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CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 1 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 1 S1
Agilent’s Lösungen für
typische Applikationen in
der Lebensmittelindustrie-
von “ Handheld” bis
“Imaging”
Dr. Andreas Kerstan
31.01.13
Food Workshop 2013
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 2 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 2 S1
FTIR-Spektroskopie
Die Infrarotstrahlung ist ein Teil der
elektromagnetischen Strahlung.
k
c2
1~
21
21
mm
mm
Moleküle werden durch Bestrahlung mit Infrarot
Licht zum Schwingen angeregt
1200 1100
Wellenzahl/ cm-1
Inte
nsitä
t.
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 3 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 3 S1
1. Messanordnung- Fourier Transformation
Interferogramm
1500 2000 2500 3000 3500 4000 Wavenumbers (cm-1)
1000
Spektrum
Fourier
Transform
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 4 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 4 S1
1. Einsatzfelder der FT-IR
Einfallender Strahl
Probe
Detektor I0 I
l
Transmission
Reflexion Diffuse Reflexion ATR
Für feste, flüssige und gasförmige Proben
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 5 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 5 S1
1. Analysen von und für Lebensmittel
FT-IR Spektroskopie ist eine schnelle Analysenmethode
Qualitative - & Quantitative Analyse von:
• Verunreinigungen
• Vitamine
• Lebensmittelzusätze
•Fermentierung/ Kontrolle
• Nahrungsmitteln und Getränke
• Gewürzen
• Verpackungen
• Lebensmittelbakterien
• Fette/ Öle
Dr. Marion Börger
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 6 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 6 S1
1. Analysen von und für Lebensmittel
Dr. Marion Börger
Wein, Spirituosen, Säfte
Alkohol,
Zucker,
Wasser
Glyzerin
Milch
Protein
Fett
Laktose
Fleisch
Verderb
Butter, Margarine
Fettsäuren,
Wasser
Öle
Trans Fettsäuren
Fermentierung
Kontrolle
Verunreinigungen
Bakterien
Verpackungen
Dr. Marion Börger
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 7 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 7 S1
Was bietet Agilent?
Mobile
4100
4200
4500a
4500t
4500 Dialpath
Analyzers
5500a 5500t
5500 Dialpath
Entry
Cary 630
-Dialpath
-ATR
- Trans
- Diffuse
-TumbleIR
Mid-High
Cary 660
Cary 670
High
Cary 680
Cary 610
Cary 620
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 8 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 8 S1
2. Einfaches Messen mit ATR
40 % Energiedurchsatz
Flacher und gewölbter Stempel
Diamant- kratz- und pH-resistent
Stempel mit Lock-Funktion für
zerstörungsfreies Arbeiten und
konstantem Druck
Power-ATR
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 9 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 9 S1
2. Einfaches Messen: Intuitiv und Flexibel
Schneller und einfacher Zubehörwechsel mit
automatischer Erkennung und Optimierung!!!
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 10 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 10 S1
Schichtdickenabh. Messung von Flüssigkeiten
Was bietet Agilent ?
So einfach wie ATR
drei wählbare Schichtdicken
Keine Spacer oder Probleme
mit Luftblasen
nur kleine Probenvolumen nötig
Dialpath
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 11 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 11 S1
