الجمهورية العربية السورية

جامعة حلب

الزراعة كلية

رطوبة في تحديد NIRاستخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء القريبة أغذية الأطفالمنتجات بعضوبروتين

جودة وسلامة المنتجات الزراعية والغذائيةرسالة قدمت لنيل درجة الماجستير في

ةإعداد الصيدلاني الرحمن هوىرشى عبد

هـ5341 م3131

الجمهورية العربية السورية

جامعة حلب

الزراعةكلية

رطوبة في تحديد NIRاستخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء القريبة أغذية الأطفالمنتجات بعضوبروتين

The Use of Near Infrared Spectroscopy Technique in

Determination of Moisture and Protein of Some Products

Which are Used in Children Nutrition

جودة وسلامة المنتجات الزراعية والغذائية رسالة قدمت لنيل درجة الماجستير في

ةإعداد الصيدلاني رشى عبد الرحمن هوى

بإشراف

غادة بشورد. أ . محمد عادل جوادد. الغذائيةالتحليلة والكيمياء أستاذ في قسم في قسم علوم الأغذية مساعد أستاذ

جامعة حلب -كلية الصيدلة جامعة حلب -كلية الزراعة

هـ53413131

شهادة

رشى هوى ةبه المرشح تنشهد بأن العمل المقدم في هذه الرسالة هو نتيجة بحث علمي قام

بإشراففي جامعة حلب من كلية الزراعة علوم الأغذيةفي قسم المساعد الأستاذ محمد عادل جوادالدكتور

من كلية الصيدلة التحليلية وعلوم الأغذية في قسم الكيمياء الأستاذ غادة بشور ةالدكتوربمشاركة و في جامعة حلب .

إن أية مراجع أخرى ذكرت في هذا العمل موثقة في نص الرسالة و حسب ورودها في النص المشرف الرئيسي مشرف المشارك ال المرشح

محمد عادل جوادد. أ. غادة بشورد.أ. رشى هوى

تصريح

في تحديد NIRاستخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء القريبة أصرح بأن هذا البحث بعنوان )ية شهادة، ولا هو أ( لم يسبق أن قبل للحصول على أغذية الأطفالمنتجات بعضرطوبة وبروتين

مقدم حاليا للحصول على شهادة أخرى.

المرشح رشى هوى

Certificate

It is hereby certified that the work described in this thesis is the result of the

author`s own investigations under the supervision of prof. M.A. Jawad in the

department of food science, Faculty of Agriculture, University of Aleppo

and Dr. G.Bashour in the department of Analytical Chemistry and Food

Science, Faculty of Pharmacy, University of Aleppo

And any references to other research work have been acknowledged in the

text.

Candidate Supervisiors

Rasha Hawa Dr. M.A. Jawad

Dr. G. Bashour

Declaration

It is hereby declared that this work has not already been accepted for any

degree, and it is not being submitted concurrently for any other degree

Candidate

Rasha Hawa

Abstract This research is study the possibility of the use of Near-Infrared

Spectroscopy NIR to determine the protein and moisture in the processed

products of wheat, for children to check the quality, in comparison with the

method of Kjeldahl as reference method to determine protein and Loss on

drying as a reference method to determine moisture in samples of cereal

products made from wheat, and then created a special program to determine

the content of cereal products of the studied protein and moisture in a near-

infrared Entered values protein and moisture measured according to the

method of Kjeldahl and loss on drying methods, and perform many

calibrations to measure the protein and moisture in separate calibrations

within a NIR technique and application processing statistical reference

values of protein and moisture that is inserted within a NIR using a Partial

Least Squares (PLS), which is often used when a calibrated amount of to

determine the quantitative variable such as determining the protein and

moisture in the final product to be considered a private variable amount of

chemical.For protein content in the final product of children cereals, The

results showed good values that indicates the quality of the calibrations

performed to estimate the value of protein in the samples of products

children cereal made from wheat, with an average protein content of the

samples studied using NIR 15.69% while the average rate using the method

of Kjeldahl 15.44%, and the value of the standard error expected SEP =

0.08, and the value of the relative error is expected RMSCV = 0.27, values

that are small enough to judge that the results of calibration for the NIR

system has been excellent. The value of the correlation coefficient during the

study of the relationship between the values resulting from the methods

R2 = 0.967.For moisture content in the final product of children cereals, The

results showed good values that indicates the quality of the calibrations

performed to estimate the value of moisture in the samples of products

children cereal made from wheat, with an average moisture content of the

samples studied using NIR 2.79% while the average rate using the method of

Loss on drying 2.76%, and the value of the standard error expected SEP =

0.13, and the value of the relative error is expected RMSCV = 0.025, values

that are small enough to judge that the results of calibration for the NIR

system has been excellent. The value of the correlation coefficient during the

study of the relationship between the values resulting from the methods R2 =

0.964.We conclude from this research that the possibility of the use of NIR

technique in the quality control of processing cereals products which are

used for children in food industries and mills as accurate and acceptable

method, fast and cost less.

Syrian Arab Republic

Aleppo University

Agriculture Faculty

The Use of Near Infrared Spectroscopy Technique in

Determination of Moisture and Protein of Some

Products Which are Used in Children Nutrition

Presented Thesis for Master Degree in Food Quality and Safety

Prepared by

Rasha Hawa

Supervised by

Dr. Ghada Bashoor Dr. Mouhamad Adel Jawad

هـ5341 2013

Professor in

Analytical and Food

Chemistry Department

Pharmacy Faculty

Aleppo University

Associeted professor in

Food Sience Department

Agriculture Faculty

Aleppo University

نوقشت هذه الرسالة وأجيزت

1122 /21 /5بتاريخ

في تحديد رطوبة وبروتين NIRتقنية الأشعة تحت الحمراء القريبة استخدام "بعنوان طفال "بعض منتجات أغذية الأ

)المشرف المشارك( رئيس لجنة الحكم

ة غادة بشورالدكتور ةالأستاذ

عضو لجنة الحكم عضو لجنة الحكم

الدكتورة رانيا أوصو الأستاذ الدكتور أمير حاج صكر

المشرف المشارك المشرف الرئيسي الدكتورة غادة بشور دالدكتور محمد عادل جوا

ميح اىشنش

زض جلو ...أشنش الله

...أ سوسح الحثثحشتحرني اىششف لأر إىها جمي فخأشنش سوسح اىتي ن

أشنش ما ىو فضو جلودي أ جأت

أشنش صجل جأطفالي لدا تحيوه في غات زنه

أشنش جمع أحثتي جأصذقائ ...

ىلأساذزج الدششفين د.غادج تشوس جد.زاده جاىشنش جأذولو تأسمى آاخ الاحترا جاىعشفا

حث ماا لي خير قذجج جناسج أسرنير بها لواد

لجع طلاب اىذساساخ قذو شنشا زيى اىذز اىزي قذرو لي شخصا جذ د.فواص شحنح

اىذز وابهزا زينا ..جا بخيد في ميح اىصذىح لاعح حيةاىعيا في سثو اىثحث اىعي

...حفظل الله جحماك جاىعطاء فشنشا لضلا

جأشنش اىقية اىذماذشج في قس زيو الأغزح زيى جمع ذيل الدعيواخ جالخبراخ اىعيح اىتي

حشصوا زيى ذقذيمها ىنا نح طلاب الدالسرير اىوطني لجودج جسلاح الدنرجاخ اىضسازح

لسرير اىوطني زيى الجهذ جاىعطاء الدقذ قثين جاىغزائح أحن تاسم جاس طلاب الدا

جتاحث... ىنو طاىة زي

أشنش الأسرار اىذمروس أحمذ سضي دتاغ سئس قس زيو الأغزح في ميح الذنذسح اىضسازح

جأقذ ىو أسمى آاخ اىرقذش جالاحترا...

ذ صاتس جاىنادس في مخبر جالمحثح ىينادس في مخبر ماء جشاقثح الأغزح مح جمو اىشنش

ماا ع في زي ذا تذ اىيزا الأبحاخ اىعيح ايما الحس في ميح اىصذىح لاعح حية

...... ىن لضو اىشنش جالارناجسازح تسازح

الفهرس Index

الصفحة :الأول الفصل

Introduction 1 :المقدمة .1.1

: الثاني الفصل

Literature Review 3المرجعية: الدراسات .1.1

: الحمراء الأشعة اكتشاف عن تاريخية لمحة. 1.1.1An over view on Infrared Radiation IR 3

:الحمراء تحت الأشعة يةمطياف تقنية .1.1.1 Near Infrared Spectroscopy technique 5

Vibration theory 7: الاهتزاز نظرية. 3.1.1

: الغذائي المجال في NIR القريبة الحمراء تحت الأشعة تقنية تطبيقات. 2.1.1An Applications of NIR Technique in Nutrition’s Fields 8

: الكلاسيكية الأجهزة عن فوريه بتحويل الحمراء تحت الأشعة مطياف ميزات. 5.1.1Infrared spectroscopy characters according to F.T IR over classic systems

10

:القريبة الحمراء تحت الأشعة تقنيةمبادئ . 2.1.1 Near Infrared Spectroscopy Technique principles 11

:الأطفال لتغذية المخصصة الجاهزة الحبوب منتجات بعض عن لمحة. 7.1.1An over view on some cereal products which are used in Children Nutrition 13

:الجاهزة الحبوب لمنتجات الكيميائي التركيب .1.7.1.1

Chemical composition of cereals products 15

:الغذائية المصانع في الحبوب منتجات تصنيع. 1.7.1.1

The Processing of cereals products in food industries 12

:الحبوب منتجات في القريبة الحمراء تحت الأشعة تقنية استخدام .8.1.1 NIR Analysis of cereal products 18

Components Analysis 18: المكونات تحليل. 1.8.1.1

Flour 18: الدقيق .1.1.8.1.1

Flour Protein 18: الدقيق بروتين .1

Flour Moisture 10: الدقيق رطوبة .1

Flour Particle size 11: للدقيق الجزيئية الأبعاد .3

Flour Ash 11: الدقيق رماد .1

Flour Color 13: الدقيق لون .1

13 : لماءل لدقيقا وامتصاص المتحطم النشاء .1

Flour Starch Damage and Water Absorption

Baked Flour Quality 15: الدقيق خبز جودة .1.1.8.1.1

Wheat Gluten 12 القمح غلوتين .3.1.8.1.1

Additives 17: المضافة المواد .2.1.8.1.1

Packaging materials 18 :التعبئة مواد .5.1.8.1.1

Dough 18: العجين .2.1.8.1.1

Cereals Food 31:الحبوب من المنتجة الأغذية .7.1.8.1.1

Bread 31: الخبز .1

Biscuits 33: البسكويت .1

Break Fast cereals 33: الجاهزة الحبوب .3

Pasta 32: المعكرونة .2

Obtaining Samples Spectrums 35: الطيفية المعلومات على الحصول. 2.1.1

Calibration 35 يرةاالمع. 1.1.2.1

Validation 32 الطريقة صلاحية من التحقق .1.1.2.1.1

:القريبة ءالحمرا تحت الأشعة تقنية تطبيقات . 10.1.1Applications of NIR Technique 32

Raw Material Identification 32: الأولية المواد ذاتية على التعرف .1

: والدوائية الغذائية للمواد الكمي التحديد .1Quantitative Determination of Nutrients and Drugs

37

Moisture Content Determination 38: من الرطوبة المحتوى تحديد .3

:للأطياف الاحصائية الرياضية المعالجة .11.1.1NIR Chemometric of Spectrums 32

:الجزئي الأصغري المربع انحدار طريقة .1.11.1.1

Partial least Squares Regression 20

: NIRتقنية وفق المتبعة الطريقة صلاحية من التحقق .1.11.1.1Validation of NIR Technique

20

Aim Of the study 21: الدراسة من الهدف .2.2

: الثالث الفصل

Materials & methods 22: والطرائق المواد .3.1

Instruments & tools 22:والأدوات الأجهزة .1.1.3

Materials & Solutions 22: والمحلات المواد .1.1.3

Methods 25: الطرائق. 3.1.3

بالتجفيف الخسارة طريقة باستخدام الجاهزة الحبوب عينات في الرطوبة تحديد. 1.3.1.3loss on drying: 25

Kjeldahl : 25كلداهل طريقة باستخدام الجاهزة الحبوب عينات في البروتين ديدتح .1.3.1.3

القريبة الحمراء تحت الأشعة مطياف جهاز باستخدام والبروتين الرطوبة تحديد .3.3.1.3NIR Technique: 22

فيشر كارل جهاز باستخدام الجاهزة الحبوب من اتنيع لمجموعة الرطوبة تحديد .2.3.1.3Karl fiescher Titration: 27

التحضين طريقة باستخدام الجاهزة الحبوب من اتنيع لمجموعة الرطوبة تحديد. 5.3.1.3 Oven drying: 27 الجافة بالحرارة

: الرابع الفصل

Results and Discussion 28: والمناقشة النتائج .3.1

الحبوب منتجات عينات في بالتجفيف الخسارة طريقة باستخدام الرطوبة تحديد نتائج .1.1.2 loss on drying: 28 الجاهزة

والتحقق من NIR ضمن جهاز الجاهزة الحبوب منتجاتل الرطوبة انشاء مكتبة .1.1.2 NIR : 51صلاحية طريقة

52 : الرطوبة تحديد في المستخدمة قائالطر جميع وفق المقاسة الرطوبة قيم مقارنة .3.1.2

23 :كلداهلطريقة وفق الجاهزة الحبوب منتجات عينات في البروتين تحديد نتائج .2.1.2

والتحقق من NIR ضمن جهاز الجاهزة الحبوب منتجات بروتينانشاء مكتبة .5.1.2

NIR : 25صلاحية طريقة

NIR: 28 العلاقة بين قياس البروتين وفق كل من طريقة كلداهل و طريقة. 2.1.2

:الخامس الفصل

Conclusions 73 الاستنتاجات .3.1

Recommendations 75 التوصيات .2.1

References 72 المراجع. 1.1

فهرس الجداول والأشكالTables & Figures Index

الصفحة الأشكال:

(3) (: موشور زجاجي محلل.1الشكل)

(4) الانكليزي وليام هرشل.(: العالم 2الشكل)

(5) ول الموجة.(: توضيح ط3الشكل)

(6) (: مجالات الطيف الضوئي.4الشكل)

(7) جزيئات المادة الصلبة. (: تأثير الأشعة تحت الحمراء على5الشكل)

(8) (: أنماط اهتزاز الروابط.6الشكل)

(12)(.Finger Printلأسبرين والسيللوز)بصمة الإصبعالنوعي لمادتي ا NIR(: طيف 7الشكل)

(12) وفقا لها. NIR(: آليات القياس التي تصمم أجهزة 8الشكل)

(15) (: أقسام حبة القمح.9الشكل)

(19) (.b( ونشاء القمح) aلكل من غلوتين القمح) NIR(: طيف 11الشكل)

(21) ( عملية التجفيف بالفرن.b( وبعد)aلعينة الدقيق قبل) NIR(:طيف 11الشكل)

(22) (.c( والنشاء)b( والزيت)aللسيللوز) NIR(: طيف 12الشكل)

NIR. (24)(: العلاقة الخطية بين قيم النشاء المتفكك المرجعية وقيم النشاء ضمن 13الشكل)

( وسكر دسم دقيق b(, سكر دسم وماء)aلمزيج من السكر والدسم) NIR(: طيف 14الشكل)

(29) (.cوماء)

(31) في عملية الرقابة على خلط العجين. NIR(: استخدام تقنية 15الشكل)

NIR. (37)(: انشاء مكتبة مرجعية باستخدام تقنية 16الشكل)

NIR. (38)لتحديد الكمي باستخدام تقنية (: انشاء منحني المعايرة ل17الشكل)

(51) (: قيم الرطوبة للعينات المدروسة.18الشكل)

NIR. (53)(: طيف عدد من العينات في مكتبة الرطوبة ضمن جهاز 19الشكل)

(54)تم الحصول عليها من إحدى المعايرات الكمية للرطوبة. Q-value(: أفضل قيمة 21الشكل)

(55) تم الحصول عليها من إحدى المعايرات الكمية للرطوبة.Q-value (: قيمة 21الشكل)

R (: قيمة22الشكل)ومعادلة الخطية التي تربط القيم المرجعية للرطوبة مع القيم النظرية في 2

NIR. (57)ضمن جهاز 1المكتبة

(58)مع القيم التجريبية. NIR(: مدى تطابق قيم الرطوبة في المكتبات المنشأة ضمن 23الشكل)

حبوب الجاهزة وفق جميع الطرائق ت القيم الرطوبة لعينات منتجاتمثيل بياني ل(: 24الشكل)

(62) .المستخدمة في تحديد الرطوبة

(65) (: قيم البروتين للعينات المدروسة.25الشكل)

NIR. (67)(: طيف عدد من العينات في مكتبة البروتين ضمن جهاز26الشكل)

تم الحصول عليها من إحدى المعايرات الكمية للبروتين ضمن Q-value(: أفضل27الشكل)

NIR. (68)جهاز

NIR. (71)(: العلاقة الخطية بين قيم كل من طريقة كلداهل المرجعية وطريقة28الشكل)

(71) وكلداهل. NIR(: التطابق بين قيم كل من طريقتي 29الشكل)

الصفحة الجداول:

(26) على زيادة حجم الرغيف. α- amylase(: تأثير 1الجدول)

NIR . (28)(: القيم الاحصائية لتحليل الغلوتين وفق تقنية2الجدول)

NIR. (31)(: التحاليل الاحصائية المطبقة على عجينة الخبز وفق تقنية 3الجدول)

NIR. (31)(: القياسات المطبقة على منتجات الحبوب باستخدام تقنية 4الجدول)

NIR. (32)(: القيم الاحصائية لتحديد دقة معايرة شرائح الخبز وفق تقنية 5الجدول)

(: المتوسط الحسابي لقيم الرطوبة في عينات حبوب القمح الجاهزة والانحراف 6الجدول)

(47) .لها CVومعامل الاختلاف SDالمعياري

والقيم NIRضمن جهاز Lib1,Lib2 قيم متوسطات الرطوبة في كل من المكتبتين (:7الجدول) (52) لعينات مجموعة التحقق. Loss on dryingالتجريبية للرطوبة المقاسة بطريقة

2,1لكل من المكتبةSE والخطأ القياسي SDقيم المتوسطات والانحراف المعياري (: 8الجدول)

NIR . (53)والقيم المرجعية المقاسة تجريبيا وفق

قيم متوسطات الرطوبة لمجموعة عينات منتجات الحبوب الجاهزة وفق جميع طرق :(9)الجدول (56) تحديد الرطوبة التي تم استخدامها في تحديد الرطوبة.

لمقارنة كل طريقة استخدمت في تحديد الرطوبة ANOVAجدول تحليل التباين (:21الجدول) (56) مع باقي الطرق الأخرى المستخدمة.

لمقارنة نتائج قيم الرطوبة وفق جميع الطرق المستخدمة في LSD(: نتائج اختبار22الجدول) (57) تحديد الرطوبة.

البروتين في عينات منتجات الحبوب الجاهزة التي تم قياسها وفق متوسطات قيم (: 21الجدول) CV ومعامل الاختلاف SD والانحراف المعياري averageكلداهل كما تم حساب المتوسط

(59) لكل عينة من المنتج.

