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Beijing Avantes Technology Co., Ltd. - Avantes
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異なるチョコレートの吸収スペクトル
日付:2023-04-17読み:0


あなたは知っていますか。これらの「チョコレート」に関する知識


バレンタインデー全国的かつ世界的な祝日の1つです。このロマンチックな祝日は14世紀ごろから始まり、愛のために深い挨拶と贈り物を贈り合う祝日で、その中でよく知られている贈り物は香り高い花と甘くておいしいものですチョコレート。「チョコレート」という言葉に含まれるキャンディの種類は広いが、特定のチョコレートについては非常に厳しい定義がある。定義されているもの「ミルクチョコレート」のチョコレートはすべてカカオバター、カカオ固体、少なくとも12%の牛乳和10%のココア。


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これはまだ「ミルクチョコレート」の限度指標であり、高品質なミルクチョコレートは一般的に含まれるカカオ30~40%。残りの成分は砂糖、ハーブ、乳化剤、その他の調味料である可能性があります。「ホワイトチョコレート」少なくとも含まなければならない14%の牛乳和カカオ20%を含むが、カカオ固形分は含まれておらず、これによりチョコレート自体の果実味や苦味を消すことができる。

「ダークチョコレート」に少なくとも含まなければならないカカオ35%、一般的にこの割合は60-70%、最高到達可能90%左右、牛乳を含まないことが規定されていますが、通常は微量の牛乳があります。





パート01

実験構想



通常、これらの異なるチョコレートのタイプは、肉眼で観察できる色と材質で区別することができます。しかし、私たちは彼らの構成成分である分子組成によって区別することもできます。本実験では、近赤外分光法を実行します。


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図1:実験に用いた5種類

チョコレートサンプルとホワイトリファレンス


左から:ミルクチョコレート、安価なミルクチョコレート、ホワイトチョコレート、カカオ含有量78%のブラックチョコレート、カカオ含有量92%のブラックチョコレート、Avantesのホワイトリファレンスワット(WS-2)。






パート02

じっけんき



本実験で使用した分光計(図2)はAvaSpec-NIR256-1.7-EVO近赤外光ファイバ分光計。この近赤外分光計は測定範囲が最大である1.7 ミクロメートル高感度光学プラットフォームを採用し、良好な性能パラメータを持ち、サンプリング速度は0.53 毫秒、積分時間は10μs。

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図2:AvaSpec-NIR 256-1.7-EVO(左)、積分ボールとチョコレートサンプル(右)

AvaSpec-NIR 256-1.7-EVOが搭載されているInGaAs(インジウムガリウム砒素)アレイ検出器、USB3 の和ギガビットイーサネットインタフェースの超低ノイズ回路基板を使用します。異なるラスターとスリットを選択できます。分光器のデジタル及びアナログI/Oインタフェースは分光器の外部トリガ及びパルス光源及びシャッタ和の制御を実現し、ソフトウェアにより選択することができる二種類高感度モード(HS、デフォルト)と低ノイズ(LN)モードの異なる利得モード。


本実験で使用した光源はAvaSphere-50-LS-HAL-12Vハロゲンランプ光源(図3)を内蔵した積分球。この積分球は反射応用して設計したが、低反射材料と近赤外スペクトル測定にも適している。

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図3:AvaSphere-50-LS-HAL

-12 V内ハロゲン置換ランプ光源

ハロゲンランプ光源を内蔵した積分球をサンプルに提供拡散ハロゲン光、光ファイバ結合に関連する損失の発生を回避することができ、我々の標準反射積分球に比べて、サンプル上の光照射強度は最大である160倍になる。AvaSphere-50-LS-HAL-12 Vインテグラルボール内径50 mmAvaSpec分光器の信号を収集するための10 mm直径のサンプリングポート、SMA参照ポート、およびコリメートSMAポートがあります。


本実験で使用された他の部品は、次のとおりです。

  • チョコレートサンプルと積分球を分離したガラス

  • ホワイトリファレンス瓦(WS-2)を参考にチョコレートサンプルごとに比較

  • 600ミクロンコア径ファイバ(FC-UVIR 600-1-BX)、積分球と分光計を接続する






パート03

実験方法



安いミルクチョコレートのサンプルが1つのチョコレートであることを除いて、各チョコレートのサンプルはすべて1つの完全なチョコレートから割ったものです。各サンプルは21℃前後の部屋の引き出しに保管され、チョコレートが溶けないようにしています。測定時には、各チョコレートサンプルをそれぞれスライドに置き、次にスライドを積分ボールのサンプルポートに置く(図4)。

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【図4】積分球とチョコレートをガラスで仕切る

このガラスはチョコレートチップが積分球に入って汚染されるのを防ぐことができ、同時に、測定距離をより一致させることができ、より正確な結果を得ることができる。最初に白色基準磁器を測定して私たちの白基準とし、それをガラス上に置いて測定距離の一致性を確保します。

