist ausgestattetInGaAs (Indium-Gallium-Arsen)Array-Detektoren,USB 3undGigabit Ethernet SchnittstelleUltra-Low-Noise-Leiterplatten. Verschiedene Raster und Schlitze können ausgewählt werden. Die digitalen und analogen I/O-Schnittstellen des Spektrometers ermöglichen den externen Auslöser des Spektrometers sowie die Steuerung der Pulslichtquelle und der Verschlusssumme und können über Software ausgewählt werdenZwei.Verschiedene Gain-Modus, nämlich High Sensitivity-Modus (HS, Standard) und Low Noise-Modus (LN).
Die in diesem Experiment verwendeten Lichtquellen sindAvaSphere-50-LS-HAL-12VIntegrale Kugel der eingebauten Halogenlichtquelle (Abbildung 3). Dieser Ball ist speziell fürReflexionFür Anwendungen konzipiert, eignet sich aber auch für die Messung von reflektierenden Materialien und nahen Infrarot-Spektren.
Abbildung 3:AvaSphere-50-LS-HAL
Innerhalb von 12VHalogenbeleuchtung
Integrale Kugel mit eingebauter Halogen-Lichtquelle für ProbenStreuung von HalogenlichtVerluste im Zusammenhang mit der Faserkoppelung können vermieden werden und die Lichtintensität auf der Probe ist im Vergleich zu unserer Standard-reflektierenden Integralkugel bis zu160doppelt. AvaSphere-50-LS-HAL-12V PunktkugelInnendurchmesser 50mmEs gibt einen Probenauftrag mit einem Durchmesser von 10 mm, einen SMA-Referenzanschluss und einen geradlinigen SMA-Anschluss zur Erfassung von Signalen des AvaSpec-Spektrometers.
Weitere Zubehör für dieses Experiment sind:
Ein Glas, das eine Schokoladenprobe von einem Punktball trennt
Weiße Referenzfliesen (WS-2) zum Vergleich jeder Schokoladenprobe
600 Mikrometer Kerndurchmesser Faser (FC-UVIR600-1-BX) zur Verbindung von Integralkugeln und Spektrometern
Abgesehen von der billigen Milchschokoladenprobe, die ein separates Stück Schokolade ist, wird jede Schokoladenprobe von einem kompletten Stück Schokolade abgebrochen. Jede Probe wird in einer Zimmerschublade bei ca. 21 ° C gelagert, um sicherzustellen, dass die Schokolade nicht schmilzt. Bei der Messung wird jede Schokoladenprobe zuerst separat auf die Folie gelegt und die Folie an den Probenanschluss der Integralkugel gelegt (Abbildung 4).
Abbildung 4: Gläser zur Trennung von Kugeln und Schokolade
Dieses Glas verhindert, dass Schokoladenstücke in die Integrationskugel gelangen und eine Verschmutzung verursachen, während die Messdistanz konsistenter ist, um genauere Ergebnisse zu erzielen. Zunächst messen Sie das weiße Referenzporzellan als unsere weiße Referenz und platzieren Sie es auf das Glas, um eine konsistente Messdistanz zu gewährleisten.
Wir verwenden AvaSoft SoftwareT-AbsorptionGradmodus, dessen ZähleinheitA.U.AvaSoft ist unser maßgeschneidertes Datenanalyse-Paket. Dieses Modell wurde speziell für Absorptionsanwendungen entwickelt. In diesem Experiment haben wir weiße Referenzfliesen als weiße Referenz verwendet. gebenPunktzeitDie Integrationszeit, die auf etwa 3ms eingestellt ist, kann die Lichtmenge erhöhen oder verringern, die einmal gemessen wird, was die Gesamtweite des Messspektrums beeinflusst. Wir werdenDurchschnittliche AnzahlDie Einstellung auf 100 bedeutet, dass 100 Werte zusammen durchschnittlich sind, um konsistentere spektrale Ergebnisse zu liefern. Wenn die Punktzeiten kürzer sind, können höhere Durchschnittszahlen verwendet werden.
Das experimentelle Spektrum ist wie folgt dargestellt:
Abbildung 5: Absorptionsspektrum von Milchschokoladenproben
Spitzen bei 1209,81 nm und 1437,32 nm mit einer Absorption von 0,50 A.U. und 0,74 A.U.
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Abbildung 6: Absorptionsspektrum von billigen Milchschokoladenproben
Die Spitzen liegen bei 1209,81 nm und 1437,32 nm, wobei die Absorption an beiden Wellenlängen 0,52 A.U. und 0,79 A.U. entspricht.