والقيم التجريبية للبروتين المقاسة NIRجهاز متوسطات البروتين ضمن كل منقيم (: 21)الجدول (63) لعينات مجموعة التحقق.Kjeldahl ريقة كلداهلبط

1

الفصل الأول:

المقدمة .1.1

INTRODUCTION

مطاحن الحبوب يفرض استخدام الغذائية فيمنتجات الحبوب بدأ الاهتمام بجودة تصنيع وذلك بهدف مراقبة جودة التصنيع وسلامة On-lineتقنيات حديثة على طول خط الإنتاج

1491 عام ية الثانيةبعد انتهاء الحرب العالمالمنتج الغذائي أثناء عملية التصنيع حيث أنه أو المخصصة للغذاء منها سواء إنتاج الحبوب ناعية في العالم خاصة في مجال صالثورة البدأت

ات لتحديد استخدام العديد من التقني الواسع لمصانع الحبوب في العالمتطلب الانتشار و ,لعلفلمن أجل الحصول على ذلكو ومنتجاتها, ائية والفيزيائية لهذه الحبوب يالكيمخصائص الجودة .لية من الملوثاتحبوب سليمة خا

NIR Near Infraredالحمراء القريبة تقنية الأشعة تحت مؤخرا استخدمت

Spectroscopy الكيميائية التحليلية قائالطر استبدالتم حيث في مصانع منتجات الحبوب وبشكل واسع نطاق على NIR القريبة الحمراء تحت للأشعة الطيفية بالتحاليل الرطبة المخبرية .كامل بليون 2 عن يزيد ما إنتاج يتم حيث في العالم, الغذائية المحاصيل أهم من الحبوب تعد الاختبارات أهم من الحبوب هذه جودة خصائص كانت لذلك, سنويا المتنوعة الحبوب من طن

التي تراعى لدى يعية من أهم الخطوات التصنو , العالمي أو الوطني الصعيد على سواء العمليةهي سواء على المادة الخام الأولية و ةضبط الجودمراقبة هذه المنتجات هي عمليات تصنيع .على المنتج بشكله النهائيأو ,الدقيقر منتجات حبوب الإفطاتصنيع ل التي تستخدم عادة خامالولية الأمادة الحبوب ال دتع

Break Fast cereals الأرز , الشوفانالقمح, الذرة اما حبوبها استخدعأكثر أنوا منو ,بهدف الوصول لحبوب الجاهزةهذه امن خطوات تصنيع جب مراقبة كل خطوة تو يوالشعير و

.العالمية القياسية لهذا المنتج المواصفات مع وافقتبما يو عالية لمنتج يتمتع بجودة تصنيع

2

نع اضمن مص نطاق واسع بشكل كامل وعلى NIRتطبيق تقنية طيف أصبح الآن من الممكن باستخدام تحليل جاف وسريع وغير مخرب للعينةبالتقليدية التحاليل الرطبةباستبدال الحبوب

مستوى الجودة إلى والتوصل بحيث يمكن بذلك توفير الكثير من الوقت والجهد هذه التقنية .المطلوب للمنتج النهائي من الحبوب

3

:الفصل الثاني

المرجعية . الدراسات1.1

LITERATURE REVIEWS

:لمحة تاريخية عن اكتشاف الأشعة تحت الحمراء 1.1.1

An Over view on Infrared Red Radiation Discovery

على ضوء روتينية يقوم بتجارب W. Herschel ويليام هرشل ان عالم الفلك الإنكليزي ك

قادر على تحرير الحرارة من الشمس المرئي لأشعة الشمس ألوان الطيفالشمس لمعرفة أي لون من

حيث قام هرشل بتوليد الأطياف المرئية من خلال توجيه وتمرير أشعة ,م1011في عام ذلك كان و

( لتحليل ضوء الشمس إلى الألوان الأساسية المكونة له, بعد 1الشمس عبر موشور زجاجي الشكل )

رية لكل شعاع لوني مختلف من خلال استعماله لمقاييس حرارة ذلك قام هرشل بقياس التغيرات الحرا

أن هناك زيادات طفيفة في درجة الحرارةهرشل سوداء, لاحظ كربون تم تغليف قعرها الزئبقي بأوراق

ولكنها لا تقارن مع تغيرات الحرارة الناجمة عن أشعة الشمس ككل.للأطياف المختلفة,

.حلل للضوء المرئيموشور زجاجي م :(1)الشكل

9

ميزان الحرارةمن دون قصد الصدفة ترك هرشل عمله ليتناول وجبة طعامه تاركا ن طريقوع

لدى اء من طيف أشعة الشمس, و من الحزمة الحمر قريبا حيث تصادف وجود الميزان ولة,على الطا

الحرارة الصادرة عبالمقارنة م لاحظ أن الحرارة قد ارتفعت بشكل كبير من وجبة طعامه هرشل عودة

, عندئذ افترض هرشل أن هناك حزمة غير مرئية من الضوء خلف الأشعة عن باقي الأطياف

أن هذه المنطقة ( ولاحظ Infrared Radiation) الحمراء سميت فيما بعد الأشعة تحت الحمراء

شعاعات المرئيةالإ افةالحرارية الأكبر من بين ك الطاقةالقريبة من المنطقة الحمراء هي التي تملك

ولأن موشوره كان زجاجيا والزجاج يمتص الأشعة تحت الحمراء المتوسطة فإن الحزمة المقصودة

قام هرشل بعد ذلك .Near Infrared Radiationالقريبة تحت الحمراء حزمة الأشعة كانت هي

أن واستنتج خفضتدرة التسخينية انبوضع وعاء يحوي ماء بين الموشور وميزان الحرارة فلاحظ أن الق

الطيفي( أنه حسب وضعية الموشور )المجال جزءا من الإشعاع ,ولاحظ أيضا الماء قد امتص

[1] .من الألوان وذلك بالنسبة لكل لون القدرة التسخينية ختلفت

قوم بقياس الضوء تحت الأحمر الممتص تي تالأشعة تحت الحمراء وال يةمطيافظهرت هكذا و

لة.من قبل المادة المحل

.العالم الإنكليزي ويليام هرشل :(2)الشكل

1

:الأشعة تحت الحمراء مطيافتقنية 2.1.2. Infrared Spectroscopy Technique (IR)

تقوم هذذه ,لاحتوائها على زمر وظيفية مختلفةتبعا متلك المركبات الكيميائية خصائص تختلفت ينذذذتج عنهذذذذا مجموعذذذذة مذذذذن و ات معينذذذذة مذذذذن الأشذذذعة تحذذذذت الحمذذذذراء ة بامتصذذذذاص تذذذردديذذذذالزمذذذر الوظيف

فذي IRحيذث تفيذد تقنيذة IRالاهتزازات المتلاحقة المختلفة الشكل والتي يمكذن قياسذها بواسذطة جهذاز .واء كانت صلبة أو سائلة أو غازيةتمييز هذه الزمر الوظيفية ضمن العينة س

المرئذذذي الضذذوء نعذذختلذذذف وتلكترومغناطيسذذية يعذذد طيذذف الأشذذعة تحذذذت الحمذذراء نذذوع مذذذن الأشذذعة الا . والتواتر ةجبطول المو

كمذا فذي ومتر ننذا nmبأنه المسافة بين قمتي موجتين متتذاليتين وتقذاس بالذذ عادة ف طول الموجة يعر و .(3)الشكل

.توضيح طول الموجة :(3الشكل)لتحديذذد مجذذال الإشذذعاع يمذذراء فيعبذذر عذذن الطيذذف بالعذذدد المذذوجأمذذا فذذي حالذذة طيذذف الأشذذعة تحذذت الح

Cmويقذذاس بذذذ ) :ويعطذذى العذذدد بالعلاقذذة 1-

710r مقلذذوب طذذول الموجذذة العذذدد المذذوجي هذذو( و

[2][3].الزمنحدة او ة ببأنه عدد الأطوال الموجي ويعرف تواتر الإشعاع Planks Radiation :بقانون بلانك للإشعاع تواترالعلاقة التي تربط طول الموجة بالتعرف

C حيث:

: تواتر الإشعاع , :طول الموجة ,C: في الخلاء سرعة الضوء

6

مذذذذذذذذن طيذذذذذذذذف الإشذذذذذذذذعاع ( مجذذذذذذذذالات الأطذذذذذذذذوال الموجيذذذذذذذذة الخاصذذذذذذذذة بكذذذذذذذذل جذذذذذذذذزء 9يوضذذذذذذذذح الشذذذذذذذذكل ) .الإلكترومغناطيسي

.مجالات الطيف الضوئي :(9)الشكل

cm القريبذذة فذذي المجذذالتقذذع منطقذذة الأشذذعة تحذذت الحمذذراء تعذذرض ت عنذذدماو [4],(12500-4000)1-

ى الظذذذذواهر الفيزيائيذذذذة حذذذذدفذذذذإن الإشذذذذعاع يمكذذذذن أن يتعذذذذرض لإالمذذذذادة للإشذذذذعاع الإلكترومغناطيسذذذذي , :التالية

Transmission النفاذية -Reflection ,3الانعكاس -absorption ,2الامتصاص -1جذذذذذذذذذذذذذة لامتصذذذذذذذذذذذذذاص العينذذذذذذذذذذذذذة المسذذذذذذذذذذذذذبق للإشذذذذذذذذذذذذذعاع نتي التذذذذذذذذذذذذذألق -Scattering ,1التشذذذذذذذذذذذذذتت -9

photoluminescence. [5]( تفاعل الأشعة تحت الحمراء مع جزيئذات العينذة 1كما يوضح الشكل)

.الصلبة

7

.الأشعة تحت الحمراء مع جزيئات العينة الصلبةتأثير :(1)الشكل

Vibration theory :الاهتزازنظرية .2.1.1حذدوث ت الحمذراء للإشعاع الإلكترومغناطيسي في منطقة الأشذعة تحذات المادة ئيينتج عن تعرض جز

, ويعبر عن كل نوع من molecular vibration and rotation, ودورانها اهتزاز روابط الجزيئاتوتصذنف اهتذزازات روابذط الجزيئذات الاهتزازت بقيمة خاصة تظهر في منطقة الأشعة تحذت الحمذراء ,

:ستة أنواع وهي فياهتذذذذذزاز مذذذذذوجي -Asymmetric ,3اهتذذذذذزاز غيذذذذذر متنذذذذذاظر -Symmetric ,2ز متنذذذذذاظر اهتذذذذذزا -1

Wagging ,9- اهتزاز تأرجحيRocking ,1- اهتزاز توستينج Twisting

.Scissoringاهتزاز بشكل مقص -6 .الروابط ات فيهتزاز الاأنماط يظهر التالي(6الشكل )و [5]

0

.جزيئة ثنائية الذراتفي اهتزاز الروابط أنماط :(6الشكل)

الغذائي:في المجال NIR الحمراء القريبةتحت تقنية الأشعة تطبيقات. ....4

An Applications of NIR Technique in Nutritions Fields لكيميائية ا ,الغذائية الطلب المتزايد على تحسين جودة المنتج في كل من الصناعاتقاد

الرقابة التحليلية أثناء الإنتاجتطبيق إلى , والزراعيةالصيدلانيةيميرية, التجميلية, وكيميائية, البولالبتر

( PAT) Process Analytical Technique كالكروماتوغرافيا استخدمت فيها تقنيات حيث(

طيف , NMRالطيف النووي المغناطيسي ,HPLCالأداءالكروماتوغرافيا السائلة عالية , GCالغازية

,وزنال, PH درجة الحرارة, الضغط,كجراءات الرقابة غير النوعية )بالإضافة لإ ,MASS) الكتلة

و بأدوات الذكر لوقت طويل لإجرائها فقد استبدلت مؤخرا ونظرا لحاجة التقنيات السابقة( النكهة

[6].من الناحية الاقتصادية كلفةتوأقل أكثر انتقائية وأكثر ملائمة للبيئة المحيطةتقنيات

وفيما يتعلق بالمطيافيات الاهتزازية برزت مطيافية الأشعة تحت الحمراء مجالوفي هذا ال

أثناء التصنيع. بة جودة المنتج الصناعيخلال العقود الأخيرة كطريقة فعالة في مراق NIR القريبة

4

والتي MIR ومع هذا التطور فإن فجوة الأطوال الموجية الواقعة بين الطيف المرئي وطيف

تعود فترة التجاهل وعدم الاستخدام و ,حقيقية ةفائد ذاتبلا فائدة لفترة طويلة من الزمن أصبحت بقيت

لهذا الجزء من الطيف بشكل رئيسي إلى الحقيقتين التاليتين:

فوق الأساسية تقبل حزم الامتصاص وائلعلماء الأطياف الأ يستطعلم الحقيقة الأولى هي أنه

overtones يضة ومجموعة الحزم المتوافقة الشديدة التراكب والتشابك في منطقةالعر و المتكررة NIR

ومطيافية الأشعة Raman ة المشاهدة في كل من مطيافيةمفيد للإشارات الاهتزازية الرئيس كمتمم

.MIR تحت الحمراء المتوسطة

ل في مجايعمل NIRمعظم المستخدمين الأوائل لطيف كانهي أنه فالحقيقة الثانية أما

بأخذ المبادئ الأساسية الزراعة, مستفيدين من هذه التقنية التحليلية غير المخربة للمادة المدروسة

.مج حاسوبيالأطياف الناتجة وربطها ببرنال استغلا دونفقط للبيانات الناتجة

على الحبوب بيقهاحيث تم تط 1411في عام NIRبدأ استخدام تقنية الاشعة تحت الحمراء القريبة

-USAفي مختبراته الموجودة في Karl Norrisب الأول لهذه التقنية وهو العالمقبل الأ من

.Beltsville

وربطه NIRكان نوريس أول من تنبأ بالقدرة العملية الفعالة لهذه التقنية باستخدام جهاز مطياف

البروتين والرطوبة في ةر طريقة لمعاير ة في ذلك الوقت, وذلك من أجل تطويبالتقنية الحاسوبية المتوفر

[8] .مجهزا بفلاتر خاصة للطيف NIRأصبح جهاز 1471في عام , و [7]القمح

ومطيافية MIRمقارنة بمطيافية NIRرغم أن الوضع لم يتغير بالنسبة لتقدير أهمية مطيافية

RAMAN ,مطيافية إلا أنNIR من المهم ولكن ,تقنية مقبولة في التطبيقات الصناعيةتعد اليوم

نما تتميز بأنها تم ,ليست فقط أداة روتينية NIRأن نؤكد أن مطيافية في مجال كبيرة لك قدراتتوا

تقنية أخرى. ةوالتي لا يمكن الحصول عليها بأي الفريدة التي تقدمها الأبحاث من حيث المعلومات

11

في W.Herschelكما ذكرنا سابقا إلى العالم هرشل NIRمطيافيةتاريخيا اكتشاف ود يع

Norrisالعالم الصناعية إلىفي المجالات ر استخدامها وتطبيقاتها يكذلك يعود تطو ,م1011العام

.العلوم الزراعيةوالذي كان مهتما آنذاك ب النصف الثاني من القرن العشرينفي

NIRمنتصف الثمانينات عندما أصبحت الأجهزة التي تستخدم فيجذري بشكل تغير هذا الوضع

ومنذ مطلع التسعينات ومع توافر أدوات القياس ,متوفرة بشكل واسعوالتي كانت بفلاتر ة مجهز

مجسات خاصة ب( المقترنة light-fiber opticsالألياف الضوئية )كيميائي الروتينية الفعالة, الك

طلقتان ,بحيث أصبح بالإمكان قياس العينات ضمن عبوات التخزينللاستعمالات المختلفة,

الجودة الصناعية والمراقبة أثناء التصنيع.قياسات إلى حقبة جديدة في مجال NIRمطيافية

:تحت الحمراء بتحويل فوريه عن الأجهزة الكلاسيكية الأشعة ميزات مطيافية .5.1.1

Infrared Spectroscopy Characters According to (F.T IR) Over

Classic Systems [9] جميذذذع ه يذذذتم تسذذذجيللأنذذذ قيذذذاس عاليذذذة دقذذذةببتحويذذذل فوريذذذه لاشذذذعة تحذذذت الحمذذذراء تتمتذذذع مطيافيذذذة ا وبالتذذالي أفضذذل بكثيذذر S/Nلنسذذبة الإشذذارة إلذذى الضذذجيج قذذيميعطذذي د وهذذذا مذذاالتذذرددات بذذان واحذذ

هذه المطيافية:مميزات من أهم, و للجهاز يضفي حساسية أكبر لإجراء القياسللعينات ةم صغير و دام حجإمكانية استخ.

في تحديد العدد الموجي قة عاليةد.

تطابق الأطياف فوق بعضهاعالية في دقة.

بمعذدل عشذر مذرات فلاتذر الجهذاز إلذى نظذرا لتعذرض الحذزم الضذوئية لقيذاس ا عالية فذيسرعة .في الثانية

القياسذات فنحصل على دقة أكبر فذي %0.02و عمليا أقل من مستوى أقل لتشتت الضوء وه .الكمية

11

:تقنية الأشعة تحت الحمراء القريبةمبادئ .2.1.1

Near Infrared Spectroscopy Technique Principles

إلذذذى 800nmتقذذذع منطقذذذة الأشذذذعة تحذذذت الحمذذذراء القريبذذذة فذذذي الطيذذذف الإلكترومغناطيسذذذي مذذذا بذذذين 2500nm (12500-4000), أوcm

2500nmإلذى 1100nmما بين الذي يمتد ويعرف الجزء 1- [10].والغذائية وهو الجزء الذي يستخدم عادة لتحليل المركبات الصيدلانية Herschelمنطقة ب

combination bandsامتصذاص مشذتركة حذزمعلذى لأشذعة تحذت الحمذراء القريبذة ا يحذوي مطيذافبشذكل أساسذي إلذى اهتذزازات , وتعود هذه الحذزمovertonesامتصاص فوق المستوى الأساسي وحزم

(.NH- CH- OHذرات الهيدروجين ) fundamental vibrationsالاهتذذذزاز الأساسذذذية أضذذذعف مذذذن شذذذدة حذذذزم تكذذذون شذذذدة هذذذذه الحذذذزم

, ولهذذذا فذذإن شذذدة الامتصاصذذية فذذي مطيافيذذة المتوسذذطة الموجذذودة فذذي مطيافيذذة الأشذذعة تحذذت الحمذذراءهذذه , وتمكذنالمتوسذطةتحذت الحمذراء الأشذعة ا فذي مطيافيذة تحت الحمراء القريبذة أصذغر منهذالأشعة

اجذذذة إلذذذى تمديذذذدها بالإضذذذافة لإمكانيذذذة الامتصاصذذذية الصذذذغيرة المحلذذذل مذذذن اسذذذتخدام العينذذذات دون الحومقبولذة نتذائج جيذدة ة واعطذاءحبذة القمذح الغيذر مطحونذسماكة كبيرة نسبيا كعينات صلبة ذات قياس

[10] .وهذا ما يزود المحلل بكم ضخم من المعلومات الطيفية عن العينة (7) الشكل يوضحو كبصمة اصبع خاص بكل مركبالقريبة ف الأشعة تحت الحمراء طي يعد

حيث , ( والسواغ عديم الشكل )السيللوز(الأسبرينللمكون الصيدلاني البلوري الفعال ) NIRطيف

الاستخفاف بهذا همية عدمبوضوح أ ؤكديو حزم الامتصاص المميزة للطيفين السابقين تظهر منه

نما تعد أيضا NIR أن مطيافيةا يوضح كم الجزء من الطيف لا تعد فقط بصمة للتركيب الكيميائي وا

[8].للحالة الفيزيائية للمواد المدروسة بصمة

12

.(Finger print إصبع)بصمة للوزيالنوعي لمادتي الأسبرين والس NIR طيف :(7الشكل)

النفاذيذذذة ة اعتمذذذادا علذذذى آليذذذةلقريبذذذتحذذذت الحمذذذراء االأشذذذعة تصذذذمم الأجهذذذزة المسذذذتخدمة فذذذي مطيافيذذذة transmission الانعكاس أوreflection ( 8الشكل)بحيث بين هاتين التقنيتين انية الدمج, مع إمك

.Transflectionيكون هناك بنفس الوقت نفاذية وانعكاس ضمن العينة ذاتها

.وفقا لها NIRآليات القياس التي تصمم أجهزة :(8الشكل)

تكون العينة بتقنية حيث ,لكاشفإلى مكان توضع العينة وا ه الأجهزةالشكلي بين هذ لاختلافيعود ا الإشذذعاع الذذذي الحزمذذة والكاشذذف لذذذا يذذتم تجميذذع كامذذل متوضذذعة بذذين موحذذد transmissionالنفاذيذذة

13

طاقذذذة ذات تذذذواتر أكبذذذر وطذذذول موجذذذة ضذذذمن النفاذيذذذة تتطلذذذب آليذذذةكمذذذا ,لال القيذذذاسيعبذذذر العينذذذة خذذذالانعكذذاس أمذذا فذذي آليذذة ة الاختذذراق تكذذون أكبذذر ضذذمن العينذذة,لأن مسذذاف ,-nm (1400(800المجذذال

reflection د الحزمة يش ع مباشرة على العينة ويتم تجميع الضوء المنعكس بكواشف فإن الضوء موح [10] .من العينة °45تقع على زوايا

نذذذات الحبذذذوب ومنتجاتهذذذا تمتلذذذك تقنيذذذة امتصذذذاص طيذذذف الأشذذذعة تحذذذت الحمذذذراء القريبذذذة فذذذي تحليذذذل عيفي اختيار العينات وذلك شعة المنعكسة المنتشرة خصائص جيدةالصلبة ونصف الصلبة وفق آلية الأ

يذذة ة أقصذذر مذذن تلذذك المسذذتخدمة فذذي تقنيذذبسذذبب فعاليذذة الضذذوء فذذي اختذذراق هذذذه العينذذات بذذأطوال موجت السذائلة أقذل أهميذة كمذا فذي عتيذان فذي حالذة العينذاالأشعة تحذت الحمذراء المتوسذطة, بينمذا يعتبذر الإ

[10] وضع هذه العينات في خلايا نفوذة.الحليب حيث تفذذي طيذذف 1cmمقارنذذة مذذع MIR 0.025mmفذذي حالذذة طيذذف يكذذون سذذمك الخلايذذا صذذغيرا جذذدا

NIR [11]اليذذذذة الانعكذذذذاس مذذذذن بآليتذذذذين إمذذذذا إحذذذذدى قيذذذذاس العينذذذذات الجافذذذذة والمنعمذذذذة وفذذذذق مكذذذذن , يالعينذة والانعكذاس فذي آن مذن يةذالنفا اليةأو ب Transmissionالنفاذية ليةاأو ب ReflectionالعينةTransflection. [12]واحد

An Over View :ت الحبوب المصنعة لتغذية الأطفاللمحة عن بعض منتجا. 2.1.1 On Some of Cereals Products Which Are Used In Children Nutrition

طذن مذن بليون 2ن أهم المحاصيل الغذائية في العالم حيث يتم إنتاج مايزيد عن تعد الحبوب م الحبوب المتنوعة سنويا لذلك كانت خصائص الجودة لهذذه الحبذوب مذن أهذم الاختبذارات العمليذة سذواء

[13].على الصعيد الوطني أو العالمي Breakfast الإفطارحبوب أو Cereals حبوب الأطفال الجاهزة مصطلح حبوبعلى يطلق

Cereals , وهي عبارة عذن غذذاء مصذنوع مذن نذوع واحذد أو أكثذر مذن الحبذوب غالبذا مذا يسذتهلك فذيوجبة غذائية متكاملة من الناحية التغذوية للأطفال وعادة ما يتم خلطه مع الحليذب يعدو وجبة الفطور

ذه الحبذوب الصذحية فذي احتوائهذا وتكمذن فوائذد هذن الماء لتكذون الوجبذة جذاهزة حيث يتم إضافة قليل معلذذى البروتينذذات والكربوهيذذدرات والدسذذم والفيتامينذذات والمعذذادن إضذذافة إلذذى الأليذذاف وقذذد يضذذاف إليهذذا

لزيذادة رغبذة الأطفذال فذي السكر وبعض المنكهذات , يذتم تصذنيعها وفذق أشذكال ونكهذات متعذددة وذلذك [14].تناولها

