Espectro de absorção de chocolate diferente
Você sabe? Conhecimento sobre o "chocolate"
Dia dos NamoradosÉ um dos festivais nacionais e globais. Este festival romântico começou por volta do século XIV e é um festival para comemorar o amor com saudações e presentes mútuos, onde os presentes conhecidos são flores cheiras e doces e deliciosos.ChocolateEnquanto o termo "chocolate" inclui uma ampla categoria de doces, para alguns chocolates específicos, suas definições são muito rigorosas. Qualquer um é definido como"Chocolate de leite"O chocolate deve conter gordura de cacau, cacau sólido, pelo menos12% de leitee10% de cacau- É.
Isto é só..."Chocolate de leite"Os limites indicadores de alta qualidade do chocolate de leite geralmente contêm30-40% de cacauOs ingredientes restantes podem ser açúcar, ervas, emulsionantes e outros temperos."Chocolate Branco"Deve conter pelo menos14% de leitee20% de cacauMas não contém cacau sólido, o que elimina o sabor frutoso e amargo do próprio chocolate.
"Chocolate preto"Deve conter pelo menos35% de cacauGeralmente, essa proporção se aproxima60-70%até o máximo90%As regras exigem que não haja leite, mas geralmente há uma pequena quantidade de leite.
Geralmente, esses diferentes tipos de chocolate podem ser distinguidos por cor e material visível ao olho nu. Mas também podemos distingui-los por sua composição, ou seja, sua composição molecular. Neste experimento usaremosEspectrometria do Infravermelho Próximopara realização.
Figura 1: Cinco espécies usadas no experimento
Amostras de chocolate e referência branca
De esquerda para direita: chocolate ao leite, chocolate barato ao leite, chocolate branco, chocolate preto com 78% de cacau, chocolate preto com 92% de cacau, telha de referência branca da Avantes (WS-2).
Instrumentos experimentais
O espectrómetro utilizado neste experimento (Figura 2) éAvaSpec-NIR256-1.7-EVO (em inglês)Espectrómetro de fibra óptica de infravermelho próximo. Este espectrómetro de infravermelho próximo mede até1,7 μmAdotando uma plataforma óptica de alta sensibilidade, com bons parâmetros de desempenho e velocidade de amostragem0,53 msO tempo de crédito pode ser tão curto quanto10μs- É.
Figura 2: AvaSpec-NIR256-1.7-EVO (esquerda), bola integral e amostra de chocolate (direita)
AvaSpec-NIR256-1.7-EVO está equipado comInGaAs (arsênico indio-gálio)Detector de Array,USB 3eInterface Gigabit Ethernetplaca de circuito ultra-baixo ruído. É possível escolher diferentes rastros e fendas. As interfaces de E/S digitais e analógicas do espectrómetro permitem o acionamento externo do espectrómetro, bem como o controle da fonte de luz de pulso e da soma do obturador, e podem ser selecionadas por softwareDois tipos.Diferentes modos de ganho, ou seja, os modos de alta sensibilidade (HS, padrão) e baixo ruído (LN).
A fonte de luz utilizada neste experimento éAvaSphere-50-LS-HAL-12V (em inglês)Bola integral da fonte de luz halogênica incorporada (Figura 3). Esta bola é destinada aReflexãoProjetado para aplicações, mas também adequado para materiais de baixa reflexão e medições espectrais de infravermelho próximo.
Figura 3:AvaSphere-50-LS-HAL (em inglês)
dentro de 12VFonte de luz halogênica
Bola integral da fonte de luz halogênica incorporada para amostrasLuz halogênica difundidaPerdas associadas ao acoplamento de fibra óptica podem ser evitadas e a intensidade da luz na amostra é de até160Duas vezes. AvaSphere-50-LS-HAL-12V Bola de pontosDiâmetro interno 50mmHá uma porta de amostragem de diâmetro de 10 mm, uma porta de referência SMA e uma porta SMA quase reta para coletar sinais do espectrômetro AvaSpec.
Outros acessórios utilizados neste experimento incluem:
Um copo que separa a amostra de chocolate da bola de pontos
Telha de referência branca (WS-2) para comparar cada amostra de chocolate
Fibra óptica com diâmetro de núcleo de 600 mícrons (FC-UVIR600-1-BX) para conexão de bolas integrais e espectrómetros
Exceto que as amostras baratas de chocolate ao leite são um pedaço de chocolate separado, cada amostra de chocolate é quebrada de um pedaço completo de chocolate. Cada amostra é armazenada em uma gaveta de quarto a cerca de 21 ° C para garantir que o chocolate não derreta. Durante a medição, cada amostra de chocolate é colocada em um slide separadamente e, em seguida, o slide é colocado na porta da amostra da bola integral (Figura 4).
Figura 4: Separação de bola integral e chocolate com vidro
Este vidro evita que os resíduos de chocolate entrem na bola integral e causem poluição, ao mesmo tempo que torna a distância de medição mais consistente para obter resultados mais precisos. Primeiro, medir a porcelana de referência branca como nossa referência branca, colocando-a sobre o vidro para garantir a consistência da distância de medição.