2. Einfaches Messen mit ATR- Was bietet Agilent?
Robust/ verlässlich
Innovatives High Speed Interferometer
Performance
Intuitive Software
(CFR part 11)
Flexibilität
Highlights
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 12 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 12 S1
Routineapplikationen in der Lebensmittelindustrie
Pflanzenöl: Identifizierung
Lebensmittelbestandteile: Dialpath
Prüfung von verschiedenen Speiseölen
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 13 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 13 S1
Routineapplikationen in der Lebensmittelindustrie
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 14 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 14 S1
Applikationsschrift: 5991-0783
QA/QC of coffee using the
Agilent Cary 630 ATR-FTIR analyzer
Unterschiede
Röstvorgang Aroma
Ester der Kaffeesäure
Geschmack
Preis
QA/QC von Kaffepulver
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 15 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 15 S1
QA/QC von Kaffepulver
C=O
Ester/Lactone,Aldehyde,
Ketone,Säuren
C-H
Lipiden
C-O-C &
C-O-H
Kohlenwasserstoffe
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 16 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 16 S1
QA/QC von Kaffepulver
Qualitätskontrolle: Cary 630
Keine Probenpräparation
-Pulver wird auf den ATR-Kristall angedrückt
Analyse direkt bei Anlieferung
Einfache Handhabung
Identifikation über Spekrenvergleich
in 30 Sekunden
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 17 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 17 S1
QA/QC von Pulver für Molkereiprodukte
Applikationsschrift: 5991-0784
QA/QC of dairy powders using the
Agilent Cary 630 ATR-FTIR analyzer
Proteine Whey (Molke) Protein
Whey Protein /Laktose
alpha Lactalbumin
Betalactoglobulin
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 18 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 18 S1
QA/QC von Pulver für Molkereiprodukte
Alpha lactalbumin
Whey protein concentrate 80%
Whey protein isolate
Betalactoglobulin
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 19 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 19 S1
QA/QC von Pulver für Molkereiprodukte
Qualitätskontrolle: Cary 630
Keine Probenpräparation
-Pulver wird auf den ATR-Kristall angedrückt
Analyse direkt bei Anlieferung
Einfache Handhabung
Identifikation über Spekrenvergleich
in 30 Sekunden
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 20 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 20 S1
QA/QC von Mehl
Applikationsschrift: 5991-0788
QA/QC of flours using the Agilent
Cary 630 ATR-FTIR analyzer
Inhaltstoffe
Kohlehydrate Lipide
Proteine Wassergehalt
Glutenfreie Ware
Kichererbsen, Hafer, Reis, Kastanie,
Hirse (Glutenfrei!), Soja, Canabis!
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 21 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 21 S1
QA/QC von Mehl
Feuchtigkeit
Fette
Fette
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 22 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 22 S1
QA/QC von Mehl
Qualitätskontrolle: Cary 630
Keine Probenpräparation
-Pulver wird auf den ATR-Kristall angedrückt
Analyse direkt bei Anlieferung
Einfache Handhabung
Identifikation über Spekrenvergleich
in 30 Sekunden
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 23 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 23 S1
Was bietet Agilent? Handheld
Mobile
4100
4200
4500a
4500t
4500 Dialpath
Analyzers
5500a 5500t
5500 Dialpath
Entry
Cary 630
-Dialpath
-ATR
- Trans
- Diffuse
-TumbleIR
Mid-High
Cary 660
Cary 670
High
Cary 680
Cary 610
Cary 620
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 24 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 24 S1
2. Agilent 600 Serie
Cary 660-IR Routineanwendungen
Wissenschaftliche Untersuchungen
Cary 670-IR Forschungsspektrometer
Cary 680-IR Forschungsspektrometer
Step-Scan
Zeitaufgelöste Spektroskopie
610/ 620-IR Mikrosysteme
Dr. Marion Börger
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 25 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 25 S1
2. Analysen an und für Lebensmittel
Dr. Marion Börger
Beispiel:
Quantitative Analyse von Zucker in Milch
4.9 g/ 100 ml
1200 1150 1100 1050
Wellenzahl/ cm-1
Inte
nsitä
t/ a
.u.
4.8 g/ 100 ml
5.0 g/ 100 ml
2
3 4
5 6
Quant Validation Plot
R²=0.989
24.0 24.5
5.0
4.9
4.8
Peak Fläche bei 1076 cm-1
Kon
zent
ratio
n in
g/
10
0m
l
FT-IR Spektren von Milch mit unterschiedlichen Konzentrationen an Zucker,
im Wellenzahlbereich von 1250 cm-1 bis 1050 cm-1.
Quantitative Auswertung mit Agilents
Resolution Pro Software.
Dr. Marion Börger
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 26 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 26 S1
2. Analysen an und für Lebensmittel
Dr. Marion Börger
Beispiel:
Verpackungen
50μm
Bright field image of the sample Cross section of 4 layer laminate film
Thickness: 3μm*
(Picture by internal CCD of UMA600)
ATR Image at 1467cm-1
PE: 25μm
Image at 1720cm-1
Urethane: ~3μm
Image at 1376cm-1
PP: 20μm
45μm
Transmission
175μm
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 27 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 27 S1
2. Analysen an und für Lebensmittel
Beispiel: Analyse von Bakterien
Agilent 620 Mikroskop
Focal plane array
Detektor
Mid-IR source
Cary 600 Serie
Bakterienkultur
FT-IR Spektren 256 Pixels
Messdauer ~2 min für128 scans bei 8cm-1
1. 2.