19

شذهر إلذى أ ةالسذتلرضذع دون ف, منها ما هو مخصص لتصنع هذه المنتجات من الحبوب بعدة أصنامتكاملذة للرضذيع يضاف إليها الحليب لتشذكل وجبذة غذائيذة عادة حيث وتكون منعمة من العمر السنة

سذنة حيذث يذتم تصذنيعها 12 إلذى 2ا هو مخصص للأطفال من عمذر ومنها مإلى جانب الرضاعة, هذذة الشذذوكولا أو العسذذل أو اولهذذا مذذثلا حبذذوب بنكعلذذى تنونكهذذات تجذذذب انتبذذاه الطفذذل وتحثذذه بأشذذكال

[15] .الفواكه, وعادة يتم تدعيم هذه المنتجات بالفيتامينات بهذدف جذذب انتبذاه الأطفذال وتشذجيعهم علذى تناولهذا كلصذقكما يتم وضذع بعذض الرسذومات المحببذة ي هذذذه الحالذذة لا فذذمذذثلا و مذذن الحبذذوب الجذذاهزة اتالمنتجذذ ةالشخصذذيات الكرتونيذذة المرسذذومة علذذى علبذذ

.مباشرة استهلاكها ضاف الحليب عندإنما ي اتيضاف الحليب أثناء تصنيع هذا النوع من المنتج فذذاظ علذذى الرشذذاقة والصذذحة حيذذث تكذذون محتويذذةومذذن هذذذه المنتجذذات أيضذذا مذذا هذذو مخصذذص للح

.ف وتراكيز قليلة من الكربوهيدراتعلى تراكيز عالية من الأليافذذي شذذمال أوروبذذا الخلذذيط المحضذذر مذذن الحبذذوب والشذذوفان والمطبذذوا بالمذذاء أو الحليذذب اسذذتخدم قذذديما

[16].عند الإفطار أساسيا عد غذاء يحيث كان سيا وآالنذذوع مذذن ازداد الاهتمذام بإنتذذاج هذذا وبدايذذة القذذرن التاسذع عشذذر بذدأ إنتذذاج الحبذوب الجذذاهزة منذذ

John ويعتبذذذر .د مذذذن المصذذذانع المنتجذذذة لهذذذاعديذذذتذذذم إنشذذذاء المنتجذذذات الحبذذذوب الجذذذاهزة حيذذذث

Kelloggمدينة من أوائل المصنعين لهذه الحبوب فيBatllegreek فذيMichigen فذي الولايذات Kaith kelloggجذذاء أخذذوه ا علذذى شذذكل رقاقذذات مذذن القمذذح وبعذذدهقذذام بصذذنعه, المتحذذدة الأمريكيذذةبعذدها تذم و بطريقة مشذابهة لرقاقذات القمذح " Corn Flexsكورن فليكس"رقاقات الذرة حيث قام بصنع منتجذذذات المصذذذنعة لهذذذذا النذذوع مذذذن المنتجذذذات وانتشذذر تسذذذويق م 1461عذذام Kelloggإنشذذاء شذذذركة

[17].واسع وازداد استهلاكها في المجتمعاتعلى نطاق الحبوب

ليذاف يذتم طحذن الحبذوب ونخلهذا لتخليصذها مذن الأكما أدخلت المطاحن إلى هذه المصذانع حيذث كذان خاصذة عنذد الأطفذال أمذا حاليذا لعناصذر المغذيذة و تقلذل مذن امتصذاص اعلى اعتبارها صذعبة الهضذم و

حيذث فتصنع هذه المنتجذات لتلبذي احتياجذات طبيذة متعذددة )كالإمسذاك, والحميذات, وأمذراض متعذددة( رة لمذذا تذذم الحفذذاظ علذذى محتذذوى الحبذذوب المصذذنعة مذذن الأليذذاف باسذذتخدام الحبذذوب الكاملذذة غيذذر المقشذذو

د مذذن المذذواد المضذذافة إضذذافة العديذذكمذذا تذذم ة فذذي تنشذذيط حركذذة المعذذدة والأمعذذاءلهذذذه الأليذذاف مذذن فائذذد -أو لزيذذذادة القيمذذذة الغذائيذذذة )فيتامينذذذاتملونذذذات غذائيذذذة(, ,لطعذذذم واللذذذون )سذذذكرتحسذذذين اسذذذواء كانذذذت ل

[18].(BHT - BHAمواد حافظة )والتخزين لإطالة مدة الحفظ أو , معادن(

11

:لكيميائي لمنتجات الحبوب الجاهزةالتركيب ا .1.2.1 .1

Chemical Composition of Cereals Products بأنواعهذذذا الحبذذذوب المذذذادة الأوليذذذة وهذذذي تحتذذذوي منتجذذذات الحبذذذوب الجذذذاهزة فذذذي المرتبذذذة الأولذذذى علذذذى

مغذيذذة العناصذذر الوفان بعذذد أن يذذتم طحنهذذا وتنعيمهذذا تحتذذوي هذذذه الحبذذوب علذذى أو شذذ رز قمذذح, ذرة, .وملح وماء حلية, الفيتامينات والمعادنمالأو المنكهة إضافة إلى بعض المضافات كالمواد

علذذى العناصذذر الجذذاهزة كوجبذذة غذائيذذة كاملذذة نظذذرا لاحتوائهذذا الحبذذوب وقذذد صذذنفت هذذذه المنتجذذات مذذنلطاقذذذة فذذذي جسذذذم ر الأساسذذذي لالمغذيذذذة الكبذذذرى البروتينذذذات والكربوهيذذذدرات والدسذذذم حيذذذث تعذذذد المصذذذد

Bمينذذذات اكمذذذا تحتذذذوي علذذذى العناصذذذر المغذيذذذة الصذذذغرى مذذذن فيتامينذذذات ومعذذذادن مثذذذل فيتالإنسذذذان, كتها مذع الحليذب الغنذي ممذا يجعلهذا تعذد وجبذة غذائيذة متكاملذة عنذد مشذار B1المركبة وخاصة فيتامين

.بالكالسيوم ينالأساسذذذذذي ينالمكذذذذذونو همذذذذذا النشذذذذذاء والدكسذذذذذترينممثلذذذذذة ب بالكربوهيذذذذذدرات إن غنذذذذذى الحبذذذذذوب

فذذي الجسذذم إلذذى للاندوسذذبرم يعطيهذذا أهميذذة خاصذذة مذذن الناحيذذة الغذائيذذة حيذذث يذذؤدي تحلذذل الإندوسذذبرم [14] .لدى الانسانلجملة العصبية تشكيل الغلوكوز مصدر الطاقة ل

وز السذذذذللوز والهيميسذذذذلل أيضذذذذا هنذذذذاك إضذذذذافة إلذذذذى النشذذذذاء مذذذذن الكربوهيذذذذدرات التذذذذي تحتويهذذذذا الحبذذذذوب و .أقسام حبة القمح الكاملةالتالي ( 4)لشكليوضح ا ,أخرى سكرياتنتوزات و بوال(Fibers )الألياف

.لقمحأقسام حبة ا :(9الشكل)

16

,%مذذذذن هذذذذذه البروتينذذذذات الألبذذذذومين 10 - 6.1على البروتينذذذذات بنسذذذذبة أيضذذذذا تحتذذذذوي هذذذذذه الحبذذذذوب % وتحتذذوي الحبذذوب علذذى 3 - 1ة قليلذذة بنسذذب تذذوي الحبذذوب علذذى الدسذذمكمذذا تح الغلذذوتينينليذذادين, الغ

.بنسبة زهيدة والكالسيوم ,الفوسفات, البوتاسيوم ,المعادن وأهمها المغنيزيوم

كما تحتوي ,B12 ,B6 , B2, B1المركبة Bمينات االحبوب فأهمها فيت نات المتواجدة فيأما الفيتامي .جودة في الأغذيةالمو التي تعتبر أهم مضادات الأكسدةو الحبوب على التوكوفيرولات

:تجات الحبوب في المصانع الغذائيةتصنيع من .1.2.1.1

The Processing of Cearals Products in Food Industries أهذذم الخطذذوات التصذذنيعية فذذي مذذنتعذذد عمليذذة ضذذبط الجذذودة أثنذذاء تصذذنيع منتجذذات الحبذذوب الجذذاهزة

حبذذوب القمذذح الحبذذوب ) فذذي تصذذنيعة المسذذتخدمة لمذذواد الأوليذذا مذذن عمليذذات ضذذبط جذذودة بذذدءا المعامذذل هذذذه نذذاتج عذذن طحذذن هذذذه الحبذذوب والذذذي يعتبذذر المذذادة الأساسذذية فذذي تصذذنيع ال والذذدقيق( رزوحبذذوب الذذمراقبذة انتهذاء بسذواء كانذت منكهذة أو حافظذة و ة والمحليات مثل السكر والمواد المضذاف ,[16] المنتجات

ومذذذدى مطابقتذذه للمواصذذذفات لامته للاسذذذتهلاك البشذذري جذذودة المنذذذتج النهذذائي مذذذن الحبذذوب لضذذذمان سذذ .القياسية

المرحلذة ضذبط ة لمنتجات الحبذوب الجذاهزة حيذث يجذبتصنيعيمن الخطوات اليجب مراقبة كل خطوة طذاء الشذكل المناسذب لهذذه إعولضذمان ,كافذة الجوانذب الصذحيةمراعذاة و ,كثير من الحذذرالتصنيعية بعدادها منالحبوب أيضا مراقبة محتوى الرطوبة ودرجة حرارة المنتج وكمية يجبكما خلال طبخها وا

لقيمذذة الغذائيذذة للمنذذتج االمتعلقذذة بالبروتينذذات والفيتامينذذات والمعذذادن وذلذذك مذذن أجذذل تذذدوين المعلومذذات .على بطاقة عبوة المنتج فيما بعد بشكل دقيقالجاهز

Process ق الرقابذذذة التحليليذذذةعلذذذى تطبيذذذ FDAلقذذذد حرصذذذت منظمذذذة الغذذذذاء والذذذدواء الأمريكيذذذة

Analytical Technology PAT [6]ئيذة أثنذاء لمواد المصنعة سذواء كانذت منتجذات غذائيذة أو دوال :الإنتاج والتي تتم بأحد الأشكال التالية

In Line سحب عينات ( )بدون On Line عادتها مرة أخرى إلى سحب العينا )يتم الإنتاج(خط ت وتحليلها وا At Line الإنتاج(سحب العينات وتحليلها في منطقة تم)ي Off Line الإنتاج(سحب العينات وتحليلها خارج منطقة )يتم

17

تطوير وتحسين نوعيذة المنتجذات الغذائيذة المصذنعةلى إ PAT الرقابة التحليلية أثناء الإنتاج وتهدفهذه تضمن الغذائية و ذه المنتجاتمن خلال مراقبة تأثير عمليات التصنيع على جودة ه من الحبوب

:الأمرين التاليين المراقبة لتأثيرها على سلامة وذلك التي تعد من أهم النقاط الحرجة في التصنيع و رطوبة المنتج معايرة

وعدم تعرضه للفساد والفطذور وخاصذة تلذك الفطذور التذي تفذرز إطالة فترة حفظهعلى المنتج و .(Mycotoxins)ن والأطفال بشكل خاص على حياة الإنساالخطر التأثير السموم ذات

معذذادن بشذذكل دقيذذق الفيتامينذذات و البروتينذذات و المذذن أي محتواهذذا القيمذذة الغذائيذذة للمنذذتج تذذدوين .العبوة المستخدمةعلى التي توضح هذه المكونات بشكل دقيقو ة المنتج على لصاق

راحذذل التصذذنيع فذذي المعمذذل م مراقبذذةمجذذال لقذذد تذذم تطذذوير العديذذد مذذن التقنيذذات الحديثذذة وتطبيقهذذا فذذي ليدية.قتحليل العينات بالطرق التوالجهد المبذول والوقت المستهلك في كلفة تإنقاص الالغذائي بهدف

حيث تذم فذي السذنوات الأخيذرة اسذتبدال الطذرق التحليليذة الكيميائيذة المخبريذة بالتحاليذل الطيفيذة للأشذعة [2] .لمصانع وعلى نطاق واسعفي ا NIRتحت الحمراء القريبة والتي يرمز لها

طريذق معاينذة يتم عن NIRلأشعة تحت الحمراء القريبة طياف امان تقييم الطيف الناتج عن جهاز كبتحاليذذذل كيميائيذذذة محذذذددة عذذذن طريذذذق عمليذذذات إحصذذذائية لذذذه المعلومذذذات الطيفيذذذة هذذذذا الطيذذذف وربذذذط

ية الجزئيذذة وحسذذاب شذذوائمثذذل القطاعذذات الع Chemometricsكلاسذذيكية ونمذذاذج إحصذذائية مبرمجذذة .( وربطها بشبكة حاسوبية PLS) partial least Squaresمعامل الانحدار و

ية العالميذذذة وخاصذذذة فذذذي إنتذذذاج عناصذذذالثذذذورة البذذذدأت 1491بعذذذد انتهذذذاء الحذذذرب العالميذذذة الثانيذذذة عذذذام العديذذذد مذذذن تمبذذذالانطلاق علذذذى نطذذذاق واسذذذع واسذذذتخد علذذذفالحبذذذوب سذذذواء المخصصذذذة كغذذذذاء أو ك

الكيميائية والفيزيائية لهذه الحبوب وذلك من أجل الحصذول يات لتحديد معايير الجودة من الناحية قنالت [20].لوثاتلية من المعلى حبوب سليمة خا

وذلك ضمن NIRعرض الاستخدامات الهامة والواسعة جدا لتقنية تسن الفقرات التالية سوف وفيوليس غريبا أن يكون لمطيافية ,لمنتجات الحبوب في مختلف المراحل التصنيعية الغذائيالمجال

هذه التقنية را لما تتمتع به من سمات تميزالأشعة تحت الحمراء القريبة شأن كبير في هذا المجال نظعدم تخرب العينة و , في القياس السرعة هذه السماتأهم ومن ,عن غيرها من المطيافيات المنافسة

ر مسبق للعينة.الحاجة إلى تحضي عدمالمدروسة, و

10

:منتجات الحبوبفي تقنية الأشعة تحت الحمراء القريبة استخدام .2.1.1 NIR Analysis of Cereal Products

الحبذذذوب مكونذذذات فذذذي مصذذذانع الحبذذذوب لتحليذذذل NIR القريبذذذة تطبذذذق تقنيذذذة الأشذذذعة تحذذذت الحمذذذراء والمنتجات النهائية (العجين)التصنيع النصفية منتجاتو (الدقيق) الأساسيةية الأولالمادة وخاصة

.(حبوب الصباحو المعكرونة ,الحلويات دقيق البسكويت,الخبز, ) Components Analysis :اتتحليل المكون.1.2.1.1

Flour :دقيقال.1.1.2.1.1

والذذذذذي يعتبذذذذر بذذذذدوره تمذذذذدة علذذذذى القمذذذذح للمنتجذذذذات الغذائيذذذذة المع ساسذذذذيالمكذذذذون الأ الذذذذدقيقيشذذذذكل .لمنتجتحديد خواص وجودة افي الأساس

معامذل فذي بشذكل أساسذي دقيقفي إجراء تحاليل للذ NIRالأشعة تحت الحمراء القريبة يةمطيافطبق تغيذذر تقنيذذين إمكانيذذة إجذذراء القيذذاس مذذن قبذذل أشذذخاص NIRتقنيذذة بالاختبذذار تذذوفر سذذهولة كمذذا , الخبذذز

عطذذذاء و تحليذذل عينذذذات الذذدقيق داخذذذل أوعيذذذة التخذذزين علذذذى ببسذذاطة, والقذذذدرة وتشذذغيل الجهذذذاز نتذذذائج الا .ةر مباش

يذؤدي ممذا الدسذتوريةالجذودة والنوعيذة واصذفاتلمعاينة مدى مطابقته لمعادة الدقيقيتم فحص شحنة .لإنتاجلمعايير الجودة قبل دخولها في نظام ا إلى رفض الشحنة المخالفة

وهذذي البذذروتين الرطوبذذة NIRباسذذتخدام تقنيذذة دقيقيذذرات التذذي تذذؤثر علذذى جذذودة الذذم تحديذذد المتغتذذلقذد ., وامتصاص الماءالنشاء المتفكك ,ماد, اللون, الر الأبعاد الجزيئية

Flour Protien :الدقيق بروتين .1[21][22] اهتمام الباحثين ي نال الكثير منوالذالدقيق, الأكثر أهمية في يعد البروتين المكون

فلتر عند طول 14و 6بين من الفلاتر حتوي على عدد محدد الم NIRجهازتم تحديد البروتين ب وفق قطاعات مع قيم للبروتين NIRلبروتين ضمن جهاز لقيم اتناسب حيث تم اجراء . محدد موجةعية في على اعتبارها الطريقة المرج لتهضيم البروتين Kjeldahlتم قياسها بواسطة كلداهل مكررة

ضمن الجهاز تتضمن ايراتبعمل ثلاث مع Osborneقام , على سبيل المثالف ,قياس البروتينLog(1/R) 2180عندnm ,2100 ,1680 تظهر هذه المعادلة حساسيتها لأن طول الموجة2180nm ف حزم امتصاص النشاء من طيلوتين القمح والذي يقترب غيرتبط بحزم امتصاص ل

طيف ( 10الشكل )يوضح 2100nmامتصاصها للحد الأقصى عند طول موجة الواسعة والتي يتمNIR لكل من غلوتين القمح(a) ونشاءالقمح(b).

14

.(b)ونشاءالقمح (a)لكل من غلوتين القمح NIRطيف :(11)الشكل

.ات دون وجود تداخلاتفي قياس البروتين هو الأدق 2180nmطول الموجة وقد تبين أنا عينذذات والتذذي اسذتخدمت فيهذ ع مذن الذدقيقانذذو أمعذذايرات التذي أجريذت لتقذذدير البذروتين فذي دقذة ال تعبذر

Standard error of (SEP) المتوقذع لخطذأ القياسذيعذن امخالفذة لتلذك المسذتخدمة فذي المعذايرة

prediction أنمذاط ت قابلة للتطبيق على نطاق واسذع فذيأصبحت هذه المعايراو ,%21, 11 بنسبة هاتعذذديلها أو ضذذبطلالحاجذذة دون وثابتذذة علذذى مذذدى طويذذل مذذن الذذزمن [25,24],العينذذاتمختلفذذة مذذن

فذي NIRعلذى دقذة قيذاس ومعذايرة جذدل بذين المذوزع وبذين الخبذاز يحدثفي بعض الأحيان [26,23] [25] .لحل الخلاف رجوع إلى الطرق المرجعية للقياسالهذه الحالة يتم

تضذذمين المكتبذذة عذذدة منتجذذات تجاريذذة للصذذنف الواحذذد وهذذذا مذذا أنذذه بالإمكذذان NIRومذذن ميذذزات تقنيذذة يسذذذمح بتوسذذذيع دائذذذرة القيذذذاس والتذذذي تتطلذذذب إدخذذذال عذذذدد كبيذذذر مذذذن العينذذذات ومكرراتهذذذا يضذذذاف لذذذذلك

آخذذذر حيذذذث يمكذذذن لهذذذذه NIRفذذذي أي جهذذذاز NIRإمكانيذذذة اسذذذتخدام المكتبذذذة المنشذذذأة ضذذذمن جهذذذاز يذذتم مذذن خلالهذذا إجذذراء التحاليذذل فذذي جميذذع و , الذذدقيق لكذذل أنذذواع واسذذع علذذى نطذذاقتسذذتخدم المكتبذذة أن

.المخابز[25]

من قبل NIRأجهزة لتسعة فلاتر ضمن المستخدمة الدقيق لبروتينتبات المعايرة مكتم نقل

21

Fearn و Osborne [25] حيذذث وضذذعت هذذذه الأجهذذزة فذذي مختبذذرات مختلفذذة وتذذم إدخذذال برنذذامج 21ا اسذتخدمت مجموعذذة أخذذرى مذذن , كمذذعينذذة 21وعذذة مذن المعذايرة فيهذذا وتذذم ضذبطها باسذذتخدام مجم

.Kjeldahlكلداهل عينة لتقييم أداء الأجهزة مقارنة مع قياسات وفق طريقة [25]

بينمذذا كانذذت نتذذائج % 11.90إلذذى 10.92مذذن NIRاختلفذذت قيمذذة المتوسذذط الحسذذابي لنتذذائج أجهذذزة بالنسبة% 0.17كرارا بقيمة أعطت قياسات المتغيرات ت. %11.03 بنسبة طرق كلداهل تختلف

NIRكذذذل مذذذن نتذذذائج ين منتظمذذذة بذذذمراقبذذذة أجريذذذت بعذذذد ذلذذذكو .كلذذذداهلبالنسذذذبة ل% 0.14و NIR ذلذذذ [25] .وكلداهل عن طريق استخراج المتوسط الحسابي للعينات المفحوصة

Flour Moisture:الدقيق رطوبة .1

أهم عناصر قذوة هذذه من اته في الوقت ذعلى تقدير عدة متغيرات للعينة نفسها و NIRتعد قدرة تقنية . ام به الباحثون في تحليل الأغذيةكان تقدير الرطوبة أول تطبيق ق , حيثالتقنية

البذذروتين فيذذهنسذذبة من مذذع تقذذدير بذذالتزا دقيقلذذفذذي اإلذذى أهميذذة تقذذدير الرطوبذذة هنذذا يذذه التنو ولا بذذد مذذنلا تتراكذذب هذذذه , 1940nmوجذذة عنذذد طذذول الم ك الرطوبذذة حذذزم امتصذذاص واضذحةتلذذتم حيذث[23,22]

[27] .(11الشكل ) زم امتصاص لمكونات أخرى في الدقيقالحزم مع ح

%0.15لا يتجاوز NIR الرطوبة باستخدام تحليلالقياسي المتوقع عند إجراء الخطأ كما كان

[25,23,21].

