案例——通过拉曼光谱对蓝莓汁质量指标进行快速的多重分析

背景：

蓝莓果汁越来越受欢迎，经常与芹菜、甜菜根和苹果混合在一起，以获得最好的味道。虽然一些蓝莓汁是用新鲜的有机水果制成的，但是超市里的大部分果汁都是工业生产的。工业生产者对合格果汁的主要需求之一是对oBx和碳水化合物进行测量。oBx表示水溶液中的糖含量(1oBx=100gr溶液中含1gr蔗糖)，它是用来可以考虑混合或混合不同批次蓝莓的一个重要的参数。碳水化合物的含量是对饮食问题的一个很重要的营养因素，事实上必须在标签上表明。最现代化、最自动化的用于生产果汁的工业工厂需要把对这些营养指标无损和快速测量的创新的设备用在生产线上。

最近，出现了用Raman光谱仪无损且快速检测质量的方法。事实上，传统的光谱分析，例如基于吸收和荧光的光谱，显示了许多重叠带的卷积产生的宽峰，用于多组件分析的解决方法不佳，Raman的光谱显示了识别分子成分的窄带，因此提供更好的质量评估。Raman光谱学也已经分析了冻干蓝莓:在这种情况下，它展示了对花青素的总含量进行量化的能力。

实验：

设备：激光器（波长1064nm）、探测器和拉曼光谱仪。（这整个系统可参考enspectr公司的便携式拉曼光谱仪 RaPort）。

样品：17种蓝莓果汁，其中中国6种，都是超市买的工厂生产的，意大利11种，其中有一些事手工制作的。

实验过程：将样品装在一个4ml的小瓶中，将小瓶放在与光谱仪耦合的合适的位置。整个设备与计算机交互，计算机包括硬件管理选项软件和光谱采集、显示和预处理。每一种果汁样品测量四次，测量之前旋转瓶子，避免样品的不均匀。

结果：

   所有样品四次测量的预处理的拉曼光谱图                              中国和意大利区别最大的果汁的四次平均的拉曼光谱图

模型：预测营养指标的PLS模型

从Raman的光谱和偏最小二乘回归法的参考数据中可以预测出oBx和碳水化合物，PLS是最流行的预测定性变量的技术之一。

与oBx和碳水化合物的拉曼光谱相关的系数:线性拟合系数

PLS预测oBx和碳水化合物的结果

结论：

Raman光谱对蓝莓果汁的无损和快速全面分析具有良好的潜力，尤其是对重要的营养指标的预测，如oBx和碳水化合物。本实验研究在工业生产在线控制过程中对产品质量的监控和指出上述程序可能出现的故障上可能有意义。

来源：L. Ciaccheri等的文章“Blueberry juices: a rapid multi-analysis of quality indicators by means of dispersive Raman spectroscopy excited at 1064 nm”