AN-NIR-105
2025-03
【技術資料】近赤外分光法(NIRS)による焙煎コーヒー豆のカフェイン・水分の測定
NIRS determines caffeine and moisture without any chemicals
概要
コーヒー焙煎業者にとって、焙煎したコーヒー豆の継続的な分析は、経済面で大きな影響をもたらす可能性があります。継続的な分析により、焙煎設定を改善して、よりエネルギー効率の高い工程と、高度に一貫性のある最終製品を実現できます。カフェイン濃度を測定するためのHPLC(高速液体クロマトグラフィー)などの手間のかかる手法は、装置を操作するための知識や経験が必要で、化学薬品を使用し、分析の実施にかなりの時間がかかる場合があります。
近赤外分光法(NIRS)は、焙煎したコーヒー豆のカフェインと水分の分析において、迅速で化学薬品を使用しない代替手段です。NIRSソリューションは使いやすく、試料前処理が不要で、このような分析計は焙煎機の近くまたは品質管理ラボのいずれでも運用可能です。
試験機器
最大168個の焙煎コーヒー試料を、OMNIS NIRスモールカップ60 mm(図1)を用いて、Metrohm OMNIS NIR Analyzer Solidで測定しました。全粒豆または粉砕豆のいずれかの試料をスモールカップに入れ、拡散反射モードで測定を行いました。カフェインと水分の従来分析値は、それぞれの標準法で測定しました。イオンクロマトグラフ(IC)を用いたカフェイン分析はISO 20481のガイドラインに従い、水分分析はAOAC 979.12のガイドラインに従いました。
表 1. ハードウェアおよびソフトウェア機器の概要。
| 機器 | 品番 |
|---|---|
| OMNIS NIR Analyzer Solid | 2.1071.0010 |
| OMNIS NIR用スモールカップホルダー | 6.07402.200 |
| OMNIS NIRスモールカップ, 60 mm | 6.07402.210 |
| OMNIS Stand-Alone ライセンス | 6.06003.010 |
| Quant Development software ライセンス | 6.06008.002 |
結果
得られたNIRスペクトル(図2)と各従来分析値パラメータを検量線予測モデルの作成に使用しました。NIR予測値と従来分析値の関係を示す相関図は、それぞれの統計指標(FOM)とともに図3〜4に示しています。
結果 焙煎コーヒー豆中の水分
結果 焙煎コーヒー豆中のカフェイン
まとめ
本アプリケーションノートは、焙煎した粉砕コーヒー豆および全粒コーヒー豆の迅速分析にNIR分光法を使用できる可能性を示しています(表2)。化学薬品を使用せずに、OMNIS NIR Analyzerは両方のパラメータ(カフェインおよび水分含有量)を良好な精度で測定できます。予想通りに、より均質な粉砕コーヒーサンプルの方が予測精度がわずかに良好でした。
表 2. コーヒーの分析に使用される各手法の結果取得までの時間の比較。
| パラメータ | 方法 | 結果取得までの時間 |
|---|---|---|
| カフェイン | IC システム (ISO 20481) | 120分(試料前処理および測定) |
| 水分 | オーブン – 乾燥減量(AOAC 979.12) | 13時間(試料前処理および測定) |
アプリケーション共有
PDFダウンロード
Internal references: AW NIR CH-0069-042023; AW NIR CH-0070-042023