( عملية التجفيف بالفرنb( وبعد )aقبل ) لعينة الدقيق NIR( طيف 11الشكل )

21

.لاختلاف الأداء بين المختبرات نظرا [25] عينة21 ذل حساب القيم المتوسطة لابد من و

Particle Size :ةد الجزيئيابعالأ .2( وذلذك بسذبب cookiesالبسذكويت )فذي دقيذق مذن أهذم معذايير الجذودة بعذاد الجزيئيذة الأيعتبر حساب

NIR .[23]ية بتقن Log (1/R)على قيم ةد الجزيئيابعالتأثير الملحوظ للأغيذر خطيذة nm 2230عنذد طذول الموجذة Log (1/R)العلاقذة بذين معذدل البعذد الجزيئذي و وتكذون

البسذكويت لحصول على معايرة خطية كافية لذدقيقل NIRاجراء العديد من المعايرات ضمن تم [23] .ال المتوفر لهذا النوع من الطحينعلى الرغم من صغر المج UKفي المملكة المتحدة

ي تمكذن الذذ للذدقيق %74إلذى 57%تجذاوز المجذال عنذد %3تم الحصذول علذى خطذأ متوقذع قياسذي .µm 75من المرور عبر مناخل بقطر

Flour Ash :الدقيق رماد .4بعذد الأخذذ بعذين لفحذص نقذاوة الذدقيق ةالتقليديذ اتالاختبذار مذن محتوى الرمذاد فذي الذدقيق يعتبر قياس

.) قشور الحبوب(الاعتبار التلوث بالنخالة ويعتبذر محتذوى , عنذد درجذات حذرارة مرتفعذة ( الذدقيقبعذد ترميذد )حذرق رماد بأنه الأثر المتبقذييعرف ال

لأن نسذبة الرمذاد فذي معيار حساس يدل على مدى التلوث بالنخالة )قشذور الحبذوب( الرماد في الدقيقالمحتذذوى العذذالي فقذذط, يمتلذذك %3 بينمذذا نسذذبة الرمذذاد فذذي الإندوسذذبرم فتبلذذ %8النخالذذة تصذذل إلذذى

الخبذز بقذع اللذون الغذامق علذىتأثيرا عكسيا على الدقيق الأبيض من حيذث قابليذة خبذزه وظهذور للرماد لذذلك فمذن أهذم خذواص الذدقيق الذذذي يتمتذع بجذودة معينذة فذي صذذنع .مثذل هذذا الذذدقيقخبذز دالنذاتج عنذ

بعذذد حرقذذه بذذأن الرمذذاد المتبقذذي مذذن الذذدقيق علمذذا ,علذذى المحتذذوى الأدنذذى مذذن الرمذذاد الخبذذز هذذو احتذذواؤهلوز المكذون الأساسذي للنخالذة يالسذلوجذود تصاص مميزة ما عدا في حالة حزم ام ةأيلا يعطي وترميده

عنذد طذول NIRلذذلك تعذد قياسذات , nm 2336يملك حزمة امتصاص مميزة عند طول الموجذة فهوتتعلذذذذق بارتفذذذذاع المحتذذذذوى مذذذذن لطحذذذذين و يذذذذدل علذذذذى محتذذذذوى النخالذذذذة فذذذذي ا ا معيذذذذار 2336nmالموجذذذذة [28,26,22].الرماد

وي معذايرات توبالتالي تحوالبروتين مقارنة مع الإندوسبرم, تحتوي النخالة على كميات أكبر من الدسم تحديذذدهيذذتم للرمذذاد المميذذزة ونظذذرا للأبعذذاد الجزيئيذذة ة مميذذزة للبذذروتين والدسذذم,الرمذذاد علذذى أطذذوال موجيذذ

بذذين الرمذذاد الناتجذذة عذذن هذذذه العلاقذذة الثانويذذة خطذذاءتذذم توضذذيح الأ ,partical sizeبالبعذذد الجزيئذذي

22

أنذه اللذذان سذجلا Bolling and Zwingelberg[28]بالنتائج المقاسذة مذن قبذل والأبعاد الجزيئية له ن. يتبع البروتيللرماد NIRعندما تتغير البنية )الأبعاد الجزيئية للرماد( فإن طيف

معذايرات تسذذتخدم Lwamato et al and Williams et al [29]قذدم كذلا مذن وبذنفس الطريقذةاسذتخدام هذذه المعذايرات علذى نذتج عذنلكنذه , مشتركة بامتصاص الدسم والبعذد الجزيئذي أطوال موجية

.سيمةينات مستقلة أخطاء جعWilliams et al [24]اقترح

نها أقل أ في معايرات الرماد على أساس nm 2345دمج طول الموجة أن حزمذة الامتصذاص Lwamato et al [29]كمذا أظهذر ,مذن الدسذم يذةالموجالأطذوال فذي تذداخلا

أنها لم تكن المنزوع الدسم واستنتج غابت في الطيف الناتج عن الدقيق nm 2345عند طول الموجة دسذذذم حيذذذث دعذذذم اسذذذتنتاجه هذذذذا مذذذن خذذذلال المقارنذذذة بذذذين طيذذذف السذذذيللوز وال مشذذذتركة مذذذع السذذذيللوز,

.(12)والموضح بالشكل

.(cالنشاء )( و b( والزيت )aللسللوز ) NIRطيف :(12)الشكل

اقتذرح NIRضذمن عذن الذدقيقللرمذاد النذاتج تحديذداجذراء عذدم ملائمذة ئج المذذكورة يتوضح مذن النتذاBertrand et al [30]

.يةبالطرق المرجع د بدون التحليلللنخالة في السمي كمؤشر استخدام الدسم كحذزم امتصذاص Lwamato et al [29]مذن قبذل nm 1724عند طول الموجة تم تدوين القياسات

.المؤشر على نقاوة الدقيقللدسم و

23

Color Flour:لون الدقيق .5

ط النقذذذي وذلذذذك بسذذذبب الارتبذذذا كبذذذديل عذذذن قياسذذذات الرمذذذاد فذذذي الذذذدقيقتذذذم اتخذذذاذ معيذذذار قياسذذذات اللذذذون واللون الغامق للرغيف المخبوز منه. مالمباشر بين لون الدقيق المستخد

وذلذك يسذمح بقيذاس اللذون nm 540علذى فلتذر فذي المنطقذة المرئيذة للطيذف عنذد NIRيحتوي جهاز ام اللذون كقاعذدة للكشذف عذن الرمذادتم استخد أيضا [26],الوقت مع قياس البروتين والرطوبةفي نفس

بهتان قياسل Agtronطريقة وفق nm 540موجة نعكاس عند طول اللاابمعايرة اجراء ال تمكما [31]ظذذذاهرة معقذذذدة ناتجذذذة عذذذن مشذذذاركة عذذذد لذذون الذذذدقيقيو , AACC [32]بذذذالرجوع إلذذذى لذذذدقيقاللذذون فذذذي ا

., ودرجة الاصفرار والبعد الجزيئيالمحتوى من النخالة )الصنف(قل عذن كل مسذتفذي محاولذة لقيذاس محتذوى النخالذة بشذ Kent, Jones and Martinصذمم كذلا مذن

للذذون عنذذد نفذذس طذذول الموجذذة وفذذق قياسذذات اعلذذى تذذدريجات اللذذون والتذذي تقذذوم ,بقيذذة العوامذذل الأخذذرى (GCF)ج اللذونوهذو مؤشذر تذدر grade color figureعذرف هذذا القيذاس بذالرمز Agtronطريقذة مذذذع القذذذيم المخبريذذذة NIRضذذذمن جهذذذاز 540nmشذذذدة قياسذذذات الانعكذذذاس عنذذذد طذذذول الموجذذذة تذذذرتبط م القياس عند طول موجة عندما استخدو r=0.95كان معامل الارتباط يأخذ قيمة حيث الجاف للدقيق

1680nm 540وnm وفذذذذذق طريقذذذذذةGCF إلذذذذذى تحسذذذذذن فذذذذذي قيمذذذذذة معامذذذذذل الارتبذذذذذاط أدى ذلذذذذذكR SEP= 0.46.خطأ قياسي متوقع والمعادلة أعطت

Starch Damage and Water Absorption امتصاص الماء: النشاء المتحطم و .2

معيار هام من المتحطمة ذه الكمية حبيبات النشاء بشكل ميكانيكي أثناء عملية الطحن وتعد ه تتحطم .امتصاصه يتمسقيم ثابتة للماء الذي لويعود ذلك إلى حاجة الخباز ,جودة الخبزمعايير

حيث أنه ءللما خبزالمعد لل لدقيقحيد الذي يؤثر على امتصاص اء المتحطم العامل الو لا يعتبر النشا .عملية الطحن للتحكم بكمية النشاء المتحطمشروط تعديل بإمكان العامل

للنشذاء المذتحطم مسذتخدمين NIRجهذاز ب بذإجراء تحليذل Douglas and Osborneقام كل من لقد واستخدام فلتر ثابت تم بعدها اختيار فلاتر مناسبة لهذه القياسات [33])مسح( عبر فلتر وحيد الطيف

الذذي و Farrand units 3,2 رانذدابواحذدة ف SEPكان الخطأ القياسي المتوقع لهذذه المعذايرة فللطيف كمذا تذم ( , to 40 Farrand units 20 )الخبذز بالمقارنة مع المجال المصذادف فذي دقيذق ا يعد كبير

.%SEP 1.5 القياسي المتوقع خطألامتصاص الماء واستنتاج ال إجراء تحليل

29

التذي تعذد العناصذر [25]بقيم البروتين والرطوبة والنشاء المتحطم ة لهذا التحليللموجيترتبط الأطوال ا Farrandن النشذاء المذتحطم يلعذب دورا ملحوظذا فذي معادلذة إ ,ة المؤثرة علذى امتصذاص المذاءرئيسال

مذذذن الضذذذروري عنذذذد قيذذذاس النشذذذاء و ,ء مذذذن المعطيذذذات الكيميائيذذذة الرطبذذذةللتنبذذذؤ عذذذن امتصذذذاص المذذذاالتوصذذل لقيذذاس امتصذذاص المذذاء بشذذكل وهذذذا مذذا يضذذمن حطم إجذذراء قياسذذات للبذذروتين والرطوبذذة المذذت

.صحيحوالنيوزيلانذدي التجذاري أضذذيف الاسذترالي ام مجموعذات مذن عينذذات مذن الذدقيقاسذتخدتذم اجذراء بحذث ب

:القيم التالية التحليل حيث نتج عن kg/h 650عينات مطحونة بمطحنة ذات سرعة إليهاr

2 تحديذد في هذذه الدراسذة تذم تحسذين الدقذة فذي [34],(13الشكل ) SECV =0.41%و 0.940=

.لنتائج بدلا من الطريقة المستخدمة سابقا النشاء المتحطم بالاعتماد على طريقة مرجعية مضبوطة اضمن لعلاقة الخطية بين قيم النشاء المتفكك المرجعية وقيم النشاء( ا13التالي) البياني يوضح الشكل

NIR

.NIRلعلاقة الخطية بين قيم النشاء المتفكك المرجعية وقيم النشاء ضمن ا :(13)الشكل

وملحقاتذه مذن NIR systems Model 5000 mono chromatorتم استخدام جهاز وحيد الفلتذر تذذذم و PLS مربذذذع الانحذذذدار الجزئذذذيالاحصذذذائي برنذذذامجالوبالتحديذذذد Chemometrics البرمجيذذذات قذذيم القياسذذات علذذى أساسذذي ينذذة فذذي درجذذة حذذرارة الع غيذذرتذذأثير التة حذذرارة العينذذة حيذذث أن ضذذبط درجذذ

حذرارة العينذة بشذكل هذذا يعنذي ضذرورة ضذبط درجذة ,NIR وفذق النشاء المتحطم المقذاسالمجراة على .لنشاء المتحطمل NIR تصحيح على قيمعامل إدخال دقيق أو يتم قياس العينة ثم

21

للنشذاء المذتحطم باسذتخدامها فذي التحذري عذن التغيذذرات NIR باسذتخدام جهذاز تذم التحقذق مذن التحليذلخذذذلال عمليذذذات الطحذذذن نقصذذذان الناتجذذذة عذذذن تغيذذذرات الضذذذغط الحاصذذذلةالتذذذي تنذذذتج عذذذن الزيذذذادة أو ال

عينات بالطرق المرجعية أن النتائج التي تم الحصول عليها بالنسذبة للنشذاء ال, وقد أكد تحليل التجريبية .ق المرجعيةالطر نتائج كانت تتفق مع NIR تقنية المتحطم وفق

: جودة خبز الدقيق .1.1.2.1.1

ت تقنيذذذةإذا كانذذذ أنذذذه مذذذن المناسذذذب ملاحظذذذةإذ ,لضذذذبط جذذذودة الذذذدقيق NIRيسذذذتخدم الخبذذذازون تقنيذذذة NIR خبز والبسكويتالخبيز و خلال مراحل تصنيعالمستخدم قادرة على كشف جودة الخبيز للدقيق.

Chorle Wood ج المذأخوذة مذن جمعيذذة أبحذاث الذدقيق والمخبذذوزاتلاصذة لذذبعض النتذائفيمذا يلذي خ .NIR تقنيةأعدتا لكشف إمكانات المصممة من تجربتين

إلذى Weak Englishالانكليذزي الطذري ن الدقيق الذي تذراوح بذين الذدقيقعينة تجارية م 49تم خبز عطذذاء أرغفذذة مذذن strong Canadianالكنذذدي القاسذذي عذذن طريذذق وصذذفة ثابتذذة للخبيذذز 400gr وا

تذذم تسذذجيل بيانذذات ,تطبيذذق مذذزج ثابذذت وعجذذن ثابذذتومذذع ومضذذبوطة مذذع توقذذع لكميذذة المذذاء الممذذتصNIR 14.5إلذى 8.7يتذراوح بذين ن محتوى البروتين فذي الذدقيقكاففلتر 19باستخدام جهاز مزود بذ

وفق ml 1160إلى ml 1170ة بينتراوح حجم الأرغفو , Kjeldahlوتم قياسه وفق طريقة كلداهل%, تم إجراء العديد من القياسات متعددة الانحدار لحساب حجم الرغيذف seed displacementطريقة

أعطذذت مجموعذذات عديذذدة مذذن ختيذذار أطذذوال موجيذذة محذذددة للقيذذاس حيذذث, تذذم اNIRباسذذتخدام تقنيذذة اركة لأطذذذوال موجيذذذة بمشذذذ 50ml-45ضذذذمن المجذذذال SECالأطذذذوال الموجيذذذة خطذذذأ قياسذذذي للمعذذذايرة

SEC خطأ قياسي 2100 2180و nm 1680 الأطوال الموجية مجموعاتأعطت ,محددة للبروتين . 50mlقدرهو

تنبذذؤ بحجذذم الرغيذذف علذذى نفذذس لل Kjeldahlيمكذذن اسذذتخدام نتذذائج البذذروتين المقاسذذة بطريقذذة كلذذداهل هذذذه النتذذائج خذذلال مذذن أصذذبح مذذن الواضذذح وقذذد 49mlوقذذدره SEC للمعذذايرة العينذذات بخطذذأ قياسذذي

.البروتينضافة إلى محتوى الأرغفة المنتجة بإالرغيف في التنبؤ بحجم NIR لتقنيةالمساهمة الفعالة أظهر اهل بكونهذذا أفضذذل أو أسذذوأ وقذذددطريقذذة كلذذ مقارنذذة مذذع NIR تقنيذذة الحقيقذذة أنذذه لا يمكننذذا تقيذذيم

فس النتيجة.مسح للطيف بفلتر وحيد نالعمل السابق مع القمح باستخدام على قياس فعالية أنزيم ةغير قادر NIR أن تقنية Osborne[25]من أبحاث كما تبين

26

amylase α- مذذن 49الذذ ( حيذث أضذيفت لأحذد الأنذواع1هذذا موضذح بالبيانذات المعطذاة بالجذدول )و فذذذي زيذذذادة حجذذذم الرغيذذذف وهذذذذا مالذذذه تذذذأثير -amylase αأنذذذزيم ( strong-canadian) وهذذذو الذذذدقيق

-amylase αيوضح تذأثير التالي ( 1الجدول) .أي زيادة الذي لم يبد NIRالقياس وفق تقنية عكسب

.على زيادة حجم الرغيف .على زيادة حجم الرغيف -amylase α (: تأثير1جدول)

نتذذاج بسذذكويت قليذذل دقيقعينذذة مذذن الذذ 75تذذم خبذذز الحذذلاوة أو غيذذر محلذذى باسذذتخدام طرائذذق مراقبذذة وا م جهذذاز ماسذذح للطيذذف وحيذذد الفلتذذر و باسذذتخداللذذدقيق NIR ت بيانذذات تقنيذذةلو سذذج بدقذذة,مضذذبوطة

وى المذذاء , وزن البسذذكويت, قوامذذهص للبسذذكويت ) مسذذتئامعامذذل الانحذذدار المتعذذدد لأربذذع خصذذ بحسذذ correlationحسذذذذذاب معامذذذذذل الارتبذذذذذاط )واسذذذذذتخدام معذذذذذايرات مختلفذذذذذة و NIRالذذذذذذ تذذذذذه ( ضذذذذذمنوكثاف

coefficientن المتغيراتالموجة لكل م ( عند طول. ومحذدودة الاسذتخدام درة علذى إعطذاء جذودة الخبيذز للذدقيقغيذر قذا NIRنسذتنتج أن تقنيذة بالخلاصة

لقيذذذاس الرمذذذاد وتسذذذتخدم بالاسذذذتناد إلذذذى أسذذذاس مرجعذذذي لإجذذذراء القياسذذذات لتحديذذذد البذذذروتين والرطوبذذذة [25] واللون. ةد الجزيئيابعوالأ ء المتفككوالنشا

Wheat Glutenالقمح:غلوتين .2.1.2.1.1

:كمادة داعمة للخبز لسببين لقمح المطحون ويستخدم بشكل مسحوق جافالغلوتين من ا يفصلa. للرغيذذف وحجذذم أكبذذر لذذه فذذي لحمذذل النخالذذة وتشذذكيل مقاومذذة عاليذذة قاعذذدة للذذدقيق لتأسذذيس

.الكامل دقيقن الدقيق البني أو الالخبز المصنوع م

27

b. بأنواع قمح ذات شكل كامل أو جزئي بالعادي تج عن دقيق القمحالنا لاستبدال البروتين .عالي من البروتينمحتوى

29الغلذوتين باسذتخدام فذي رطوبذة البذروتين و بالنسذبة لمتغيذري ال NIR تحليل باسذتخدام تقنيذة تم اجراءق طريقذة وفذالرطوبة تم تحديدو , Kjeldahlلحديد البروتين فيها بطريقة كلداهعينة تجارية حيث تم ت103الدرجة ب التحضين بالحرارة الجافة

°c [23] ساعة. 1لمدة

ختيار العمليات الإحصائية للمعايرة بدراسة اتم م فلاتر ث 6على جهاز يحوي NIRبيانات يلسجتم ت (.2حزم الأطوال الموجية المعطاة في الجدول ) كافة

محتذذوى مذذن ال وقيذذاس PF [23]ساسذذي الأ مذذن الذذدقيق ي المئذذويمحتذذوى البروتينذذاللقيذذاس NIRيسذذتخدم كميذذة مذذن البذذروتين إلذذى المطلوبذذة لرفذذع محتذذوى الذذدقيق WG تحسذذب كميذذة الغلذذوتين و .PGلغلذذوتينا

.PS البروتين المطلوبةعلذى الذرغم مذن أن قيمذة الخطذأ ,NIRالغلذوتين وفذق تقنيذة معذايرة الإحصذائية ل ( القذيم2الجدول)يبين

[23] .( كانت كبيرة2المعطى في الجدول ) PGالغلوتين لبروتين SECالقياسي المتوقع .NIRالغلوتين وفق تقنية تحليلل(:القيم الإحصائية 2الجدول)

كميذذة الغلذذوتين إلذذى خطذذأ فذذي تحديذذديذذؤدي NIR تقنيذذةب الخطذذأ فذذي قيذذاس بذذروتين القمذذح ولذذذلك فذذإن

[23] .الواجب إضافتها Additives :المواد المضافة .4.1.2.1.1

مطلوبذة إلذى العجذين بشذكل بالكميذات الموجودة في الدقيق الغير المستخدمة في الخبز و المواد تضاف .مزائج

20

Osborne اسذذذذذتخدم الباحذذذذذث

كنمذذذذذوذج تجريبذذذذذي لتحديذذذذذد محسذذذذذنات الخبذذذذذز الذذذذذثلاث NIRتقنيذذذذذة [25](Ascorbic Acid , L-Cysteine and azodi Carbonamidc) لنشذاء كمذزيج محضذر مذع ا

وغيذر كافيذة للجذزم بإمكانيذة تطبيذق لكنها غير دقيقة لهذه المزائج مقبولة ة تائج المعاير كانت نو ,كممددتطبيقهذا أخيذرا وذلذك إمكانيذة وقذد تذم التوصذل لتأكيذد .مذزائج المضذافةفي هذذا الذنمط مذن ال NIRتقنية

علذى Osborne [27]في المضافات الغذائيذة حيذث حصذل Nicotin Amide عن طريق تحديد مادة (HPLC) مقارنة مع تقنية الكروماتوغرافية السائلة عالية الأداء NIR تقنيةجيدة بتطبيق ئج نتا

High performance Liquid Chromatography, تضذذذذمنت معذذذايرة وقذذذدNIR حذذذذزمحذذزم و nicotine amideبالارتبذذاط مذذع امتصذذاص مذذادة 2138nmعنذذد طذذول الموجذذة امتصذذاص .nm 2070عند طول الموجة امتصاص