Nós usamos o software AvaSoft emT - Absorçãopadrão, cuja unidade de contagem éA.U.AvaSoft é o nosso pacote de análise de dados personalizado. Este modelo foi projetado especificamente para aplicações de absorção de luz. Neste experimento, usamos telha de referência branca como referência branca. SeráTempo de CréditoDefinido em cerca de 3ms, o tempo de integração pode aumentar ou diminuir a quantidade de luz medida em uma única vez, afetando a amplitude geral do espectro de medição. Vamos.Número médio de vezesDefinir 100 significa que os 100 valores são mediados juntos para fornecer resultados espectrais mais consistentes. Quando o tempo de crédito é curto, um número médio relativamente alto pode ser usado.
Resultados do experimento
O espectrograma obtido pelo experimento é mostrado na imagem abaixo.
Figura 5: Espectro de absorção de amostras de chocolate de leite
Os picos são de 1209,81 nm e 1437,32 nm, com absorção de 0,50 A.U. e 0,74 A.U., respectivamente.
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Figura 6: Espectro de absorção de amostras de chocolate de leite barato
Os picos são de 1209,81 nm e 1437,32 nm, com absorção correspondente a 0,52 A.U. e 0,79 A.U., respectivamente.
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Figura 7: Espectro de absorção de amostras de chocolate branco
Os picos são de 1209,81 nm e 1437,32 nm, com absorção correspondente a 0,52 A.U. e 0,79 A.U., respectivamente.
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Figura 8: Conteúdo de cacau de 78%
Espectro de absorção de amostras de chocolate preto
Os picos são de 1209,81 nm e 1437,32 nm, com absorção de 0,53 A.U. e 0,68 A.U., respectivamente, em ambos os comprimentos de onda.
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Figura 9: Conteúdo de cacau de 92%
Espectro de absorção de amostras de chocolate preto
Os picos são de 1128,26 nm e 1322,60 nm, com absorção correspondente a 0,52 A.U. e 0,62 A.U., respectivamente.
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Figura 10: Comparação dos resultados
Amostras de chocolate ao leite(Azul)Amostras de chocolate barato(Vermelho)Amostras de chocolate branco(Verde claro)Amostras de chocolate preto com 78% de cacau(vermelho escuro)Amostras de chocolate preto com 92% de cacau(Verde escuro)Espectro de absorção
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O espectro de absorção de todas as amostras de chocolate1209,81 nme1437,32 nmmedição até o pico.
Descrição dos dados:As amostras de chocolate de leite tiveram valores de absorção de 0,50 A.U. e 0,74 A.U. no pico, respectivamente (Figura 5).As amostras de chocolate de leite barato tiveram valores de absorção de 0,52 A.U. e 0,79 A.U. no pico, respectivamente (Figura 6). As amostras de chocolate branco tiveram valores de absorção no pico de 0,52 U.U. e 0,79 U.U., respectivamente (Figura 7). Amostras de chocolate preto com 78% de cacau tiveram valores de absorção de 0,53 U.U. e 0,68 U.U. no pico, respectivamente (Figura 8). As amostras de chocolate preto com um teor de cacau de 92% tiveram valores de absorção de 0,52 U.U. e 0,62 U.U., respectivamente, no pico (Figura 9). Um espectrograma de cinco tipos de chocolate pode indicar a diferença na intensidade do pico (Figura 10).
em1209,81 nmNo local, a absorção de luz é de alto a baixo: amostras de chocolate preto com teor de cacau de 78%, amostras de chocolate preto com teor de cacau de 92%, amostras de chocolate branco, amostras de chocolate de leite barato. em1437,32 nmNo local, a absorção de luz de alto a baixo é: chocolate branco, chocolate de leite barato, chocolate de leite, amostra de chocolate preto com 78% de conteúdo de cacau e amostra de chocolate preto com 92% de conteúdo de cacau. Assim, pode-se supor que esse pico indica o teor de açúcar.
conclusãoA média por porção de amostra de chocolate é de 28g, o chocolate branco contém 15g de açúcar, o chocolate de leite barato contém 16g de açúcar, o chocolate de leite contém 12g de açúcar, o chocolate preto com 78% de cacau contém 5g de açúcar e o chocolate preto com 92% de cacau contém 2g de açúcar. Isso sugere apenas uma suposição de que tendências semelhantes, como os sólidos do leite e outros temperos, podem ser deduzidas de outros ingredientes.
Em resumo, este experimento observou diferenças entre diferentes tipos de chocolate usando espectro de infravermelho próximo. No entanto, é necessário usar análises metrológicas adicionais para explicar e quantificar adequadamente as diferenças nessas medições.
AvaSpec-NIR256-1.7-EVO (em inglês)Espectrómetro de fibra ópticaÉ um espectrómetro de infravermelho próximo altamente versátil que pode ser personalizado para atender às suas necessidades.
AvaSphere-50-LS-HAL-12V (em inglês)Bola integral de lâmpada de halogênio incorporadaFoi projetado especificamente para medição de refletidão, mas também pode ser usado em qualquer aplicação em que possa haver problemas limitados com a intensidade do sinal, como a espectrometria do infravermelho próximo.