AvaSoftソフトウェアのT-吸光度モード、そのカウント単位はA.U。。AvaSoftは、私たちがカスタマイズしたデータ分析パッケージです。このモードは、吸光度用途に特化して設計されています。本実験では、ホワイトリファレンス瓦をホワイトリファレンスとして用いた。将(しょう)せきぶんじかん3 ms程度に設定すると、積分時間は一度に測定した光量を増加または減少させ、測定スペクトルの全体的な振幅に影響を与えることができる。私たちは平均回数100に設定すると、100個の値を平均して、より一貫したスペクトル結果を提供することができます。積分時間が短い場合は、比較的高い平均回数を使用することができる。






パート04

実験結果



実験で得られたスペクトル図を下図に示す

図5:ミルクチョコレートサンプルの吸収スペクトル

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ピークは1209.81 nmと143.32 nmで、吸光度はそれぞれ0.50 A.U.と0.74 A.U.

左右にスライドして詳細を表示

図6:安価なミルクチョコレートサンプルの吸収スペクトル

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ピークは1209.81 nmと143.32 nmで、2つの波長に対応する吸光度はそれぞれ0.52 A.U、0.79 A.Uである。

左右にスライドして詳細を表示

図7:ホワイトチョコレートサンプルの吸収スペクトル

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ピークは1209.81 nmと143.32 nmで、2つの波長に対応する吸光度はそれぞれ0.52 A.U、0.79 A.Uである。

左右にスライドして詳細を表示

図8:カカオ含有量78%の

ダークチョコレートサンプルの吸収スペクトル

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ピークは1209.81 nmと143.32 nmで、2つの波長に対応する吸光度はそれぞれ0.53 A.U、0.68 A.Uである。

左右にスライドして詳細を表示

図9:カカオ含有量92%の

ダークチョコレートサンプルの吸収スペクトル

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ピークは1128.26 nmと132.60 nmで、2つの波長に対応する吸光度はそれぞれ0.52 A.U、0.62 A.Uである。

左右にスライドして詳細を表示

図10:結果比較図

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ミルクチョコレートサンプル(青)、安価なミルクチョコレートサンプル(赤)、ホワイトチョコレートサンプル(ライトグリーン)、カカオ含有量78%のダークチョコレートサンプル(ダークレッド)カカオ含有量92%のダークチョコレートサンプル(ダークグリーン)の吸収スペクトル

左右にスライドして詳細を表示


すべてのチョコレートサンプルの吸収スペクトルは1209.81 nm和1437.32 nmにピークを測定した。

データの説明:ミルクチョコレートサンプルのピークにおける吸光度値は、それぞれ0.50 A.U.、0.74 A.U.(図5)であった。安価なミルクチョコレートサンプルのピークでの吸光度値は、それぞれ0.52 A.U.、0.79 A.U.(図6)であった。ピークにおけるホワイトチョコレートサンプルの吸光度値は、それぞれ0.52 A.U.、0.79 A.U.(図7)であった。カカオ含有量78%のダークチョコレートサンプルのピークでの吸光度値は、それぞれ0.53 A.U.、0.68 A.U.(図8)であった。カカオ含有量92%のダークチョコレートサンプルのピークでの吸光度値は、それぞれ0.52 A.U.、0.62 A.U.(図9)であった。5種類のチョコレートのスペクトル図はピーク強度の違いを示すことができる(図10)。

に1209.81 nmここで、吸光度は高いものから低いものまで、カカオ含有量78%のダークチョコレートサンプル、カカオ含有量92%のダークチョコレートサンプル、ホワイトチョコレートサンプル、安価なミルクチョコレートサンプルである。に1437.32 nmここで、吸光度の高さは、ホワイトチョコレート、安価なミルクチョコレート、ミルクチョコレート、カカオ含有量78%のブラックチョコレートサンプル、カカオ含有量92%のブラックチョコレートサンプルであった。このピークは糖含有量を表すと仮定することができる。

結論:1部当たりのチョコレートサンプルは28 g、ホワイトチョコレートは15 gの糖を含み、安価なミルクチョコレートは16 gの糖を含み、ミルクチョコレートは12 gの糖を含み、カカオ含有量は78%のブラックチョコレートは5 gの糖を含み、カカオ含有量は92%のブラックチョコレートは2 gの糖を含む。これは、牛乳固形物や他の調味料のような傾向が他の成分から得られるという予想を示しているにすぎない。






パート05

実験後記



結論として、本実験は近赤外スペクトルを用いて異なるタイプのチョコレート間の差異を観察した。しかし、これらの測定の違いを十分に説明し、定量化するためには、さらなる計量分析を使用しなければならない。

AvaSpec-NIR256-1.7-EVOファイバ分光計高度に汎用性の高い近赤外分光計で、ニーズに合わせてカスタマイズできます。

AvaSphere-50-LS-HAL-12V内蔵ハロゲンランプ積分球反射率測定に特化して設計されていますが、近赤外スペクトル測定など、信号強度に制限がある可能性のあるあらゆる用途にも使用できます。