[27] Packaging Materials :مواد التعبئة. 5.1.2.1.1

سريعة طريقة يعتبر الحصول علىو وذلك لتعبئة منتجاتهم Laminatesمادة قام الخبازون باستخدامالاختبذذارات المطلوبذذة عذذدم مناسذذبتها( مذذن أهذذمالمسذذتخدمة )مناسذذبتها للتعبئذذة أو للامينذذاتا للكشذذف عذذن .لحل هذه المشكلة NIR تطبيق تقنية ةاء اختبار لإمكانيإجر لذلك تم, هاوالمرغوب ب

Davies et al [35] بذذرهنمكذذن تحديذذده يبأنواعهذذا الذذثلاث اللامينذذات مكونذذاتأن غيذذاب واحذذد مذذن

.مفلتر NIRباستخدام جهاز Dough :نالعجي. 2.1.2.1.1

العجذين الذذي يذتم خبذزه بالماء ومكونات أخرى لإنتذاج تتضمن عمليات الخبز عادة عملية خلط الدقيق إجذذراء عمليذذة ضذذبط لكميذذة المكونذذات التذذي لمهذذمفيمذذا بعذذد فذذي الفذذرن لتشذذكيل المنذذتج, لذذذلك كذذان مذذن ا

عادة العجذن تضاف لصنع العجين وعذدم بإجراء تحاليل خلال عملية العجن حيث تتم عملية التحكم وا ز.السماح بضياع الوقت والجهد في الخب

ضذح مذن يتو , والعجينذة الهشذة [36],ليل عجينة البسذكويت قليذل الحذلاوةفي تح NIRاستخدمت تقنية .NIRيمكن أن يكشف عنه طيف من المزائج المجربة غياب أي مكون ( أن19الطيف في الشكل )

, وهذذه المعذايرات كانذت صذحيحة مية باسذتخدام كامذل للعجينذة الهشذةتم الحصول على معايرات ككما .كر أو الدقيقجمالية الناتجة عن إضافة الماء والسبشكل كاف لتوضيح الأخطاء الإ

24

(b), سكر دسم وماء(a)لمزيج من السكر والدسم NIRطيف :(19)الشكل

(c)وماء و سكر دسم دقيق) نسبة إلى %1بحدود إمكانية الكشف عن الأخطاء الوزنية بشكل خاص الدسم أتاحت طريقة تحليل

NIR mono chromatorجهذازاحتذاج إجذراء هذذا التحليذل وقذد إجمالي كميذة الدسذم فذي الوصذفة(.فأعطت تم إجراء تجربة مشابهة على عجينة الخبز , كما أطوال موجية فقط 8تطلب ذلك القياس عند

التالي: (3الجدول ) المطبقة والموضحة من خلال الإحصائية للمعايرة القيم

عند مراقبة العجين. NIR قوف (: القيم الاحصائية المستنتجة من المعايرة3الجدول)

31

لتوضذيح مجمذل الأخطذاء NIRأشارت النتذائج بالنسذبة لعجينذة البسذكويت إلذى إمكانيذة اسذتخدام تقنيذة . ةالمضاف اتفي مستويات تراكيز المكون

أثنذاء عمليذة وخاصذة ه حرجذة وهامذة فذي عمليذة صذنع الخبذز,تعذد عمليذة خلذط العجذين ومجانسذتهذا و توليذد الغذازات حيث يسمح الغلذوتين النذاتج ب, الغلوتين لعجين لتحسين خليطا يةحيث يتم دعم بنالخلط

ةضذذعيف, كمذذا يعتبذذر الخلذذط بسذذرعة ا أثنذذاء وضذذعها فذذي القوالذذب وخبزهذذاأثنذذاء عمليذذة التخميذذر واحتجازهذذيستطيع أمهر الخبازون معرفذة المرحلذة الجيذدة للعجذين , حيث حيد والأهم لفشل صنع الخبزالسبب الو

(, وحذذديثا تذذم تطبيذذق تقنيذذات جديذذدة لمراقبذذة العجذذين وجذذودة رؤيتذذه ولمسذذهل صذذفاته الحسذذية )خذذلامذذن NIRاسذذذذذذذذذتخدام أجهذذذذذذذذذزة خلطذذذذذذذذذه فذذذذذذذذذي المعامذذذذذذذذذل والمصذذذذذذذذذانع الغذائيذذذذذذذذذة, حيذذذذذذذذذث أصذذذذذذذذذبح بالإمكذذذذذذذذذان

(Diodarray)مثل ثنائية الإلكترون ككاشف الكترو ضوئي Perten DA–7000 والتي مثلت تطورا مكانية و NIR في فعالية تقنية لتحديد نقطة وصول خلط العجين إلذى المرحلذة المرغذوب فيهذا اتطبيقها

فذذوق الخذذلاط وقيذذاس NIR وضذذع جهذذاز ثنذذائي الإلكتذذرونالتذذالي أن ( 11يظهذذر فذذي الشذذكل ) [37].]30[الأشذذعة المنعكسذذة عذذن حركذذة العجذذين

لمكونذذات سذذمح بذذإجراء مراقبذذة للعجذذين مذذن خذذلال معذذايرة اي .المختلفة للعجينمراحل التصنيع أثناء

.في عملية الرقابة على خلط العجين NIRاستخدام تقنية :(11)الشكل

ومستويات مختلفة من الخلط والمزجبين تغيرات نوعية الخبز المطهو علاقة مباشرة تظهر هذا وقد ي مؤلف من ألياف ضوئية)مسبر بلاستيك انبوبوزملاؤه Wesley et al [39] استخدمحيث

NIR.[43,42,41,40]مراقبة خلط العجين باستخدام تقنية و خلاط الداخل ء القياساتضوئي(لإجرا

31

الخلاطذات التجاريذة بنيذة تنذوع تتوافذق مذع NIR أن تقنيذةAlava et al [40]الباحثين لقد أشار بعضمكانالمحضذذذرة, و تركيبذذذة العجذذذائن المسذذذتخدمة ومذذذع اخذذذتلاف اسذذذتخدامها للبحذذذث فذذذي العلاقذذذة بذذذين يذذذةا

مذذذذع اخذذذذتلاف طذذذذرق خلذذذذط العجذذذذين, وجذذذذودة الذذذذدقيق المسذذذذتخدم NIR ات الناتجذذذذة مذذذذن تقنيذذذذةالمنحنيذذذذ نهائي.ال هوبروتين القمح وجودة الخبز المنتج بشكل الدقيقالممكنة بين مكونات والتداخلات Cereal Foods الحبوب:جة من الأغذية المنت. 2.1.2.1.1

:للأسباب التالية بوبمن الح تج النهائيتحليل المنبعادة يقوم الخبازون (a) وجودتها تراكيز المكونات المستخدمة لمراقبة. (b) محتذذذوى الخبذذذز مذذذن الحذذذال فذذذي حالذذذة اجذذذدها كمذذذا هذذذوو ت أهميذذذةالمنذذذتج و لتحليذذذل مكونذذذات

.الرطوبة

(c) على لصاقة المنتج الغذائي المتعلقة بتراكيز المكونات غذائيةالمعلومات ال لتدوين.

المعامذل الغذائيذة, حيذث فذي مخذابر كيميائيذة تنذا الحذالي يملكذونوق القليل من الخبازون فذي لقد أصبحفذذذي هذذذذه المعامذذذل أصذذذبحت ضذذروريةالتذذذي , NIRتذذم اسذذذتبدال هذذذذه المخذذابر باسذذذتخدام تقنيذذذات مثذذل

لإجذراء NIR وتم إنجاز عدد مذن التطبيقذات بجهذاز القيام بهذه الاختبارات بأنفسهم,وأصبح بالإمكان ( القياسذات التذي تطبذق علذى منتجذات الحبذوب 9, كمذا يبذين الجذدول)خبذوزةالتحاليل على المنتجذات الم

NIR .باستخدام تقنية .NIRالمطبقة على منتجات الحبوب باستخدام تقنية القياسات :(9)الجدول

32

Breadالخبز: .1وجنوب أفريقيا في الأمريكية في كل من المملكة المتحدة والولايات المتحدة NIRتم توظيف تقنية

[36,44] .تحديد المحتوى من البروتين والدسم والرطوبة في شرائح الخبز

تذذم حيذذث , NIR تقنيذذة الاحصذذائية لتحديذذد دقذذة معذذايرة شذذرائح الخبذذز وفذذق( القذذيم 1يوضذذح الجذذدول) . .ائح من الخبزشر 6أو 5من كل بأخذ عينات الحصول على معايرات مرضية

.NIR تقنية شرائح الخبز وفق ليلة تحالاحصائية لتحديد دق قيمال :(1)الجدول

يحسذن تجفيذذف لذذم, و لخبذذز عنذد إجذذراء التحاليذلاشذرائح عذدم فقذذدان الرطوبذة مذذن رص علذذى تذذم الحذ كمذاكذان الخطذأ القياسذذي حيذذث التحليليذة NIR الكافيذذة وفذق تقنيذةصذذول علذى الدقذة الخبذز وطحنذه مذن الح

[44] .% ( 2إلى 1ل الاختلاف من ) معام لمختلفة ومقبول للاستخدامبين الدراسات ا ا ثابتتجذذذاه تعذذدد الخبذذذازون وتعذذدد أنذذذواع الخبذذز والذذذدقيق المسذذتخدم فذذذي المعذذذايرات ثباتيتهذذا هذذذه برهنذذذت وقذذد

[36,45].تحضيره[36]السذذذكر الإجماليذذة الموجذذذودة فذذذي شذذذرائح الخبذذذز أيضذذذا لتراكيذذذز تحليذذذل تذذذم اجذذذراءكمذذا

بخطذذذأ قياسذذذي SEC [25]بالهواءوكمية النشاء في الخبز المجفف % 5,6لى إ 0.9في المجال %0.34قدره

بخطأ .%65إلى 51ضمن المجال %20قياسي أصذبح أي أنذه الخبذز ) تسذمى قذدمهذذه العمليذة الخبذز لعذدة سذاعات أو أكثذر, فذإن تم تخذزينيذ وعنذدما

ات لحسذاب معذدل الثبذ NIRتقنيذة وفذق ( حيث يحدث تدني في نوعيته, وهذا ما تم كشفه غير طازجباستخدام عينات NIRتسجيل أطياف Osborne [34]وبالتالي تدني نوعية الخبز, وقد اقترح العالم

ت مذن الأرغفذة خذلال عمليذة التخذزينبشكل أقراص مذن شذرائح الخبذز أخذذوضذع أطيذاف متعذددة و [46]

لذذوبكتين لذذورات فذذي مشذذتقات الأميلالخبذذز خذذلال عمليذذة تطذذوير بطيئذذة للب يحذذدث قذذدم [10] .لهذذذا التطبيذذق

33

تشذذكل العديذذد مذذن الذذروابط الهيدروجينيذذة بذذين الجزيئذذات ليعذذد هذذذا التبلذذور نتيجذذة مباشذذرة حيذذث , للنشذذاءتعود هذه التغيرات إلى الروابط الهيدروجينية بذين و يئات الماء وجزيئات الأميلوبكتين,وارتباطها مع جز

NIRضذذمن طيذذذف 1410و 1460nmوال الموجيذذذة تقذذاس عنذذذد الأطذذ (O-H)المذذاء والنشذذاء روابذذذط .لخبزالمقاس ل Biscuits :البسكويت. 1

خط الإنتاج المسذتخدم الجاف والماء في للتحري عن الدسم والسكروز والدقيق NIRتم استخدام تقنية [36] .عجين منتجات البسكويتفي

موجذة والذذي بذين المتغيذرات الرئيسذية واختيذار طذول ال ط تجريبذي لتقليذل العلاقذةأعطت هذه الدراسة نمذ حيذذذث تذذذم تعذذذديل الوصذذذفة القياسذذذية, أجهذذذزة وحيذذذدة الفلتذذذر اسذذذع بواسذذذطةأصذذذبح يسذذذتخدم علذذذى نطذذذاق و

والتذذي يذذتم قياسذذها لضذذبط للتحضذذير لتجنذذب تجذذاوز المجذذال لكذذل مذذن المتغيذذرات الأربعذذة المذذذكورة سذذابقا سكروز والدسذم تحضير الوصفة المخصصة للبسكويت باختيار كميات عشوائية من التم وقد ,كمياتهاالمضذاف لكذل المذاء والذدقيقكذل مذن تراكيذز تذم حسذاب , ثذملتجنب تأثير كل منهما على الآخذر وذلك

قيذذاس البسذذكويت النذذاتج بواسذذطة تذذم وصذذفة محضذذرة مذذن التراكيذذز المختلفذذة مذذن السذذكروز والدسذذم, ثذذم لسذذكروز لكذذل مذذن الدسذذم واتذذم الحصذذول بعذذدها علذذى معذذايرات . عبذذر مسذذح كامذذل للطيذذف NIRجهذذاز معامذذل ارتبذذاط مرتفذذع ى الذذرغم مذذن إعطذذاء هذذذه المعذذايرات وعلذذ, الجذذاف والمذذاء فذذي البسذذكويت والذذدقيق

مكانيذذة إجذذراء مقارنذذة دقيقذذة ومقبولذذة مذذع الطر للدسذذم كذذان NIR إلا أن تحليذذلالأخذذرى ق التحليليذذة ائذذوا .في المخبز نهاات والمطلوب التحري عنأكثر دقة للكشف عن الأخطاء المحتملة في تراكيز المكو

Break Fast Cereals :الحبوب الجاهزة للأكل. 2Baker et al [48,47]تحذذرى

ضذذمن المنذذتج مذذن الحبذذوب وبذذين قيمهذذا NIRالعلاقذذة بذذين قياسذذات [32](AACC Method 32 to 20)ق المرجعية المعروفةائوفق الطر والمعاير الجاهزة

وتذذذذم SEC 1.36% والخطذذذذأ القياسذذذذي للمعذذذذايرة =r 0.985كذذذذان معامذذذذل الارتبذذذذاط فذذذذي هذذذذذه الدراسذذذذة

مذن حبذوب مختلفذة مصذنوعة عينة 213باستخدام %(to 31,7 0)المجال الحصول على قيم ضمن NIRمعذذايرة علذذى ى هذذذه النتذذائج مذذن القيذذام بالحصذذول علذذتذذم وقذذد مذذن القمذذح والذذذرة والشذذوفان والأرز.

( عنذد Log1/Rمذن المشذتق الأول للعلاقذة ) NIRا حيث عولجت البيانات مذن وبأخذ المتوسط بينهمقذذيم احصذذائية حيذذث ن هذذذه المعذذايرة نذذتج عذذ [48]طذذول موجذذة مرجعذذي والعمذذل علذذى جهذذاز بفلتذذر وحيذذد

خطذذذأ علذذذى عينذذذات مسذذذتقلة وأعطذذذت ثذذذم أجريذذذت المعذذايرة SEC 1.1% كذذان الخطذذذأ القياسذذذي للمعذذذايرة

39

,2204 ,1352معذايرة الأليذاف كانذت الأطذوال الموجيذة المسذتخدمة فذي % SEP 1.8قياسذي متوقذع

2448, 2450 nm جذذود السذذكروز و عذذن تجنذذب التذذداخل النذذاتج يذذتم فيذذه اختيارهذذا علذذى أسذذاس ثذذمان تقذذذدير محتذذذوى السذذذكروز فذذذي منتجذذذات . وبسذذذبب هذذذذا التذذذداخل أصذذذبح بالإمكذذذالمتبلذذذور فذذذي العينذذذات

NIR .[94]بواسطة الجاهزة الحبوب اهسكروز فيتراوح معدل الة مختلفة من الحبوب يمنتج من علامات تجاري 84م ااستخدتم عينة للكشف 44و NIR عينة لإجراء التحليل بجهاز 40, قسمت هذه العينات إلى (%19إلى 1)

المعايرة باستخدام المشذتق الأول عنذد اشتقاق منحنىتم ثم , (مجهولةعينات عن محتوى السكر فيها ) الخطذذأ القياسذذي للمعذذذايرة. أعطذذت المعادلذذذة 1692,1782nmو 1432,1822nmالأطذذوال الموجيذذة

SEC 2.7% الخطذذذأ القياسذذذي المتوقذذذعوSEP 2.0% عنذذذد الكشذذذف عذذذن العينذذذات المجهولذذذة باسذذذتخدام .Gas Liquid Chromatography( GLCطريقة )

مقبولذذة بشذذكل جيذذد مذذع تلذذك التذذي سذذجلت فذذي خلائذذط الكيذذك SEP الخطذذأ القياسذذي المتوقذذع كانذذت قيمذذة[25]المخبذذذوز

فذذذي تحديذذذد المحتذذذوى مذذذن السذذذكر فذذذي NIRإمكانيذذذة تطبيذذذق طريقذذذة علذذذى وهذذذذا مذذذا أكذذذد .لحبوبالأغذية المصنوعة من ا

Pasta :المعكرونة. 4البذذروتين إمكانيذذة تطبيذذق تحديذذد محتذذوى فذذي تجذذربتين محكمتذذين[50]وزمذذلاؤه Kaffka et alدرس

العينذات تذم تحضذيرحيث أولى تجربة في المعكرونة المطحونة في NIR والرطوبة والدسم وفق تقنيةائق الكيميائيذة وتذم تحديذد الدسذم والبذروتين بذالطر ,kgلكذل بيضذة (1,2,9,6بتركيز متدرج من البيض)

نفذس الأطذوال الموجيذة تضذمنت هذذه المعذايرة ,ناجحة في هذذه التجربذة حيث تم إنجاز عملية تحليليةمرتبطة مذع بعضذها كمية البيض والبروتين والدسملأن هذه المتغيرات , واستنتج الباحثفي كل تجربة, لقيذاس محتذوى البذيض فذي المعكرونذة امينهذد كذلا مذن الدسذم والبذروتين مؤشذرين . يعومتداخلة أيضا

فذذي يجذذب تحديذذد هذذذين المتغيذذرين بشذذكل مسذذتقل عذذن بعضذذهما إذا أردنذذا تحديذذد محتذذوى البذذيض لذذذلكإضذذافة صذذفار البذذيض إلذذى المعكرونذذة والألبذذومين فذذي ثانيذذة تذذم , وفذذي تجربذذة المعكرونذذة بشذذكل نذذاجح

كذان الارتبذاط بذين , تويات مختلفذة مذن الدسذم والبذروتينتركيبات مختلفة في محاولة للحصول على مسدمج عينات من الارتباط عند ان فينقص حصلوقد , r=0.632 هو: هذه المستويات من المتغيرات

القذيم الاحصذائية التاليذة وقذد أعطذت المعذايرات[50] .فذةوفذق أبعذاد جزيئيذة مختل نفس التركيب وطحنذت .%SEC (1.11,1.29)للدسم والبروتين والرطوبة بالنسبة

31

NIRتطبيذق تقنيذة نسذتنتج أن بشكل عام وكنتيجة للتطبيقات الغذائيذة السذابقة علذى منتجذات الحبذوبونات المستخدمة في كعلى الم ومطاحن الحبوب لاجراء القياسات زعلى نطاق واسع في مصانع الخب

. تعد من التقنيات الدقيقة والناجحةالمنتجات النهائية المختلفة و وخلال المراحل التصنيعية تصنيعها

Optaining Sample Spectra :الحصول على المعلومات الطيفية. 2.1.1

حيذذذثعمليذذذة بسذذذيطة جذذذدا وسذذذريعة للغايذذذة, تعتبذذذر NIRجهذذذاز فذذذي ي للعينذذذةطيفذذذالمسذذذح الإن عمليذذذة د ثم توضذع العينذة ضذمن حاملهذا المناسذب حيذث يمكذن حوامل العينات وسطحها بشكل جيأولا تنظف

المسذح الطيفذي بعد ذلذك ثم يتم أشكال بحسب العينات المستخدمة شكل واحد أو عدة أن يأخذ الحامل [51].لعينة عدة مراتثانية كما يمكن إعادة مسح طيف ا 40الذي يستغرق حوالي و

Calibration :المعايرة .1.2.1.1قذذذة بذذذين الأطيذذذاف الناتجذذذة عذذذن العينذذذات المقاسذذذة وبذذذين القذذذيم المحذذذددة يذذذتم إجذذذراء المعذذذايرة لتحديذذذد العلا

مجذال ب لعدة عينات تختلف فيما بينهذا فأطيا , وتتضمن المعايرة سحبعيناتلمتغير ما ضمن هذه السذحب طيذف مئذات إلذى هنذاك ضذرورة ل عطيذات رياضذيا كذانالقياس المحدد في الجهذاز, ولمعالجذة الم

أخذذذرى علذذذى هذذذذه الأطيذذذاف التذذذي ق معالجذذذة رياضذذذية ضذذذمن المجذذذال المحذذذدد, ثذذذم نطبذذذآلاف العينذذذات لومذات , وذلذك لتهيئذة تلذك المع(للطيذف) مذثلا المشذتق الثذاني pretreatment عولجت معالجة أوليذة

خدمة فذذذي التعبيذذذر عذذذن هذذذذا المسذذذت منحنذذذي المعذذذايرة واسذذذتنتاج المعادلذذذة الطيفيذذذة لاسذذذتخدامها فذذذي رسذذذمالامتصذاص المشذتركة لحمذراء القريبذة هذو مذزيج مذن حذزموباعتبار أن طيذف الأشذعة تحذت ا المنحني

Combination bandsالامتصذاص فذوق المسذتوى الأساسذي وحزمOvertones فإنذه لذيس مذن ذا لذ, وتكذون حذزم التركيذزا مذع خطي أن تكون شدة الامتصاص عند طول موجة محددة متناسبةالضروري

