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Sidst opdateret 04-06-2014

Raman in Milch

Die zukünftigen Möglichkeiten für die Raman in Milchanalysen lag zunächst im Bereich der Identifikation, die in der Regel ist der großes Plus der Verwendung von Raman. Zunächst einmal ist es von Interesse zu sehen, ob Raman Milch überhaupt zu sehen können:

Raman-Spektrum Milch

Die Spektra über Milch - oben und unten - wurden von Herrn Dr. Rudzig, LUFA NW in Oldenburg, NI produziert worden, der uns freundlicherweise erlaubt hat sie zu nutzen.

Sie können aus der Milch Raman-Spektrum zu sehen, dass es mehrere Spitzen gibt, die es ermöglichen, eine Kalibrierung in einer traditionellen Art und Weise zu machen - in anderen Worten, wir können Milch auf der Basis der Raman-Technik analysieren.

Eine der zukünftigen Möglichkeiten ist Identifikation von Milchfälschung in Relation zu Zahlung. Dr. Rudzig hat diesen Vergleich zwischen Milch mit und ohne Melamin getan.

Sie können einen sehr deutlichen Unterschied rund der 1.500 cm¯¹ Wellenlänge sehen, die es sehr einfach macht zu erkennen, ob Melamin zugesetzt werde, um eine bessere IR-Messwerte für Eiweiß zu bekommen. Natürlich kann auch IR Melamin heute erkennen, aber es zeigt, wie einfach es ist, ein Problem zu beobachten noch bevor Sie Zeit, um die Kalibrierung in IR schaffen gehabt
Ein weiteres Beispiel ist die Möglichkeit, den Unterschied zwischen α und β Lactose zu sehen: 

Wo α-Laktose ist das rote Spektrum und β-Laktose ist das blaue Spektrum. Schokoladen-Herstellern bevorzugen β-Lactose, weil es ist süßer, so vorstellen, wie viel mehr Sie für Ihre Laktose Pulver verlangen könnte, wenn Sie bestätigen könnte, dass es alles β-Lactose war.

Kontaminanten / Bakterien in Milchprodukten kann auch durch Raman identifiziert werden:

Diese Bakterien haben ziemlich die gleichen Muster in einem Raman-Spektrum, aber die Absorptionsgrößen sind unterschiedlich, wodurch Sie leicht sie differenzieren könnte.

Mit Raman sind Sie in der Lage, die Probleme, die manchmal in der Produktion erscheinen zu identifizieren. Und Sie brauchen nicht selbst die Kalibrierungen zu machen. Sie können sie alle von ST Japan aus dem Internet kaufen, und sie auf Ihrem Raman-Spektrometer aus Scandinavian Analytics installieren - Und wir sprechen über ein sehr preisgünstiges Spektrometer.

Raman in Fleisch

Die Zukunft der Raman in Fleisch liegt in sehr spezialisierten Bereichen. Aber lassen Sie uns zunächst sehen, ob Raman die unterscheiden zwischen den Hauptkomponenten von Fleisch erkennen können:

Es ist offensichtlich, dass es eine ausreichende Anzahl von Unterschiede zwischen Fett und Eiweiß gibt, und Wasser sieht ganz anders aus.

Max Rubner-Institut hat vor allem der Alterung von Fleisch untersucht, und sie sind in der Lage, die unten "normalisiert" Raman-Scans zu zeigen:

Während des gesamten Spektrums, können Sie den Unterschied in den Spektren aufgrund der Alterung des Fleisches sehen. Max Rubner-Institut hat die Unterschiede rund um den 1.650 cm¯¹ Wellenlänge hingewiesen.

Die Reifung von Fleisch ist, was macht einer der wirklich großen Unterschiede im Geschmack. Stellen Sie sich vor, dass man ein bestimmten Grad der Alterung bestimmen könnte, was auch die optimalen Geschmack wäre, und dann Ihr Fleisch nach dieser "Goldstandard" altern. Dies wäre möglich, wenn Sie effektiv Alterung differenzieren könnte.

Max Rubner-Institut war in der Lage, diese Differenzierung durch eine Hauptkomponentenanalyse zu machen:

Sie sehen, dass es wirklich möglich ist - in diesem Fall - zwischen weniger als 11 Tagen und mehr als 11 Tagen Alterung zu differenzieren.

Max Rubner-Institut kommt zu dem Schluss - ohne in die technischen Einzelheiten ihrer Beobachtungen zu gehen - dass:

·        Dioden-Laser- Raman-Spektroskopie ist in der Lage, in-situ- Charakterisierung der Fleischreifung zu machen

·        Raman-Spektren erkennen Änderungen der Zusammensetzung und in der Struktur in der Proteinmatrix

·        Reife und mikrobiellen Verderb von Fleisch während der Alterung kann durch Raman gemessen werden, selbst durch Verpackung

Wenn Sie an diesen Schlussfolgerungen und den Erkenntnissen von Dr. Rudzig über Milch in der linken Spalte sehen, gibt es keinen Zweifel, dass die Raman auch in der Lage wird, andere Dinge, wie Bakterien in Fleisch zu identifizieren.

Mit Raman sind Sie in der Lage, die Probleme, die manchmal in der Produktion erscheinen zu identifizieren. Und Sie brauchen nicht selbst die Kalibrierungen zu machen. Sie können sie alle von ST Japan aus dem Internet kaufen, und sie auf Ihrem Raman-Spektrometer aus Scandinavian Analytics installieren - Und wir sprechen über ein sehr preisgünstiges Spektrometer.

How Does Raman Work

Raman is not absorption like IR/FTIR.

A laser sends out a beam at a very specific wavelength. Because the speed a laser I capable of producing the photons – the particles of light much smaller than atoms – hit the molecules in a way that makes them bounce off normally at a lower wavelength than they started from. More or less like bouncing a ball against a wall.

Detecting the wavelengths at which they bounce back is what makes the Raman spectrum.

The Raman spectrum is this very much depending upon the molecule structure in the matter, which you analyse which is why Raman is especially good in identification.

Above you can see that both Dr Rudzig and Max Rubner-Intitut have managed to detect water in the Raman spectrum. But actually the water spectrum is not sufficiently clear to be able to give us information about the amount of water present.

Because the photons bounce off the molecule they are also not affected my for instance grain sizes as for instance NIR is – You can even use NIR to determine grain sizes!

As both grain sizes and water content may vary in very many products, Raman’s lack of ability to see the difference makes it much superior to spectrometers in the IR/NIR range, when we speak about identification.

On the other hand it also becomes less efficient in defining quantities, where IR/NIR instruments are much superior.

 Raman spectroscopy is already used a lot in area where identification of very small substances are of importance. Some of the more known fields of application are in forensics, where you can get information in very few minutes – which for instance could make the police act directly on drug possession, just by analyzing the person’s hands. It is used in verifying if a painting is original or copied, and it is used in identifying stones like diamonds or jades from copies. See the difference below:

Or it can be used for the inspection of incoming plastics, which may look the same, but in fact are very different (PP, PE, …):

This was made with a Raman spectrometer from Scandinavian Analytics. It is very easy to identify the difference, which was not possible with the naked eye, but which makes a huge difference in the production process. 

At this point of time Raman is not for routine analysis. But it will be, and in the mean time, you may use it for specific “detective”, analysis if a batch goes wrong for no obvious reason or if your customers became sick. It is a screen method which is much faster than the acknowledged procedures, and which can help you shorten the time to find the correct approved method to use for verifying your suspicion.