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Abbildung 7: Absorptionsspektrum der weißen Schokoladenprobe
Die Spitzen liegen bei 1209,81 nm und 1437,32 nm, wobei die Absorption an beiden Wellenlängen 0,52 A.U. und 0,79 A.U. entspricht.
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Abbildung 8: Kakaogehalt von 78%
Absorptionsspektrum von dunklen Schokoladenproben
Die Spitzen liegen bei 1209,81 nm und 1437,32 nm, wobei die Absorption an beiden Wellenlängen 0,53 A.U. und 0,68 A.U. entspricht.
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Abbildung 9: Kakaogehalt von 92%
Absorptionsspektrum von dunklen Schokoladenproben
Bei Spitzen von 1128,26 nm und 1322,60 nm entsprechen die Absorptionsfähigkeiten an beiden Wellenlängen 0,52 A.U. und 0,62 A.U.
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Abbildung 10: Vergleich der Ergebnisse
Milchschokolade Proben(Blau)Preiswerte Milchschokoladenproben(Rot)Weiße Schokoladenproben(hellgrün)Dunkle Schokolade mit einem Kakaogehalt von 78%(Dunkelrot)Dunkle Schokolade mit 92% Kakaogehalt(Dunkelgrün)Absorptionsspektrum
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Das Absorptionsspektrum aller Schokoladenproben ist1209,81 nmund1437,32 nmMessung bis zum Spitzenpunkt.
Datenbeschreibung:Die Absorptionswerte von Milchschokoladenproben an den Spitzen betrugen 0,50 A.U. bzw. 0,74 A.U. (Abbildung 5).Die Absorptionswerte von billigen Milchschokoladenproben betrugen 0,52 A.U. und 0,79 A.U. am Spitzenwert (Abbildung 6). Die Absorptionswerte von weißen Schokoladenproben an den Spitzen betrugen 0,52 A.U. bzw. 0,79 A.U. (Abbildung 7). Die Absorptionswerte von dunklen Schokoladenproben mit einem Kakaogehalt von 78 % betrugen am Spitzenwert 0,53 AU bzw. 0,68 AU (Abbildung 8). Die Absorptionswerte von dunklen Schokoladenproben mit einem Kakaogehalt von 92 % betrugen am Spitzenwert 0,52 AU bzw. 0,62 AU (Abbildung 9). Spektrale Diagramme von fünf Schokoladensorten können den Unterschied in der Spitzenintensität anzeigen (Abbildung 10).
in1209,81 nmDie Absorptionsgrad ist von hoch bis niedrig: eine dunkle Schokoladenprobe mit einem Kakaogehalt von 78%, eine dunkle Schokoladenprobe mit einem Kakaogehalt von 92%, eine weiße Schokoladenprobe und eine billige Milchschokoladenprobe. in1437,32 nmDie Absorption ist von hoch bis niedrig: weiße Schokolade, billige Milchschokolade, Milchschokolade, dunkle Schokolade mit einem Kakaogehalt von 78% und dunkle Schokolade mit einem Kakaogehalt von 92%. Man kann davon ausgehen, dass dieser Spitzenwert den Zuckergehalt angibt.
SchlussfolgerungenDurchschnittlich 28 g pro Portion Schokolade, weiße Schokolade enthält 15 g Zucker, billige Milchschokolade enthält 16 g Zucker, Milchschokolade enthält 12 g Zucker, dunkle Schokolade mit einem Kakaogehalt von 78% enthält 5 g Zucker und dunkle Schokolade mit einem Kakaogehalt von 92% enthält 2 g Zucker. Dies deutet nur auf eine Vermutung hin, dass ähnliche Trends wie Milchfeste und andere Gewürze aus anderen Zutaten abgeleitet werden können.
Zusammenfassend beobachtete dieses Experiment Unterschiede zwischen verschiedenen Arten von Schokolade mit Hilfe des nahen Infrarotspektrums. Weitere metrologische Analysen sind jedoch erforderlich, um die Unterschiede in diesen Messungen ausreichend zu erklären und zu quantifizieren.
AvaSpec-NIR256-1.7-EVOFaserspektrometerEs ist ein sehr vielseitiges Near-Infrarot-Spektrometer, das auf Ihre Bedürfnisse angepasst werden kann.
AvaSphere-50-LS-HAL-12VIntegrierte Halogenlampe KugelEs wurde speziell für die Reflexionsmessung entwickelt, kann aber auch in allen Anwendungen verwendet werden, in denen Probleme mit begrenzter Signalstärke auftreten können, wie z. B. in der Nahinfrarotspektromessung.