, ولهذذا ي علاقذة خطيذة بذين الشذدة والتركيذزالامتصذاص مشوشذة لأ الطيف المؤلفة من مزيج من حذزمدامها فذذذي لامبذذذرت لا يعطذذذي معادلذذذة مناسذذذبة يمكذذذن اسذذذتخ-السذذذبب فذذذإن التطبيذذذق البسذذذيط لقذذذانون بييذذذر

حصائية على القياسات الائتطبيق طر , بل يجبالتحديد الكمي يائية المأخوذة للعينذات كيمق رياضية وا ي إحصذائي أخذذ بالانتشذار فذي يوهذو علذم كيمذائ chemometricsعن هذا التطبيق بمصذطلح ويعبر

الآونذذذة الأخيذذذرة وكذذذان لذذذه دور كبيذذذر فذذذي تفسذذذير المعطيذذذات التحليليذذذة وتطذذذور مطيافيذذذة الأشذذذعة تحذذذت [51] .الحمراء القريبة

multivariate calibrationدة المتغيرات متعدالمعايرة ق المتبعة في المعايرة ائومن الطر الانحدار الخطي المتعددMultiple Linear Regression (MLR)

36

تحليل العنصر الأساسي(PCA) Principal Component Analysis

انحدار المربع الأصغري الجزئيPartial Least Square Regression(PLS) [51] تمكذذذن الحاسذذذوب مذذذن بذذذرامج احصذذذائية مناسذذذبة تسذذذتخدم أيضذذذا NIRلتحديذذذد النذذذوعي فذذذي مطيافيذذذة ول

[52] .التعرف على العينات المجهولة validation :التحقق من صلاحية الطريقة .1.2.1.1

فلا بد من التحقق من صلاحيتها NIRق الرياضية المستخدمة لتفسير طيف ائبغض النظر عن الطر سمح بتوقع نتذائج التحليذل اعتمذادا ة تامج حاسوبيجهزة ببر هذه الأ NIRوكفائتها, يزود مصنعوا أجهزة

ذا أعطذت الطريقذة المرجعيذة إفبالتحقق من صحة المعايرة, بدوره على المعلومات المخزنة وهذا يسمح قيمذذذذذا خاطئذذذذذة فذذذذذإن ذلذذذذذك سذذذذذينعكس علذذذذذى النتذذذذذائج المتوقعذذذذذة, لذذذذذذا لا بذذذذذد مذذذذذن التحقذذذذذق مذذذذذن التكراريذذذذذة

repeatability فتذرة زمنيذة ة لذنفس العينذة فذي ظذروف مماثلذة خذلالياسذات متكذرر من خلال تطبيذق قمتكذذررة لذذنفس بأخذذذ قذذراءات reproducibilityقصذذيرة نسذذبيا , ولا بذذد مذذن التحقذذق مذذن تكراريذذة النتذذائج

فقذذد تحذذدث تغيذذرات طفيفذة بسذذبب الإدخذذال المتكذذرر للعينذذة ضذذمن الجهذذاز, أمذذا العينذة مذذن حذذين لآخذذر, [51]للتغيرات التي قد تحدث عبر فترة زمنية أطول. فتعود stabilityالثباتية

Norris andوتحديذذد الانتقائيذة مذذن قبذل NIRق للتحقذق مذذن صذلاحية طريقذة ائذكمذا تذم اقتذذراح طر

Ritchie [53] 2008.في عام

تطبيقات تقنية الأشعة تحت الحمراء القريبة: .1.1..1Applications of NIR technique

Raw Material Identificationذاتية المواد الأولية:التعرف على .1 هذذذامنتجاتوليذذذة الغذائيذذذة و الصذذذيدلانية و فذذذي تحليذذذل المذذذواد الأ ذات فائذذذدة كبيذذذرة NIRتعتبذذذر تقنيذذذة الذذذذ

تلافات الكبيرة في المواد الأولية والمضافات المنتجة تجاريا وخاصة أبعاد جزيئاتهذا النهائية وتعود الاخ, ويمكن مراقبة هذذه العوامذل بواسذطة واختلاف شروط التخزينإلى اختلاف الموردين ريةالبلو هاأشكالو

NIR تقنيذة يتضذمن اسذتخدام [51].بشذكل سذهل نسذبيا NIR المكونذذات ذاتيذة كطريقذة مرجعيذة لتحديذدمسذذح العينذذة يذذتم حيذذث ,طيذذف لكذذل مكذذون يذذتم تحليلذذه 300تأسذذيس مكتبذذة شذذاملة تحذذوي علذذى الأقذذل

ذه المذادة الموجذودة فذي المكتبذة, ثذم د ذاتيتها بإيجاد العنصر الأكثر تشابها مع هذيا وتحدالمجهولة طيفتتم مقارنة طيف العينة المجهولة مذع أطيذاف المكتبذة المرجعيذة بواسذطة الحسذابات المجذراة بالحاسذوب

ن والتذذي تأخذذذ قيمذذا ضذذمبينهمذذا spectra match value (SMV)وتحذذدد قيمذذة المقاربذذة الطيفيذذة

37

عنذذذذذذدما تحقذذذذذذق العينذذذذذذة المجهولذذذذذذة التطذذذذذذابق التذذذذذذام مذذذذذذع العينذذذذذذة 1+, وتأخذذذذذذذ القيمذذذذذذة [1-,1+]المجذذذذذذال[52,54]المرجعية

( يبين كيفية تحديد ذاتية المادة الاوليذة بانشذاء المكتبذة المرجعيذة ضذمن 16والشكل ) .NIRجهاز

.NIR انشاء مكتبة مرجعية باستخدام تقنية كيفية :(16)الشكل

:الدوائيةالغذائية و حديد الكمي للمواد الت. 1

Quantitative Determination of Nutrients & Drugs ج مذن ة, وعنذد التحذري عذن مذزيكبصمة أصذبع وهذي صذفة مميذزة للمذادة المدروسذ NIRأطياف تعرف

مطابقذة لطيذذف المذزيج, ولا يمكذن تحديذد نسذبة تركيذز المذادة بذذالطيف المذواد تكذون عذدة بصذمات مميذزةالكمذذي يذذاري عالمنحنذذي البإنشذذاء ادة باسذذتخدام معالجذذة حاسذذوبية وذلذذكبصذذريا , ويذذتم تحديذذد تركيذذز المذذ

تركيز أحد المكونات ضمن المزيج, ولا بد من وجود والذي يربط بين شدة امتصاص القيم المقاسة مع الشذذكل فذذي وهذذذا يبذذدو واضذذحا عينذذة علذذى الأقذذل لكذذل تركيذذز( 15قياسذذات مرجعيذذة للعينذذات المقاسذذة )

هنا يجب الانتبذاه و NIRانشاء منحني المعايرة للتحديد الكمي باستخدام التالي الذي يبين كيفية ( 17)ومذن ناحيذة , من ناحيذة الظروف الجوية مثل درجة الحرارة ونسبة الرطوبة بعين الاعتبار لضرورة أخذ

نوعا ما.كبيرة والتي يجب أن تكون ثانية حجوم العينات المقاسةمذذذن مجذذذال خطذذذأ مذذذرة علذذذى الأكثذذذر 20حذذذوالي NIRب أن يتجذذذاوز مجذذذال خطذذذأ المعذذذايرة بطريقذذذة يجذذذ

فذإن مجذال خطذذأ القيذاس بطريقذذة % 0.2±الطريقذة المرجعيذة, فذذإذا كذان مجذال خطذذأ الطريقذة المرجعيذذة NIR لا فذذذذإن خطذذذذأ الطريقذذذذة المرجعيذذذذة % 4±لا يجذذذذب أن يتجذذذذاوز المجذذذذال حذذذذول القيمذذذذة المتوقعذذذذة وا

يذذتم ,NIRبطريقذذة ة, ولتجنذذب أخطذذاء المعذذاير NIRيرا كبيذذرا علذذى نتذذائج معذذايرة طريقذذة سذذيكون لذذه تذذأث workingضذمن مجذال أكبذر قلذيلا مذن مجذال العمذل calibration rangeاختيذار مجذال المعذايرة

30

range يجذذب أن يذتم تغطيذذة مجذذال المعذذايرة بذذذ . كمذذاالمقذاس ضذذمن المنذذتج وهذو مجذذال تركيذذز المتغيذذر والثلذث البذاقي يؤخذذذ, calibrationلإجذراء المعذذايرة ثلثذذي العينذاتلذى الأقذذل( يؤخذذ منهذا عينذة ع 60)

اس العينذذات المخصصذذة لإنشذذاء منحنذذي المعذذايرة , لا تقذذvalidationللتحقذذق مذذن صذذلاحية الطريقذذة نمذذا بشذذكل عشذذوائي لضذذمان عذذدم تذذأثير الظذذروف المحيطذذة علذذى عمليذذة بتراكيذذز متزايذذدة أو متناقصذذة وا

[55,51] .القياس

.NIRانشاء منحني المعايرة للتحديد الكمي باستخدام :(17)الشكل

Moisture Content Determination :تحديد محتوى الرطوبة .2 Karl Fiescherكذذارل فيشذذر فذذي العينذذات طريقذذة الطذذرق التقليديذذة لتحديذذد محتذذوى الرطوبذذة مذذن أهذذمويذتم Oven Dryingالتحضين بذالحرارة الجافذة وطريقة, Loss on dryingالماء بالتجفيف خسارة

,nm 1920امتصاص عند الأطوال الموجية بوجود حزم NIR تقنية التحري عن الرطوبة باستخداممتشذكلة وتعتمد الامتصاصية العظمى وشكل القمة على عدد الذروابط الهيدروجينيذة والرطوبذة ال 1950

طذذول الموجذذة والامتصذذاص اددز اروابط الهيدروجينيذذة , وكلمذذا زادت قذذوة الذذمذذن الظذذروف البيئيذذة الرطبذذة 1450nm. طذذول الموجذذة دامتصذذاص أخذذرى تعذذود لوجذذود الرطوبذذة عنذذ حزمذذةتظهذذر الأعظمذذي, كمذذا

مسذذذبر همالاسذذذتخدام 1994بذذذراءة اختذذذراع عذذذام Thomas, Bargen أخذذذذ كذذذل مذذذن البذذذاحثين [56]فيمذا مسذاحيق, وتذم تطبيذق ذلذك لقيذاس الرطوبذة فذي مكونذات مذزيج ال fiber optic system ضذوئيومسذذاعدوه Zhowكمذذا طذذو ر ,[57]خذذط الإنتذذاج ضذذمنلتحديذذد محتذذوى الرطوبذذة بشذذكل مباشذذر بعذذد

, وتذم اسذتخدام طريقذة ةمجفذدال اتمنتجذاللتحديد محتوى الرطوبة فذي NIR طريقة Eli lillyبشركة قياسذي, وكذان الخطذأ ال يقذة مرجعيذةكطر Gas Chromatography (GC)الكروماتوغرافيذا الغازيذة

باسذذذتخدام SEPالخطذذأ القياسذذي المتوقذذع أمذذا, SEP 1.17%ا فذذي الطريقذذة المرجعيذذذةالمتوقذذع منخفضذذ

34

من الرطوبة , ووجد أن دقة الطريقة المرجعية كانت (0.57-0.1)ضمن مجال فقد كان NIRطريقة [58] .أكبر بالنسبة للمستويات المنخفضة من الرطوبة

: الأشعة تحت الحمراء القريبة جة الرياضية الإحصائية لأطيافالمعال. 11.1.1Chemometrics of NIR Spectrums نشرت العديد من الأبحاث العلمية في العقدين الأخيرين حول استخدام مطيافيذة الأشذعة تحذت الحمذراء

ي, وكأداة تحليلية لمراقبة الجودة أثناء عمليات التصنيع.البحث العلم يالقريبة كتقنية حديثة فللتحذذذري عذذذن NIRاهتمذذذت معظذذذم الأبحذذذاث السذذذابقة باسذذذتخلاص المعلومذذذات الكيميائيذذذة مذذذن أطيذذذاف

المكونذات الغذائيذة اكيذزتر وتحديذد , ج , تحديد المحتوى من الرطوبذةكتجانس المزائ الخواص الكيميائية [60,59] .في المنتجات النهائية, وتجذرى عذادة العديذد مذن ات كيميائية وفيزيائية عن العينةيتضمن معلوم NIRمن المعلوم أن طيف

قذد تشذوأ أحيانذا كونهذا NIRالرياضية لإلغاء تأثير الخواص الفيزيائية للعينة على طيذف معالجاتال [61] .على المعايرات الكيميائية للعينة

أثنذاء القيذاس علذى الطيذف بهذا المحيطذة عينذات والشذروط البيئيذةائيذة والكيميائيذة للتؤثر الخذواص الفيزيتذؤدي إلذى تذداخل قمذم الامتصذاص كونهذا المقاس وتظهر هذه التغيرات كمشذاكل أساسذية فذي القيذاس

عشوائي.وحدوث عدم الخطية, تشتت الضوء, وضجيج إلى الضجيج بتطبيق ومن إحدى الطرق المستخدمة في التغلب على تلك المشكلة زيادة نسبة الإشارة

تعمل على تحسين نوعية الطيف, وتقليل التأثيرات pretreatmentsمعالجات رياضية للطيف تدعى الرطوبذة و , الشذكل البلذوري اد الجزيئاتبعالخواص الفيزيائية للعينة كأ غير المرغوبة الناتجة عن بعض

لذدىالرياضذية معالجذاتطبيق هذذه الويجب أخذ الحيطة أثناء ت ,عند دراسة الخواص الكيميائية للعينةإمكانيذة chemometrics software 34البذرامج الحاسذوبية وفرتذو دراسة الخواص الفيزيائيذة للعينذة

عذات, وكذل واحذدة مجمو إلذى سذتمقسذمة المستخدم NIRالخاصة بجهاز pretreatment لمعالجةلذفي بعض ون هذه المشاركة ضرورية الرياضية يمكن أن تشارك مع أخرى, وقد تكمعالجات من هذه ال[63,62] .ويعتمد بعضها على مجال طول الموجةالأحيان

: NIRالمستخدمة لمعايرة أطياف الذ Chemometricsالطرق الكيميائية تتضمن o طريقة تحليل المكون الأساسيPrincipal Component Analysis (PCA)

o طريقة الانحدار الخطي لعدة أبعادMultiple Linear Regression (MLR)

91

o طريقة انحدار المكون الأساسيPrincipal Component Regression (PCR)

o طريقذذة انحذذدار المربذذع الأصذذغري الجزئذذيPartial Least Squares Regression

(PLS).[63,62] Partial Least Squares Regression طريقة انحدار المربع الأصغري الجزئي:. 1.11.1.1

بكذل المراحذل PCsتحسذب المكونذات الأساسذية ومنها ة التي تم اسخدامها في هذا البحثالطريقوهي فيهذذا المعذذايرة مذذع أخذذذ المعلومذذات الطيفيذذة وقذذيم الصذذفات المدروسذذة بعذذين الاعتبذذار مباشذذرة تتمذذالتذذي

ا إذا وجذذد دائمذذا الارتبذذاط الأصذذلي بذذين المعامذذل المذذدروس والمعلومذذات الطيفيذذة, أمذذفيهذذا بحيذذث يظهذذر فإن التقدير الرياضي من خلال systematically منهجيعاملين غير مرتبطين مع بعضهما بشكل

PLS لا يمكن إجراؤه لكلا العذاملين مذع بعضذهما, عنذدها تذتم معذايرة كذل عامذل علذى حذدى باسذتخدامPLS علذى حذذدى لمرتبطذة مذذع بعضذها كذذلا , ولهذذذا السذبب ينصذذح بحسذاب الصذذفات غيذر ابذه خذاص ,

, حيث يأخذالمحتوى من الإيتانول والأسيتون ضمن أي مزيج من المحلات كما هو الحال في حسابPLS بشكل يحقق التطابق الأكبر بذين القذيم فية بعين الاعتبار ضمن الحسابات و كل المعلومات الطي

[65,64]المتوقعة والقيم المرجعية.

NIR: [66]تقنية وفق عايرة التحقق من صلاحية الطريقة المتبعة بالم. 1.11.1.1

بإحدى الطريقتين التاليتين: NIRيتم التحقق من صلاحية الطريقة المتبعة بالمعايرة وفق تقنية

o طريقة مجموعة التحقق(VS) Validation Set : 2/3تقسم الأطياف المأخوذة بنسبة وفيها ة الطريقة.من الأطياف للتحقق من صلاحيؤخذ الباقي ي 1/3لأطياف المعايرة, و

o طريقذذذذذذة التحقذذذذذذق المتصذذذذذذالب(CV)CrossValidationإلذذذذذذى : بذذذذذذدلا مذذذذذذن تقسذذذذذذيم العينذذذذذذاتعذدة معذايرات باسذتخدام العينات لبناء المعايرة ويمكن إجراء مجموعتين, تستخدم كافة أطياف

, ويتم اختبار هذه الطريقة اعتمادا على وهذا يوفر دقة أكبر من الطريقة الأولى هذه الأطيافالخطذأ عة صغيرة تتغير من محاولة لأخرى , وتحفظ نتائج كل محاولة وتقذود لاسذتنتاجمجمو

Root Mean Square Error of Cross Validation (RMSECV) القياسي

. Standard Error of Prediction (SEP)الخطأ القياسي المتوقعو ة المعذايرات الكميذة والنوعيذة , عمومذا عذن جذود Q-value (quality value attribute)تعبر قيمذة

لا يمكن الوصول للقيمة, وعمليا 1إلى 0وتأخذ القيم من

91

, إذا كانذذذت قيمتهذذذا فذذذإن المعذذذايرة تعتبذذذر دقيقذذذة ومقبولذذذة 0.75أكبذذذر مذذذن Q-valueإذا كانذذذت قيمذذذة .ذا كانتطبيقها لكنها غير دقيقة( فالمعايرة يمكن استخدامها أو ت0.75-0.5ضمن المجال ) قيمتها , وا

تعطذي قيمذة يرة غير مقبولة ولا يمكن تطبيقها. ويلاحذظ أن المعذايرات الكيفيذةتكون المعا 0.5أقل من Q-value أكبذذذذر مذذذذن المعذذذذايرات الكميذذذذة وتعتبذذذذر قيمذذذذةQ-value معيذذذذارا جيذذذذدا لمقارنذذذذة المعذذذذايرات

المختلفة مع بعضها البعض.

92

اسةالهدف من الدر .1.1

AIM OF THE STUDY

نظرا لانتشار المنتجات المصنعة من الحبوب على نطاق واسع في العالم وفي دول الشرق الأوسط عمليات التصنيع على خطوط الإنتاج وذلك من خلال معايرة جودة هناك ضرورة لمراقبة كانت

تطوير ودعم الصناعة المكونات المغذية الأساسية التي تحتويها, وكمساهمة بسيطة من قبلنا في الغذائية الوطنية جاء هذا البحث ليضع بين أيدي مصنعي الحبوب وخاصة منتجات الحبوب الجاهزة المخصصة للأطفال, طريقة سهلة لمراقبة الجودة في مصانع الأغذية تستبدل من خلالها الطرائق

لاعتماد على التحليل الطويلة الرطبة والمكلفة بطريقة سريعة وسهلة, وعلى مستوى من الدقة باباستخدام جهاز مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة والتي أوصت بها منظمة الغذاء والدواء

(FDA)

Food and Drug administration لمراقبة جودة التصنيع داخل الخطوط الإنتاجية في المعاملع على حدى وبذلك تمكن المنتج الغذائية حيث تسمح هذه التقنية بمراقبة كل مرحلة من مراحل التصني

من تصحيح الأخطاء في حال وقوعها سواء بتراكيز المواد الأولية أو المضافات بسرعة وبقليل من الجهد والتكلفة مقارنة بالطرائق التقليدية المعروفة. ويمكن تحديد أهم أهداف بحثنا هذا بالنقاط التالية:

نتجات الحبوب الجاهزة المخصصة للأطفال أولا : العمل على قياس مكونين أساسيين في مBreak fast Cereals وهي الرطوبة باعتبارها أحد معايير الجودة للمنتج من ناحية إطالة

فترة الحفظ وعدم التعرض للإصابة بالفطور المولدة للسموم الفطرية الضارة بصحة الأطفال ة في تأمين الأحماض الأمينية والمكون الثاني هو البروتينات نظرا لأهميتها تغذويا وخاص

الضرورية للبناء البروتيني في أجسام الأطفال وضرورتها لنموهم.

ثانيا : نظرا لعدم توافر مكتبات كاملة محلية لهذا النوع من الاختبارات بطريقةNIR فقدخاصة بكل من NIRوجدنا في هذا البحث أنه من الأهمية بمكان انشاء مكتبة ضمن جهاز

ت المدروسة)رطوبة وبروتين(.المكونا

93

ثالثا : تحديد الرطوبة والبروتين في العينات المدروسة وفق الطرائق المرجعية كطرق كارلفيشر والتحضين بالحرارة الجافة والخسارة بعد التجفيف بالنسبة للرطوبة وطريقة كلداهل

ة وجبات إنتاجية ثم المرجعية بالنسبة للبروتين, وذلك على عدد من العينات المقتطعة من عداجراء مقارنة بين قيم الرطوبة والبروتين الناتجة بتطبيق الطرق المرجعية مع قيمها لدى

وذلك لتأكيد مصداقية هذه الأخيرة. NIRتطبيق تقنية

رابعا : تقديم المكتبة المنشأة إلى مخابر الرقابة النوعية في المصانع الغذائية في سورية والتيإليها مؤخرا للاستفادة منها بقياس سريع ودقيق لكل من الرطوبة والبروتين NIRأدخلت تقنية

في منتجات الحبوب الجاهزة والمساهمة بذلك بدعم وتطوير مخابر الجودة في مصانعنا الوطنية.

99

الفصل الثالث: و الطرائق المواد .1..

