AN-NIR-123
2025-07
【技術資料】近赤外分光法(NIRS)による小麦粉の水分・タンパク質・灰分・物性測定
NIR flour analysis determines moisture, protein, ash, gluten, starch, and rheological properties within seconds
概要
小麦粉の灰分含有量をタンパク質含有量、水分含有量などの主要な品質パラメーターとともにモニタリングすることで、小麦粉の製粉歩留まりを大幅に向上させることができます。これらの化学的パラメーターに加えて、焼成強度や粘弾性（タフネス）といったレオロジーパラメーターも製品品質に影響を及ぼします。近赤外（NIR）分光法を使用すると、化学的パラメーターとレオロジーパラメーターの両方について、薬品を使用しない品質管理が可能となり、数秒以内に結果が得られます。このシンプルで効率的かつ迅速な分析方法は、継続的な品質チェックに最適であり、ラボ環境やアットラインで導入でき、効果的に使用するために必要な測定者へのトレーニングも最小限で済みます。
試験機器
種々の種類を含む計237点の小麦粉サンプルのNIRスペクトルをOMNIS NIR用ラージカップ 100 mmに充填し、OMNIS softwareを使用してMetrohm OMNIS NIR Analyzer Solid（図1）で測定しました。ラージサンプルカップでの測定は拡散反射モードで測定を行いました。サンプルの不均一性をなくすため、測定中にサンプルカップを回転させ、異なるサンプル位置のスペクトルも測定し、自動的に平均化を行ったスペクトルで検量線予測モデルの作成を行いました。水分、タンパク質、灰分の従来分析値は、それぞれの基準分析法により測定しました。水分分析はAOAC 953.10に、タンパク質はAOAC 2001.11に、灰分はAOAC 923.03に従いました。
| 機器 | 品番 |
|---|---|
| OMNIS NIR Analyzer Solid | 2.1071.0010 |
| OMNIS NIR用ラージカップホルダー 100 mm | 6.07402.100 |
| OMNIS NIR用ラージカップ 100 mm | 6.07402.110 |
| OMNIS スタンドアロンライセンス | 6.06003.010 |
| Quant Development ライセンス | 6.06008.002 |
結果
得られたNIRスペクトル(図2)を用いて、各種の基準パラメーターに対する予測モデルを作成しました。NIRによる予測値と基準値との関係を示す相関図を、それぞれの性能指数(FOM)とともに図3~5に示します。
結果 小麦粉中の水分
| 統計指標 | 値 |
| R2 | 0.827 |
| 検量線標準誤差 | 0.47% |
| 内的交差確認標準誤差 | 0.48% |
結果 小麦粉中のタンパク質
| 統計指標 | 値 |
| R2 | 0.789 |
| 検量線標準誤差 | 1.89% |
| 内的交差確認標準誤差 | 2.68% |
結果 小麦粉中の灰分
| 統計指標 | 値 |
| R2 | 0.929 |
| 検量線標準誤差 | 0.221% |
| 内的交差確認標準誤差 | 0.231% |
| パラメーター | 範囲 | SEC | SECV | R²CV |
|---|---|---|---|---|
| グルテン | 15–35% | 1.39% | 1.40% | 0.918 |
| デンプン | 15–26% | 0.86% | 0.97% | 0.755 |
| 焼成強度 | 36–444 | 29.94 | 30.75 | 0.919 |
| 弾性指数 | 30–65 | 2.32 | 2.67 | 0.906 |
| タフネス | 43–382 | 20.00 | 21.69 | 0.910 |
まとめ
このアプリケーションノートでは、小麦粉中の複数の品質パラメーターの分析における近赤外分光法(NIRS)の実現可能性を示しました。化学薬品を使用しない近赤外分光法(NIRS)は、時間のかかるサンプル前処理をなくし、コストを削減するのに最適な方法です。メトロームのNIR分析計を使用すると、小麦粉の製粉プロセスをモニタリングできるだけでなく、その小麦粉から作られる生地のレオロジー特性も予測できます。
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