应用笔记 - 磁共振

NMR带来简单、快速、可靠的咖啡鉴定手段

“由于其多功能性、再现性和稳定性,NMR是改进咖啡质量控制流程的一个极好选择。”

“由于其多功能性、再现性和稳定性,NMR是改进咖啡质量控制流程的一个极好选择。”

多年来,咖啡一直是社交和商务会议的中心,这使其成为世界上最受欢迎的饮料之一。最近,由于消费者愿意为咖啡产品支付更高的费用,咖啡产品逐渐趋向高端。虽然这对咖啡豆市场的发展产生了积极影响,但也导致欺诈交易行为的增加

极高的潜在经济利益使咖啡豆市场成为食品欺诈的目标。一些生产商利用欺骗手段,用更便宜的替代品大量生产假冒优质咖啡产品,以增加利润率。市面上的阿拉比卡咖啡中曾检测出黑麦、玉米、大麦甚至咖啡壳。优质的阿拉比卡咖啡豆中也可能掺入低质量的咖啡豆品种,如罗布斯塔。随着咖啡贸易的快速增长,这些不择手段的做法越发引起人们的关注,并凸显了对可靠的咖啡样品掺假检测手段的迫切需要。必须制止这种欺诈活动,以保护诚实供应商的生计。

由于所涉及的成本很高,已经实施了严格的规定以确保咖啡产品的质量。在巴西,巴西咖啡工业协会(ABIC)的印章,标志着该咖啡产品经分析为纯咖啡。然而,ABIC使用的分析技术已经过时,这意味着一些带有ABIC印章的产品实际上并非真品。必须采用更可靠的分析方法,以保持市场对ABIC印章的信心。

核磁共振波谱(NMR)能够同时、非破坏性地识别并量化复杂混合物中的所有成分,因此它似乎非常适合掺假检测。事实上,它已在许多食品与饮料的质量检测中取得了巨大成功。此外,NMR也被用来鉴别阿拉比卡咖啡中的罗布斯塔豆。

最新的研究评估了1H NMR检测咖啡样品中大量杂质的能力。研究人员使用布鲁克 Avance III HD 600波谱仪,对纯咖啡以及掺有大麦、玉米、咖啡壳、大豆、大米或小麦的样品进行1H NMR分析。他们采用布鲁克 TopSpin 3.2软件进行数据分析和信号整合,还利用主成分分析(PCA)以及类类此的软独立模型(SIMCA)对纯咖啡和掺假咖啡样品的波谱进行了比较。

在未经任何预分离的情况下,成功获得了几种不同来源、不同烘焙程度的商业研磨咖啡混合物的1H-NMR谱。检测极限大于先前研究中记录的限值,在中等和深度烘焙咖啡中(0.31–0.86%)均令人满意。

研究人员利用SIMCA模型对掺假咖啡样品进行了识别,成功率为100%。纯咖啡样品和掺假咖啡样品之间的主要区别,是存在额外的信号表明掺假样品中存在淀粉。通过描述这种信号模式,研究人员提供了一种可靠的方法,可以方便地识别并量化咖啡样品中常见的主要掺假物,如玉米、大麦、小麦和大米。

Milani MI, et al. Food Control 2020;112:107104. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2020.107104