Materials and Methods

Instruments & Toolsدوات:الأجهزة والأ .1.1.2 الأجهزة التالية:استخدام كل من تممختلفة عاتحديد الرطوبة لأنو لجهاز دقيق القياس XM 60 Moisture Analyzer (Precisa)جهاز -ز مزود بميزان الجها, اسبانياالمصنع في العينات )مساحيق منعمة, حبيبية , عينات سائلة( من

صفات الدولية, مسخن هالوجيني, حساس درجة حرارةالمو لوافق ورة ومتقنية متطحساس مبني على

عينة, لوحة مفاتيح, شاشة, حامل دوار, مروحة للتبريد. كفة وزن, حاملموصول إلى جهاز NIR FLEX -500نوع NIRتقنية الأشعة تحت الحمراء القريبةبجهاز طيفي -

.السويسرية BUCHl حاسوب مزود بطابعة صنع شركة والايطاليا المصنع في VELP DK 26نوع Kjeldahl هاز كلداهلج -

وحدة التقطير.و بخرة الحامضية, وحدة التنقية من الأ مالهضدة مؤلف من ثلاث وحدات وح الدستورية. (AOAC)لقياس الرطوبة مطابق لطريقة فرن -بطابعة نوع والمزود Metrohm 758 KFD Titrinoالمصنع من قبل شركة جهاز كارل فيشر -

EPSON سويسراوالمصنع في. 0,0001 هميزان تحليلي حساسيت -بالإضافة إلى دوارق حجمية مختلفة السعة وماصات حجمية ومطحنة مخبرية وغيرها من الأدوات -

المخبرية. Materials & solutionsالمواد والمحلات:. 1.... بشكلها النهائي وب الجاهزةمنتجات الحبمن عينة( 43) عددها تم اختيار عينات -

Final product ومن سنوات مختلفة من وجبات انتاجية مختلفةسحبها من المعمل الغذائي تم ووأخرى تم NIRتم توزيعها بين عينات خصصت لاجراء المعايرة ضمن جهاز ثم بشكل عشوائي

تها.ودق NIRوالصحة عليها للتأكد من مدى فاعلية طريقة اجراء اختبار التحقق من شركة جميع المواد الكيميائية و المذيبات المستخدمة في هذا البحث كانت من النوع النقي تحليليا

Merck. 1ml Karl Fiesher = 5 mg waterالألمانية Merckمحلول كارل فيشر صنع شركة -

91

لمانية.الأ Merckمحلول ميتانول جاف عالي النقاوة استخدم ضمن جهاز كارل فيشر صنع شركة -استخدم ضمن 5::5حمض الفوسفور المركز بنسبة مع 1.28 كثافته حمض الكبريت الكثيف -

ة % لتحفيز عملية الأكسد33جهاز كلداهل لإجراء عملية التهضيم+ سيلينيوم + ماء أوكسيجيني م.ضمن أنابيب الهض

+ ماء مقطر %4+ حمض البور % مركز35 مركز هيدروكسيد الصوديوم - ت هذه المحاليل لإجراء عملية التقطير والمعايرة.استخدم

عبوات خاصة محكمة الإغلاق لحفظ العينات. - Methods :الطرائق .1...1

ة الخسارة بعد التجفيفقيطر عينات الحبوب الجاهزة باستخدام تحديد الرطوبة في. 1...1..

Loss on Drying : قياس رطوبة عينات منتجات الحبوب التي تم المزود بميزان حساس لPricesa تم استخدام جهاز

فيسحبها من المعمل ومن طبخات مختلفة بتواريخ مختلفة بعد ادخال اسم الطريقة وشروط العمل 2gوزن تبدأ بعملية الوزن تم T ضغط الزروب 105ºc حيث تم ضبط درجة الحرارة عند الدرجة جهازال

تتراوح مدة duration time وبة عند ظهور العبارة قياس الرطفيتم البدءزر, وتم تشغيل من العينةمع لجهازوية للرطوبة على شاشة اتظهر النسبة المئو إلى ثلاث دقائق دقيقتين من لكل عينة القياس

.اجراء ثلاث مكررات لكل عينة من المنتج

جاهزة المصنعة من القمح باستخدام طريقةتحديد البروتين في عينات الحبوب ال .1...1.. :Kjeldahl كلداهل

لتحديد Velp DK 20 البروتين باستخدام جهاز قياسوذلك طريقة كلداهل تحليل البروتين وفق تمبالإضافة إلى من المنتج مع اجراء مكررين لكل عينة [67]حبوب الجاهزةالالبروتين في عينات منتجات

:ليمكن تقسيم مراحل العمل وفق طريقة كلداهل إلى ثلاث مراح, شاهد

تتم عملية الهضم عن طريق غلي العينة المتجانسة ) المنعمة والموزونة :Digestionم الهض -1بدقة( في محلول كثيف من حمض الكبريت ينتج في النهاية محلول من كبريتات الأمونيوم

كما في التفاعل التالي :

Organic N + H2SO4 →

(NH4)SO4 + H2O + CO4 + other sample matrix byproducts

96

إلى المنتج الذي تم % 31 بتركيز NaOH تضاف كمية فائضة من :Distillation التقطير -2باستخدام جهاز التقطير وبالتسخين كما في NH3إلى NH4 هضم البروتين فيه وذلك لتحويل

معادلة التفاعل:

ammonium

sulfate heat

ammonia

gas

(NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O

الناتجة عن التقطير في المحلول المستقبل NH3 تقدر المعايرة كمية :Titration المعايرة -3تحدد كمية الآزوت في العينة عن طريق كمية الأمونيا المتشردة في المحلول المستقبل وعن

طريق معامل تصحيح خاص بكل نوع عينة يتم حساب النسبة المئوية للبروتين.

وفي كلا الطريقتين يتم تحديد أو معايرة مباشرة, معايرة بالرجوع ن المعايرة :هناك نوعان م .كمية الأمونيا الموجودة في السائل المستقبل للقطارة مع تغيير في اللون

NIRطيف الأشعة تحت الحمراء القريبة جهاز تحديد الرطوبة والبروتين باستخدام . 1...1.1

Moisture & Protien Determination by using Technique اس طيذف يذقحيذث تذم تم تحديد الرطوبة والبروتين باستخدام جهاز طيف الأشعة تحت الحمراء القريبذة

بعذذد وضذذعها فذذي سذذت خلايذذا زجاجيذذة اسذذطوانية حمذذراء القريبذذة المنعكسذذة عذذن العينذذاتالأشذذعة تحذذت ال NIRلقريبذة ضذمن جهذاز الخلايذا لمنبذع الأشذعة تحذت الحمذراء ا تضذالشكل على قرص دوار, ثذم عر

ينذذات المخصصذذة لاجذذراء المعذذايرة, الع افطيذذتذذم مسذذح كامذذل أ والموصذذول إلذذى جهذذاز حاسذذوب حيذذثالرطوبة والبذروتين, ثذم بالنسبة لمتغيري الحبوب الجاهزة منتجاتهذه الأطياف المقاسة لكافة تعجم

ضذذذمن والقذذذيم المرجعيذذذة للرطوبة() القذذذيم المرجعيذذذة للبذذذروتين, تذذذم ادخذذذال القذذذيم المرجعيذذذة لهذذذذه العينذذذات اختيذر أفضذذلها وحولذذت مذذن المعذذايرات العديذد اجذذراءتذذم بعذدها و ,ىحذذدكذذل متغيذر علذذى مكتبذة خاصذذة ل

التحقق مذن صذلاحية الطريقذة بعد ذلك تم و .ديدة من دفعات إنتاج مختلفةلقياس عينات ج إلى تطبيق .NIRالمتبعة بالمعايرة وفق تقنية

97

باستخدام طريقة كارل فيشر: الجاهزة الحبوب من عينات لمجموعةرطوبة تحديد ال. 1...3.1

Moisture Determination by Karl Fiescher Method مذأخوذة بشذكل عشذوائي باسذتخدام نات منتجات حبوب القمح الجذاهزة تحديد رطوبة مجموعة من عي تم

يحذذدث H2Oفذذي حذذال وجذذود ه حيذذث أنذذطريقذذة كذذارل فيشذذر التذذي تعتمذذد علذذى مبذذدأ الأكسذذدة والإرجذذاع :التفاعل التالي

2 H2O + SO

2 + I

2 H

2SO

4 + 2 HI

ذات مجال واسع من جزء و كارل فيشر لتقدير الرطوبة طريقة نوعية, سريعة وفق القياستعد طريقة و يدلانية والأغذية.% وتستخدم بشكل كبير في المجالات الدوائية والص111وحتى ppmبالمليون

باستخدام طريقة التحضين الجاهزة الحبوب من عينات لمجموعة. تحديد الرطوبة 1...5.1 بالحرارة الجافة:

Moisture Determination by Oven Drying من منتجات الحبوب الجاهزة مأخوذة بشكل ذاتها المقاسة سابقا عينات التحديد قيم الرطوبة لمجموعة

باستخدام فرن Oven Drying التحضين بالحرارة الجافة المعمل الغذائي وفق طريقةعشوائي من بعد ذلك و AACC [32] , اعتمادا على الطريقة الدستورية وفقومجففوميزان حساس معاير مسبقا"

اجراء مقارنة لقيم الرطوبة لنفس مجموعة العينات مع الطرائق الأخرى المستخدمة في تحديد تم ه الطرق هي: الرطوبة وهذ

تقنية الأشعة تحت الحمراء القريبةNIR باستخدام مكتبة رطوبة الحبوب الجاهزة المنشأة التحضين بالحرارة الجافةOven Drying الخسارة بالتجفيفLoss on Drying طريقة كارل فيشرKarl Fiescher

90

الفصل الرابع: النتائج والمناقشة .3..

RESULTS AND DISCUSSION

تين الكيميائيتين )الرطوبة والبروتين( واللتاناصكل من الخل باجراء تحليلهذه قمنا في دراستنا ة من القمح والمخصصة ضمن معايير جودة تصنيع منتجات الحبوب الجاهزة المصنع انتصنف

الكثير من التي تستهلك ق الكيميائية التقليديةائاستبدال الطر بهدف NIRجهاز للأطفال بالإستعانة بلكميات صغيرة من العينة إلا تحتاج لا وغير مخربة للعينة NIRوتعد تقنية ,الوقت والجهد والمواد

في العالم وهي من أهم التقنيات الحديثة المستخدمة ضمن مخابر الرقابة الغذائية ومصانع الأغذية فيما يلي ولية المستخدمة في إنتاجها و مراقبة جودة تصنيع وسلامة الأغذية المنتجة والمواد الأل

ق ائوالمقارنة مع الطر NIRنستعرض النتائج التي حصلنا عليها في بحثنا هذا عند استخدامنا لتقنية

.التقليديةباستخدام طريقة الخسارة في عينات منتجات الحبوب الجاهزة نتائج تحديد الرطوبة .1.1.4

:Loss on Dryingبالتجفيف حيث المرجعية Loss on drying م الرطوبة المقاسة وفق طريقة الخسارة بالتجفيفتم تسجيل قي

كما هو واضح في الجدول (عينة 93)عددها لهذه العيناتالرطوبة المقاسة متوسطات سجلت قيم

ضمن مكتبة خاصة بالرطوبة تم بعدها اجراء العديد من المعايرات هذه القيم أدخلت حيث (6)رطوبة العينات المجهولة لقياس وتحويلها إلى تطبيق Q-Valueالأفضل وفقا لقيمة واختيار المعايرة

الجاهزة الحبوب اتمنتج عينة مجهولة من 12تم اختيار فقد NIR أما للتحقق من صحة ودقة طريقة .اجراء التحقق عليهاتم وبشكل عشوائي و

ب الجاهزة التي تم قياسها وفق الحبو اتمنتجيبين نسب الرطوبة في عينات التالي ((6الجدولو SD Standard والانحراف المعياري averageكما تم حساب المتوسط الخسارة بالتجفيف طريقة

Deviationومعامل الاختلاف coefficient of Variation CV لكل عينة.

94

لعينات.رطوبة االاحصاءات الوصفية ل(: 6الجدول)

%A B C Aver SD CV رقم الدفعة

1 201B-2011 1.76 1,94 1.97 1.86 0.15 7.96

2 201 A-2011 1.9 1.39 1.44 1.57 0.28 17.83

3 99 A-2011 1.7 1.65 1.57 1.64 0.07 3.99

4 99 B-2011 1.82 1.56 1.5 1.62 0.17 10.45

5 30-2010 3.56 3.37 3.56 3.49 0.10 3.13

6 19-2010 3.02 3.02 3.18 3.07 0.09 3.0

7 20-2010 2.95 2.77 2.68 2.8 0.14 4.91

8 215-2011 2.93 2.88 2.94 2.91 0.03 1.10

9 33-2010 3.01 2.82 2.79 2.87 0.12 4.15

1. 6-2011 3.51 3.46 3.41 3.46 0.05 1.45

11 4-2010 3.27 3.3 3.14 3.23 0.09 2.63

11 4`-2011 3.4 3.14 3.07 3.20 0.17 5.43

12 21-2010 3.01 3.01 3.08 3.03 0.04 1.33

14 5-2011 3.18 3.07 2.93 3.06 0.13 4.09

15 304.2007 1.76 1.65 1.59 1.6 0.09 5.17

12 48-2011 3.12 3.05 3.02 3.06 0.05 1.68

12 53-2011 3.42 3.24 3.18 3.28 0.12 3.81

12 50-2011 3.41 3.03 2.99 3.14 0.23 7.37

12 29-2010 3.39 3.27 3.11 3.25 0.14 4.31

20 Lot155-mix42 2.11 2..2 2.12 2.14 0.13 4.03

21 Lot152-mix26 1.22 1.2. 1.22 1.21 0.02 0.60

22 Lot133-2009 1.25 1.22 1.22 1.22 0.04 1.50

23 Lot98-2010 2.54 2.54 2.52 2.54 0.01 0.33

11

.المصدر: حسبت من قبل الباحث

القيمة الدنيا ( تم استنتاج10وتحديدها وفق الشكل البياني) لعينات الحبوب لدى معاينة قيم الرطوبةوبالتالي تم تحديد مجال ( 10كما هو موضح بالشكل ) 3.19العظمى للرطوبة والقيمة 1.17للرطوبة .NIRجهاز مدروس ضمن المكتبة الموجودة بالمجال ال وهو (3.19- 1.17)العمل

24 Lot155-mix18 1.52 1.24 1.54 1.52 0.05 1.93

25 Lot154-mix13 1.22 1.52 1.22 1.24 0.06 2.15

26 Lot158-mix18 2.58 2.54 2.68 2.60 0.07 2.77

27 Lot103-2010 2.31 2.29 2.35 2.31 0.03 1.31

28 Lot154-mix1 2.77 2.79 2.69 2.75 0.05 1.92

29 Lot152-mix29 2.61 2.65 2.63 2.63 0.02 0.76

30 Lot160-mix36 2.94 2.93 2.98 2.95 0.03 0.90

31 Lot155-mix6 2.83 2.85 2.81 1.22 0.02 0.71

32 Lot50-2011 3.41 3.03 2.99 3.14 0.23 7.37

33 Lot155-mix30 2.16 2.07 2.46 2.23 0.20 9.16

34 Lot159-mix46 1.79 2.06 2.07 1.97 0.16 8.05

35 Lot160-mix6 2.88 2.79 2.97 2.88 0.09 3.13

36 Lot48-2010 2.20 2.31 2.27 2.26 0.06 2.46

37 Lot154-mix24 2.35 2.46 2.40 2.40 0.06 2.29

38 Lot160-mix42 2.18 2.06 2.15 2.13 0.06 2.93

39 Lot158-mix12 2.53 2.56 2.54 2.54 0.01 0.60

40 Lot130-2010 2.99 2.96 2.99 2.98 0.02 0.58

41 Lot154-mix4 2.59 2.53 2.62 2.58 0.05 1.78

42 Lot159-mix18 2.74 2.74 2.72 2.73 0.01 0.42

43 Lot160-mix24 2.73 2.82 2.84 2.80 0.06 2.1

11

قيم الرطوبة للعينات المدروسة. :(10شكل)

:NIRضمن جهاز لحبوب الجاهزةمنتجات اانشاء مكتبة الرطوبة ل .1.1.4

ية لمتتاات ر ر كثلاث مقياس تم ثم تم قياس طيف الأشعة تحت الحمراء لعينات الحبوب الجاهزة بداية طريقة الخسارة بعد التجفيف سبقا وفق مرطوبتها والمقاسةنسب رطوبة مختلفة والتي تمتلكلكل عينة

loss on drying استخدمنا جراء المعايرة, باجراء مسح طيفي كامل لجميع العينات المخصصة لاسيليكون( )الكاشف :انعكاسي يتكون من كبريتيد الرصاص+ NIR-Flex 500لهذه الغاية جهاز

الحبوب الجاهزة اتعينة من منتج 93الأطياف المخزنة ضمن المكتبة ناتجة عن من عدد نتج لدينا ف batches من عدة وجبات بشكل عشوائي والمأخوذة ومكرراتها granulesحثيراتالنهائي ابشكله

وكان الفصل cereals-moisture المسماة "رطوبة الحبوب" ضمن المكتبةوخزنت بتواريخ مختلفة spectral Resolution 8 cmالطيفي

: هوالموجي المقاس دعدمجال الو 1-

(4000cm-1-10000cm

-1 .)

انتقاء المعايرة تمو من العينات, ةمختلف لعديد من المعايرات وباستخدام مجموعاتاجراء اتم بعد ذلك و إلى تطبيق يتم من خلاله تحديد الرطوبة في العينات المختارة فيما بعد حولت والتي الكمية الأفضل

12

عشوائية من منتجات الحبوب عينة12للتحقق من صلاحية الطريقة المستخدمة, وبالمقابل تم اختيار طريقة.لاجراء اختبارات التحقق من صلاحية ال الجاهزة

الاحصائية الطريقة و BUCHI NIR CAL 5.2 Soft ware هو: البرنامج الحاسوبي المستخدم Partial Least Squares (PLS)طريقة انحدار المربع الأصغري هي: المتبعة في التحليل

Regression المدروسة بعين الاعتبار مباشرة, خذ المعلومات الطيفية وقيم المتغيراتأبوالتي تمتصلية قيم المتغيرات الأ والتي تدل على PLSفي القيم المرجعية المحسوبة ضمين كافةت تمحيث

الارتباط الأصلي بين العامل المدروس والمعلومات بحيث يظهرللعينات ( )مثلا :التراكيز الحقيقية ىعندها تتم معايرة كل عامل على حد أما إذا وجد عاملين غير مرتبطين مع بعضهما الطيفية

بة والبروتين في منتجات الحبوب معايرة الرطو لدى لافعلى سبيل المث ,به خاصPLS باستخدام . مكتبة منفصلة لكل متغير منهماحققت معايرة كل منهما بشكل منفصل و تتم

ن الاعتبار ضمن الحسابات التي يجريها وبشكل يأخذ كل المعلومات الطيفية بعي PLS برنامجإن رجعية.لقيم المتوقعة والقيم المر بين احقق التطابق الأكبي

دعدال ( كيف تم مسح الطيف الكامل لعينات منتجات الحبوب الجاهزة ضمن مجال91يبين الشكل )4000cm)) المقاس الموجي

-1-10000cm بعد أن قسمت العينات المخصصة من هذه المنتجات 1-

الطيفي لكل مجموعة على حدى تم اجراء المسحو إلى مجموعات كل مجموعة مؤلفة من ست عينات لوصول واجراء عدد من المعايرات عليها حتى ا بعد ذلك تم تجميع هذه الأطياف الناتجة جميعا

.NIRللمعايرة الأفضل للرطوبة ضمن جهاز

13

.NIRزطيف عدد من العينات ضمن جها :(14)الشكل

الطريقة المتبعة في و BUCHI NIR CAL 5.2 Soft ware نكا البرنامج الحاسوبي المستخدم Partial Least Squares Regression (PLS)طريقة انحدار المربع الأصغري كانت التحليل V-set validation. فكانت المتبعة في التحقق من صلاحية الطريقةالطريقة أما

لمعايرات ومدى دقة النتائج الناتجة عن تم تحديد جودة المعايرات المطبقة والتحقق من صحة هذه ا :وهي اجرائها من قياس عدة معايير احصائية تم حسابها

مدلول يشير إلى جودة وفعالية المعايرة وهو عبارة عن NIRجهازمؤشر معيار جودة المعايرة ب - Q-valueقيمة تعبر ( وquality value of calibration)التي تم اجراؤها

" quality value attribute " عن مدى جودة المعايرة التي تم الحصول عليها. .SECV) ) Standard error of cross validation الخطأ القياسي للتحقق المتصالب -

standard error of prediction(SEP)الخطأ القياسي المتوقع -

coefficient of determination (Rمعامل التحديد -2).

linear correlation coefficient(R)اط الخطي معامل الارتب -

19

القيم ثم أدخلت Loss on drying تم تسجيل قيم الرطوبة المقاسة وفق طريقة الخسارة بالتجفيفاختيار المعايرة تم و عديدة معايراتبعد ذلك أجريت م ضمن مكتبة خاصة بالرطوبة ث المرجعية

ضمن جهاز رطوبة العينات المجهولةلقياس طبيق تحويلها إلى تثم Q-Valueالأفضل وفقا لقيمة NIR-Flex 500 اختيار المعايرة التي أعطت قيمة تم العديد من المعايرات الكمية وبعد ان أجريت

Q-value (1قريبة من quality value attribute (مدلول يشير إلى جودة وفعالية بحيث تكون Q-value أفضل قيم (21)و (21)ين كل من الشكل يبين .NIRالمعايرة التي تم اجراؤها ضمن جهاز

NIR.التي أجريت ضمن جهاز المعايرات الكمية للرطوبة تم الحصول عليها من

.تم الحصول عليها من إحدى المعايرات الكمية للرطوبة Q-valueأفضل قيمة :( 20الشكل )

11

.ات الكمية للرطوبةتم الحصول عليها من إحدى المعاير Q-value(: قيمة 21)الشكل

المصنفة كمجموعة التحقق ات الحبوب الجاهزةمنتجقيم الرطوبة لمجموعة عينات (7)لجدولايوضح

v-set جميع العينات ضمت إحداهما اجراؤهما, حيثالتي تم قياسها للتحقق من أفضل معايرتين تمالتي كانت ضمن Lib2العيناتانتقاء مجموعة من فيها والثانية تم Lib1هاالرطوبة في تدحد التي

نتج لدينا أن أي معاملتين تشتركان بحرف واحد LSDوبتطبيق اختبار %(3.19 -1.17)المجال من . لا يوجد بينهما فروق معنوية قمنا بعدها باجراء عدة تحاليل احصائية

NIRضمن جهاز Lib1,Lib2 قيم متوسطات الرطوبة في كل من المكتبتين :(7)الجدول

لعينات مجموعة التحقق. Loss on dryingالتجريبية للرطوبة المقاسة بطريقة والقيم

16

أي معاملتين تشتركان بحرف لا يوجد فروق معنوية بينها.*

لكل من SE والخطأ القياسي SDقيم المتوسطات والانحراف المعياري (0)الجدوليبين كما القيمة الدنيا والعظمى للرطوبة لكل من لمقاسة تجريبيا , بالإضافة إلىوالقيم المرجعية ا 1,2المكتبة

المكتبتين والقيم المرجعية.