3.
1. Die Wachstumszeit für die Kultivierung reduziert sich von
24 h zu ~3 h
2. Hohe räumliche Ausflösung ermöglicht: Diskriminierung verschiedener Bakterien gleichzeitig in einer
Probe und während einer Messung
Analyse von wenigen Bakterien, somit Reduzierung der
Wachstumszeit
3. Ergebnisse innerhalb weniger Minuten nach
Kultivierung.
Besonderheiten
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 28 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 28 S1
Was bietet Agilent? Handheld
Mobile
4100
4200
4500a
4500t
4500 Dialpath
Analyzers
5500a 5500t
5500 Dialpath
Entry
Cary 630
-Dialpath
-ATR
- Trans
- Diffuse
-TumbleIR
Mid-High
Cary 660
Cary 670
High
Cary 680
Cary 610
Cary 620
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 29 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 29 S1
Handheld
I. In-lab Analyzers 5500 Series FTIR
II. Portable 4500 Series FTIR
III. Handheld 4100 ExoScan, 4200 FlexScan
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 30 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 30 S1
Handheld
Frequenzbereich 4000 – 650 cm-1
Maximale Auflösung 4 cm-1
Nicht hygroskopische Optik ZnSe Strahlteiler
Feuchtigkeit bis 95% nicht kondensierend
Docking Station Für stationären Betrieb
Probenaufsätze austauschbar
Universalsystem
Docking Station
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 31 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 31 S1
Handheld
*Separierte Elektronik und Optik
* Dedizierter Probenkopf für die Routineanalyse
Messkopf Eigenschaften:
2.2 kg mit Standardbatterie
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 32 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 32 S1
Handheld- Applikationen
(Speise-)öl: Identifizierung und
Qualifizierung
Nahrungsmittelbestandteile/
Qualitätsparameter
Beispiele für Handheld FTIR Applikationen
Vergleich von frischen und
gebrauchten Speiseöl:
Positive IR-Banden im
grünem Spektrum resultieren
aus Oxidationsprozessen
und/oder Verunreinigungen
Speiseöl- Qualitätskontrolle
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 33 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 33 S1
Handheld- Applikationen
Tomatenbestandteile- Qualitätsmerkmale
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 34 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 34 S1
Agilent UV-Vis/NIR Portfolio
Price
P
e
r
f
o
r
m
a
n
c
e
$30k $50k
Cary 300 Cary 4000
8453
Cary 100
$8k $80 - 100k
Cary 5000/6000i
Cary 60
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 35 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 35 S1
Cary 60- Evironmental/ Food
Applikation:
Nitrat in Wasser
Anforderung:
schnelle Messung – hoher Probendurchsatz
Lösung:
Cary 60 mit Lichtleitersonde
Vorteile:
• Raumlichtimmunität ermöglicht einfache
Anwendung von Lichtleitern
• um 50 % reduzierte Analysendauer, durch
Verwendung von Lichtleitern!
• weitere Applikationen:
Untersuchung von Weinen
Messung von Enzymkinetiken
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 36 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 36 S1
Cary 100/300- Food
Detektor Baffle
Probe
Applikation:
• Untersuchung von Lebensmittelfarbstoffen
Anforderung:
Messung der diffusen Reflexion
Farbmetrische Auswertung
Lösung:
Cary 100/300 mit Integrationskugel
Farbmetriksoftware
CAG EMEAI | Agilent Restricted | Page 37 CAG EMEAI FY13 | Agilent Restricted | Page 37 S1
Cary Eclipse- Fluoreszenzspektrometer
Applikation:
• Untersuchung des Reifegrades von Früchten
• Bestimmung von Chlorophyll in Seewasser
• Messung von Ölverunreinigungen in Seewasser
Anforderung:
Messung der Probe außerhalb des Probenraumes
Möglichkeit der Aufnahme von Synchronscans
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