近赤外分光法(NIR)によるアイスクリームミックスの品質管理
AN-NIR-139
2025-12
ja
脂肪、全固形分、たんぱく質、乳糖、ショ糖およびカロリーを迅速に定量する方法
近赤外分光法(NIR)を用いることで、アイスクリームの全固形分、脂肪含量、乳糖、タンパク質含量、ショ糖含量、カロリーなどの品質パラメータを数秒で測定することができます。
アイスクリームは、水、乳製品、脂肪、たんぱく質、糖類および空気から構成される複雑なエマルジョンです。この冷菓を構成する各成分は、滑らかでクリーミーな食感を形成するうえで重要な役割を果たしています。アイスクリームの製造工程においては、消費者の期待に応えるため、ロット間の一貫性を確保する品質試験が実施されます。
アイスクリームの品質分析では、脂肪含量、たんぱく質含量、全固形分に加え、乳糖およびショ糖含量、ならびにカロリーの測定が行われます。これらの要因は、食感や風味、保存性、さらには消費者満足度に影響を及ぼします。従来の標準的な実験室分析法は、試料前処理を必要とし、時間を要するという課題があります。
近赤外分光法(NIRS)は、これらのパラメータを数秒で同時に測定可能な、より簡便で化学試薬を使用しない代替分析手法となります。
40種類の異なるアイスクリーム・サンプルを、メトロームNIR分析装置を用いて分析しました。すべての測定は、スモールカップアクセサリーを用い、単一点測定による反射モード(1000~2250 nm)で実施しました。
参照値は、公定法により取得しました。具体的には、全固形分は AOAC 941.08、たんぱく質は AOAC 930.33、脂肪は AOAC 932.06 に基づいて測定しました。乳糖およびショ糖の参照値は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により測定し、カロリーについてはボンブ熱量計を用いて測定しました。
すべてのデータ取得および予測モデルの構築には、メトロームのソフトウェアを使用しました。
取得したNIRスペクトル(図1)を用いて、前節で述べた各参照パラメータに対する予測モデルを構築しました。検証方法としては、リーブワンアウト法によるバリデーションを適用しました。NIRによる予測値と参照値との関係を示す相関図を、対応する性能指数(Figures of Merit:FOM)とともに図2~図7に示します。
アイスクリームミックスの脂肪含量の測定結果
| R2 | SEC (%) | SECV (%) |
|---|---|---|
| 0.979 | 0.24 | 0.30 |
アイスクリームミックスの全固形分含量の測定結果
| R2 | SEC (%) | SECV (%) |
|---|---|---|
| 0.979 | 0.52 | 0.58 |
アイスクリームミックスの乳糖含量の測定結果
| R2 | SEC (%) | SECV (%) |
|---|---|---|
| 0.921 | 0.06 | 0.10 |
アイスクリームミックスのショ糖含量の測定結果
| R2 | SEC (%) | SECV (%) |
|---|---|---|
| 0.952 | 0.33 | 0.37 |
アイスクリームミックスのたんぱく質含量の測定結果
| R2 | SEC (%) | SECV (%) |
|---|---|---|
| 0.974 | 0.11 | 0.14 |
アイスクリームミックスのカロリー測定結果
| R2 | SEC (%) | SECV (%) |
|---|---|---|
| 0.981 | 2.83 | 2.89 |
アイスクリームの品質管理においては、全固形分および脂肪の測定が特に重要なパラメータのひとつです。本アプリケーションノートでは、アイスクリームのカロリー、脂肪、全固形分、乳糖、ショ糖およびたんぱく質含量の分析に、近赤外分光法(NIR分光法)を用いることの有用性を示します。これらのパラメータは、NIR分光法により同時に測定可能です。分析は容易で、化学薬品を使用せず、わずか数秒で実施できます。NIR分光法は、アイスクリームの製造工程中や最終製品の品質管理など、品質保証の目的で活用可能です。