Определение фальсифицированной молочной продукции с помощью рамановских спектрометров

АПР052016

На сегодняшний день в условиях санкций и сложившейся экономической обстановки явно наблюдается нехватка качественной молочной продукции. В связи с этим наше правительство принимает соответствующие меры по наладке производства собственной молочной продукции. Но здесь мы сразу сталкиваемся с проблемой определения контрафактных продуктов, поскольку в данную нишу хочет войти как можно больше поставщиков, но не все из них соблюдают соответствующие нормы в процессе производства данных товаров.

При этом следует помнить, что для нормального развития организма, человеку необходимо потреблять в год определенное количество молока и молоко-содержащих продуктов. Поэтому строгий контроль качества всей производимой молочной продукции необходим как в целях улучшения качества жизни населения страны, так и в экономических целях.

Существуют различные методы контроля контрафактной молочной продукции, такие как, например, хроматография. Однако данные методы контроля отнимают много времени и средств, а пока производится анализ, готовый продукт может с легкостью испортиться. Поэтому актуальной проблемой является поиск методов и инструментов для проведения экспресс-анализа непосредственно на складах производителя или на складах магазинов.

Эксперимент

Одним из предложенных нами методов является проведение быстрого анализа с помощью портативных рамановских спектрометров. Рамановская спектроскопия представляет собой быстрый и достоверный метод неразрушающего контроля. Основываясь на «молекулярной подписи» отдельно взятого вещества данный метод позволяет выявить любое отклонение от нормы.

В ходе эксперимента использовались рамановские спектрометры i-Raman Plus и i-Raman EX с длинами волн возбуждения 785 нм и 1064 нм соответственно. Целью эксперимента было выявление пригодности использования данной технологии для экспресс контроля качества молочной продукции.

Процесс измерения и пробоподготовки очень прост. Он не требует абсолютно никаких знаний ни в области рамановской спектроскопии, ни в области различных свойств исследуемых образцов. Подготовка пробы заключается только в том, чтобы наполнить специальные кюветы исследуемым образцом и вставить их в специальный адаптер.

В качестве исследуемых образцов использовались образцы масла, маргарина, молока и сыра отечественных производителей (все образцы доступны в любом продуктовом магазине). Исследования производились на двух рамановских спектрометрах, поскольку были подозрения, что данные образцы будут обладать флуоресценцией, которая может повлиять на получаемые результаты.

В ходе проведенных экспериментов было выявлено, что оба прибора способны определять исследуемые вещества как на качественном уровне, так и на количественном. Результаты представлены ниже.

Рис. 2. Рамановские спектры образцов масла. Прибор i-Raman Plus.  

Рис. 3. Рамановские спектры образцов сыра. Прибор i-Raman Plus.

Рис. 4. Рамановские спектры образцов молока. Прибор i-Raman Plus.  

Рис. 5. Рамановские спектры образцов масла.

Прибор i-Raman EX. Как видно из представленных результатов, оба прибора позволяют получить определенные рамановские спектры с четкими пиками для дальнейшего анализа. Прибор i-Raman EX дает более четкие спектры, так как менее подвержен влиянию флуоресценции. Данный аспект может быть особенно значительным при анализе различных видов молока.

Вывод

Проведенная серия экспериментов подтвердила, что технология рамановской спектроскопии позволяет получать рамановские спектры различной молочной продукции, а также различает данные спектры при одних и тех же параметрах исследования (мощность лазера: 100%, время интегрирования 2 – 5 мин).

Дальнейший качественный и количественный анализ возможен при использовании специального программного обеспечения, после создания соотвествующих аналитических программ для экспресс анализа. Создание и усовершенствование аналитического метода контроля молочной продукции с помощью портативных рамановских спектрометров позволит в будущем производить быстрый и достоверный анализ молочной продукции, позволяющий определять и отделять качественный продукт от фальсифицированного и проверять предельную допустимую концентрацию искусственных добавок в натуральных продуктах.

Данная технология, в отличии от принятых сейчас долгих и дорогостоящих анализов позволит проводить анализ и выявлять подделки буквально в течении нескольких минут, к тому же данные приборы являются довольно компактными, что позволяет использовать их вне лаборатории, в региональных центрах качества, в торговых сетях (на приёмке) и пр. Учитывая сложность и долговременность процедур контроля принятых на данный момент тяжело проводить анализ каждой партии, при долговременных поставках в рамках одного производителя.

Даже при хорошем качестве первой партии продукции, её качество может со временем ухудшаться, за частую этим пользуются недобросовестные поставщики молочной продукции. Рамановский же спектр является хорошей «подписью» молочной продукции одного производителя при начале работы, которую можно проверить в течении нескольких минут, что позволяет проводить быстрый входной контроль продуктов.

Надеемся что продолжение работ в направлении экспресс анализа молочной продукции приведёт к расширению приборной и законодательной базы и положительно скажется на здоровье нации.

Подробные характеристики рамановского спектрометра i-Raman Plus
Подробные характеристики рамановского спектрометра i-Raman EX