الرطوبة

%المقاسة

تجريبيا

الرطوبة

ضمن %النظرية

NIR 1مكتبة

الرطوبة

ضمن %النظرية

NIR 1مكتبة

عينات من المنتج

2.51 2.56 2.54 Lot158-30 1

2.78 2.74 2.75 Lot155-36 1

2.71 2.47 2.69 Lot154-10 2

2.65 2.82 2.71 Lot159-1 4

2.60 2.68 2.62 Lot155-24 5

2.86 3 2.91 Lot160-1 2

3.15 2.71 3.05 Lot155-12 2

2.88 2.46 2.93 Lot160-30 2

2.94 2.60 3.02 Lot154-33 2

3.02 2.82 3.11 Lot158-1 1.

2.61 2.35 2.65 Lot159-30 11

2.48 2.37 2.55 Lot160-12 12

2.766a

2.632b

2.794a

Mean*

0.1049 LSD(0.05)

17

والقيم 1,8لكل من المكتبةSE والخطأ القياسي SDقيم المتوسطات والانحراف المعياري (: 2الجدول) . NIRالمرجعية المقاسة تجريبيا وفق

:قيم معامل الارتباط كما يلي التجريبية كانت ولبيان الارتباط بين القيم في المكتبات والقيمR lib1 exp= 0.96 ** sig=000

R lib2 exp = 0.5 - - sig=015

:ن القيم في المكتبات والتجربةالعلاقة الخطية بي وفيما يليLib1 =0.228+0.928 exp

(0.08)

(**) sig=0.00

و القيم التجريبية وهذه العلاقة معنوية جدا أي أن 1علاقة خطية بين القيم في المكتبة أي أن هناك .1زيادة في القيم التجريبية أو نقصان يرافقه نفس الزيادة والنقصان في المكتبةأي R قيمة (22الشكل ) يبين

مع القيم النظرية للرطوبة ومعادلة الخطية التي تربط القيم المرجعية 2 .NIR ضمن جهاز library (1)لمكتبة ا ضمن

(1)المكتبة ضمن مع القيم النظرية للرطوبة معادلة الخطية التي تربط القيم المرجعيةال :(22)الشكل

.NIR جهاز في

N عدد

العينات

Mean

المتوسط

SD الانحراف

المعياري

SE الخطأ

القياسي

Minimu

m القيمة

الدنيا

Maximu

m القيمة

العظمى

Lib 1 12 2.7942 .20075 .05795 2.54 3.11

Lib 2 12 2.6317 .19917 .05750 2.35 3.00

Exp 12 2.7658 .20891 .06031 2.48 3.15

Total 36 2.7306 .20980 .03497 2.35 3.15

X : القيم المرجعية

Y: نظريةالالقيم

10

فكانت لدينا المعادلة الخطية التالية: lib2 يخصما أما Lib 2=1.449+0.428exp

(0.26) sig=0.14

(- - )

من خلال المعادلة السابقة نجد أن معامل الانحدار غير معنوي وبالتالي لا توجد علاقة خطية بين و والقيم التجريبية, أي أن الزيادة أو النقصان في القيم التجريبية لا يرافقه نفس الزيادة أو 1المكتبة

.8النقصان في المكتبة

التالي مدى تطابق قيم الرطوبة ضمن المكتبات مع القيم التجريبية (83)الشكل البياني يبينكما

.مع القيم التجريبية NIRبجهاز مدى تطابق قيم الرطوبة ضمن المكتبات :(23الشكل)

أن القيم التجريبية تتطابق مع قيم المكتبة الأولى أكثر منها مع قيم نستنتج وتأكيدا للمعادلات السابقة .(23اعتمادا على الشكل البياني ) 1ك فإننا نفضل المكتبة المكتبة الثانية لذل

14

اس رطوبة عينات جودة المعايرة التي تم اجراؤها لقي Valdation V-setمجموعة التحققأثبتت لقد ة:جاهزة و أعطت القيم التاليال منتجات الحبوب

R2= 0.964 ,SEP= 0.13 , RMSCV= 0.025

R ˂ 0.95 إن قيمة والخطأ النسبي للتحققSEP توقعمالالخطأ القياسي قيمة كل منو 2

RMSCV بما يكفي للحكم على أن أداء المعايرة ضمن جهازن تيصغير اكانت NIR دقيقا . كان

لية وفق آ Osborne [68]الباحث ن عملمع القيم الناتجة عولدى مقارنة القيم الاحصائية تم اعطاء نتائج القمح دقيق ت العينات منوكانNIR ضمن جهاز Reflectance Mode الانعكاسوذلك بسبب حصولهم على عينات من طحين القمح شملت أنواعا كثيرة من القمح وبالتالي تم أفضل على مجال أما في هذا البحث اعتمدت المكتبة التي تم انشاؤها ,ل على مجال أكبر للقياسالعممجالا ضيقا نوعا ما بما لا يسمح تحقيق نتائج فقط للمنتج النهائي والذي كان work range العمل

R أفضل كما حقق كل من الباحثين2 = 0.99 ,SEP = 0.14 , تم انجاز العديد من المكتبات ون أهم الخواص الكيميائية المتغيرة من قبل العديد من ملتحديد قيمة الرطوبة والبروتين والتي تعد

في مجال الحبوب ومصانع الحبوب والمطاحن.ة مهموأعطت نتائج NIRالباحثين ضمن جهاز

مقارنة قيم الرطوبة المقاسة وفق جميع الطرق المطبقة لتحديد الرطوبة: .3...1Comparsion of Moisture content in samples set in All Methodes

الطرائق فةن منتجات الحبوب الجاهزة وفق كامقيم الرطوبة لنفس مجموعة العينات اجراء مقارنة لتم هي: و المستخدمة في تحديد الرطوبة

الأشعة تحت الحمراء القريبة تقنية NIR طريقة التحضين بالحرارة الجافةOven Drying طريقة الخسارة بعد التجفيفLoss on Drying طريقة كارل فيشر Karl Fiescher طرق تحديد وفق بوب الجاهزةم متوسطات الرطوبة لمجموعة عينات منتجات الحقي (:)الجدوليبين

.هذا البحث الرطوبة في في تحديد لرطوبة التي تم تطبيقهاا

61

قيم متوسطات الرطوبة لمجموعة عينات منتجات الحبوب الجاهزة وفق جميع طرق :(4)الجدول تحديد الرطوبة التي تم استخدامها في تحديد الرطوبة.

لمقارنة كل طريقة لقياس الفروق بين متوسطات القيم بالطرق المختلفة تم اجراء تحليل التباين و استخدمت في تحديد الرطوبة مع باقي الطرق الأخرى وكانت لدينا النتائج التاليةالموضحة

الطرق مختلف ية بين معنوية عال اتفروق لتحليل التباين والذي يبين وجود ANOVA( 11بالجدول) .طبقةالم

الرطوبة وفق - 1

Karl

fischer%

فق الرطوبة و -1

oven

drying%

الرطوبة -2

المقاسة تجريبيا

loss onوفق

drying%

الرطوبة 4 -

النظرية ضمن

NIR % 1مكتبة

عينات من منتج

حبوب القمح

1.95 2.70 2.51 2.54 Lot158-30 1

2.12 2.91 2.78 2.75 Lot155-36 1

2.05 2.92 2.71 2.69 Lot154-10 2

2.08 2.85 2.65 2.71 Lot159-1 4

2.24 2.90 2.60 2.62 Lot155-24 5

2.56 2.88 2.86 2.91 Lot160-1 2

2.84 3.42 3.15 3.05 Lot155-12 2

2.40 3.10 2.88 2.93 Lot160-30 2

2.45 2.98 2.94 3.02 Lot154-33 2

2.81 3.07 3.02 3.11 Lot158-1 1.

2.02 2.91 2.61 2.65 Lot159-30 11

1.97 2.73 2.48 2.55 Lot160-12 12

61

لمقارنة كل طريقة استخدمت في تحديد الرطوبة مع باقي ANOVA(: تحليل التباين 11الجدول) الطرق الأخرى المستخدمة.

ANOVA

Sum of

Squares

Df Mean

Square

F Sig.

Between

Groups

2.902 3 .967 17.577 .000

Within Groups 2.422 44 .055

Total 5.324 47

التالي: (11)في الجدولهو واضح كما LSDاختبار قمنا باجراءلمعرفة تفاصيل هذه الاختلافات و

لمقارنة نتائج قيم الرطوبة وفق جميع الطرق المستخدمة في تحديد LSD(: نتائج اختبار11الجدول) الرطوبة.

Multiple Comparisons

LSD

(I)

VAR

0000

5

(J)

VAR

0000

5

Mean

Difference

(I-J)

Std.

Error

Sig. 95% Confidence Interval

Lower

Bound

Upper

Bound

1.00 2.00 -.65667-* .09578 .000 -.8497- -.4636-

3.00 -.47500-* .09578 .000 -.6680- -.2820-

4.00 -.50333-* .09578 .000 -.6964- -.3103-

2.00 1.00 .65667* .09578 .000 .4636 .8497

3.00 .18167 .09578 .064 -.0114- .3747

4.00 .15333 .09578 .117 -.0397- .3464

3.00 1.00 .47500* .09578 .000 .2820 .6680

2.00 -.18167- .09578 .064 -.3747- .0114

4.00 -.02833- .09578 .769 -.2214- .1647

4.00 1.00 .50333* .09578 .000 .3103 .6964

2.00 -.15333- .09578 .117 -.3464- .0397

3.00 .02833 .09578 .769 -.1647- .2214

*. The mean difference is significant at the 0.05 level.

62

ق تحديد الرطوبة ائأن هناك فروق معنوية عالية بين طريقة كارل فيشر وباقي طر (11)يبين الجدول Oven Dryingطريقة التحضين بالحرارة الجافة اك فروق معنوية بين كل من بينما لا توجد هن

القريبة الحمراءتحت الأشعة القياس بوطريقة Loss on Dryingوطريقة الخسارة بعد التجفيفNIR , لدى حساب قيم معامل الارتباطو R كانت بين مختلف الطرق المطبقة لقياس الرطوبة

:النتائج كما يلي

R NIR &Fisher 0.927193

R NIR & Oven 0.773949

R NIR & Loss 0.965498

في تحديد فق مختلف الطرق المستخدمةمدى تطابق قيم الرطوبة و التالي (84)البياني يوضح الشكل :الرطوبة

.ق المستخدمة في تحديد الرطوبةائقيم الرطوبة وفق جميع الطر تمثيل بياني ل :(29(الشكل

هي الأكثر تطابقا .on drying Lossو NIRطريقتي كل من أن قيم (29(شكلمن النستنتج

xعدد العينات :

Yقيم الرطوبة :

63

Kjeldahl: نتائج تحديد البروتين باستخدام طريقة كلداهل المرجعية .4.1.4

المتوسطات المرجعية ثم سجلت قيم Kjeldahlكلداهل تم تسجيل قيم البروتين المقاسة وفق طريقة ثم أدخلت ضمن مكتبة خاصة (, 12هو واضح في الجدول )كما (عينة 92)عددها لهذه العينات

Q-Valueبالبروتين تم بعدها اجراء العديد من المعايرات واختيار المعايرة الأفضل وفقا لقيمة العينات المجهولة, أما للتحقق من صحة ودقة فيالبروتين لقياس محتوى وتحويلها إلى تطبيق

.اجراء التحققتم منتج الحبوب وبشكل عشوائي و ولة منعينة مجه 12تم اختيار فقد NIR طريقة

التي تم قياسها وفق البروتين في عينات منتجات الحبوب الجاهزةمتوسطات قيم ((12الجدول يبينومعامل SD Standard Deviation والانحراف المعياري averageكلداهل كما تم حساب المتوسط

.لكل عينة coefficient of Variation CV الاختلاف

عينات.الاحصاءات الوصفية لبروتين ال (:12الجدول)

رقم الدفعة من منتج

حبوب القمحAمكرر Bمكرر Aver SD CV%

1 Lot50- 2011 16.81 16.36 16.58 0.32 1.92

2 Lot155-mix30 15.13 15.22 15.18 0.06 0.42

3 Lot159-mix40 15.22 15.48 15.35 0.18 1.20

4 Lot160-mix16 15.13 15.13 15.13 0 0

5 Lot82-2010 15.13 15.48 15.30 0.25 1.62

6 Lot154-mix24 15.91 15.48 15.69 0.30 1.94

7 Lot160-mix42 15.78 15.91 15.84 0.09 0.58

8 Lot158-mix12 15.78 15.39 15.58 0.28 1.77

9 Lot130-2010 15.65 16.4 16.02 0.53 3.31

10 Lot154-mix4 15.56 15.56 15.56 0 0

11 Lot159-mix18 15.39 15.91 15.65 0.37 2.35

12 Lot160-mix21 16.25 15.99 16.12 0.18 1.14

69

13 Lot155-mix41 15.56 16.5 16.03 0.66 4.15

14 Lot152-mix20 15.65 15.56 15.60 0.06 0.41

15 Lot131-2009 15.82 16.5 16.16 0.48 2.98

12 201B-2011 15.39 14.79 15.09 0.42 2.81

12 50-20111 16.81 16.36 16.585 0.32 1.91

12 53-2011 12.9 13.41 13.155 0.36 2.74

12 48-2011 16.65 17.25 16.95 0.42 2.50

1. 30-2010 15.71 16.3 16.005 0.42 2.60

11 19-2010 16.25 15.65 15.95 0.42 2.65

11 4`-2011 13.63 14.14 13.885 0.36 2.59

12 4-2010 15.31 15.92 15.615 0.43 2.76

14 6-2011 14.66 14.06 14.36 0.42 2.95

15 29-2010 15.56 16.08 15.82 0.36 2.32

12 201-A2011 14.87 15.22 15.045 0.24 1.64

12 99-A2011 15.39 15.55 15.47 0.11 0.73

12 99-B2011 14.44 15.48 14.96 0.73 4.91

12 33-2010 15.99 15.55 15.77 0.31 1.97

2. 304-2007 14.19 14.1 14.145 0.06 0.44

21 Lot 96-2010 16.08 16.16 16.12 0.05 0.35

21 Lot155-mix18 15.05 15.56 15.305 0.36 2.35

22 Lot154-mix16 15.48 15.39 15.435 0.06 0.41

24 Lot158-mix18 11.61 13.58 12.595 1.39 11.05

25 Lot103-2010 16.25 15.39 15.82 0.60 3.84

22 Lot154-mix1 12.9 12.98 12.94 0.05 0.43

22 20-2010 14.86 15.36 15.11 0.35 2.33

22 215-2011 17.55 17.14 17.345 0.29 1.67

22 5-2011 13.5 12.9 13.2 0.42 3.21

61

المصدر: حسبت من قبل الباحث.

القيمة الدنيا تم استنتاج (21)وتحديدها وفق الشكل البياني لعينات الحبوب لدى معاينة قيم البروتينو وبالتالي تم تحديد مجال العمل %17.391وتينوالقيمة العظمى للبر %11.61للبروتين

المدروس ضمن المكتبة التي تم انشاؤها ضمن هو المجال وهذا المجال % (17.345 -11.61) .NIRجهاز

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41

17.345

11.61

- ق م ال ر

قيم البروتين للعينات المدروسة. :(21)شكل

:NIRجهازلحبوب الجاهزة ضمن منتجات اانشاء مكتبة البروتين ل .5.1.4

المقاسة مسبقا بطريقة كلداهلو الحبوب الجاهزةتم قياس طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة لعينات

Kjeldahlجهاز , استخدممع تكرار قياس كل عينة مرتين المرجعيةNIR-Flex 500 الكاشف( .سيليكون( :انعكاسي يتكون من كبريتيد الرصاص+

4. 21-2010 15.22 15.39 15.305 0.12 0.78

41 Lot152-mix29 12.47 10.75 11.61 1.22 10.47

41 Lot155-mix6 14.44 10.92 12.68 2.49 19.62

66

جميعها الأطياف المخزنة كما جمعت هذه الحبوب الجاهزة عيناتتم اجراء مسح كامل لأطياف النهائي ابشكله الجاهزة حبوبال اتعينة من منتج 92ناتجة عن Cereals-Protienمكتبة ضمن

granules عدة وجبات والمأخوذة بشكل عشوائي من batches ثلاثة تم قياس بتواريخ مختلفةعدد كبير على حصول ال تمفلكل عينة ث مرات متتالية اجراء المسح الطيفي ثلاب لكل عينة راتمكر

spectral Resolution 8وكان الفصل الطيفي cereals-proteinمن الأطياف ضمن المكتبة

cm10000cm)المقاس ) الموجي دعدمجال الو 1-

-1-4000cm-1 .

ية الأفضل وحولت إلى انتقاء المعايرة الكم بعدهاتم , المقاسة العيناتلأطياف عديدة قياسات جريتألتحقق من صلاحية لوذلك V-setمجموعة التحقق عينات بروتين استخدم لاحقا" في تحديد تطبيق

لاجراء عشوائية تم اختيارها عينة 12كانت مجموعة عينات التحقق مؤلفة من ,ةالطريقة المطبق اختبارات التحقق من صلاحية الطريقة.

الكامل لعينات منتجات الحبوب الجاهزة ضمن مجال البعد كيف تم مسح الطيف (26)يبين الشكل 4000cm)) المقاس الموجي

-1-10000cmبعد أن قسمت العينات المخصصة من هذه المنتجات 1-

إلى مجموعات كل مجموعة مؤلفة من ست عينات تم اجراء المسح الطيفي لكل مجموعة على حدى ا للوصول للمعايرة واجراء عدد من المعايرات عليهبعد ذلك تم تجميع هذه الأطياف الناتجة جميعا

.NIRضمن جهاز الأفضل للبروتين

67

.NIRجهاز فيف عدد من العينات اطيأ :(26الشكل)

الطريقة المتبعة في و BUCHI NIR CAL 5.2 Soft ware كان البرنامج الحاسوبي المستخدم Partial Least Squares Regression (PLS)طريقة انحدار المربع الأصغري كانت المعايرة V-set validation. كانت المتبعة في التحقق من صلاحية الطريقةالطريقة

تم تحديد جودة المعايرات المطبقة والتحقق من صحة هذه المعايرات ومدى دقة النتائج الناتجة عن :هي اجرائها من قياس عدة معايير احصائية تم حسابها

مدلول يشير إلى جودة وفعالية المعايرة وهو عبارة عن NIRجهازب حليلمؤشر معيار جودة الت - (Q-value)تعبر هذه القيمة NIR ( quality value of calibration)جهاز فيالتي تم اجراؤها

quality value attribute عن مدى جودة المعايرة التي تم الحصول عليها. .SECV) ) Standard error of cross validation الخطأ القياسي للتحقق المتصالب -

standard error of prediction(SEP)الخطأ القياسي المتوقع -

coefficient of determination (Rمعامل التحديد -2).

linear correlation coefficient(R)معامل الارتباط الخطي -

إحدى المعايرات الكمية للبروتين تم الحصول عليها من Q-value( أفضل قيمة 27الشكل )يبين

60

ضمن تم الحصول عليها من إحدى المعايرات الكمية للبروتين Q-valueقيمة أفضل :(27)لشكلا

.NIR جهاز

:NIRالعلاقة بين قياس البروتين وفق كل من طريقة كلداهل و طريقة .3.6..

v-set التحقق لمجموعة عينات المنتج المصنفة كمجموعة البروتينقيم التالي (13)لجدول ايبين

التي أعطت العينات من مجموعة منتقاةتم اختيارها ضمت رةالتي تم قياسها للتحقق من أفضل معايو .%(17.391- 11.61) ضمن المجال من Q-valueأفضل قيمة

64

والقيم التجريبية للبروتين المقاسة NIRجهاز كل من متوسطات البروتين ضمن قيم: (12)الجدول لعينات مجموعة التحقق.Kjeldahl اهلبطريقة كلد

ثم Kjeldahlجهاز كلداهلبمكررين وقياس NIR جهازعينة ب مرات لكل ثلاثتكرار القياس مع حساب المتوسط في كل طريقة.

لا الجدولية نستنتج أنه tوبمقارنتها مع قيم t = 1.43أعطت قيمة T studentولدى تطبيق اختبار التجريبية. NIR توجد فروقات معنوية بين كل من طريقة كلداهل المرجعية وطريقة

والطريقة المرجعية باستخدام جهاز كلداهل NIR ن العلاقة بين مكتبة البروتين ضمن جهازلبياو :(82في الشكل) لدينا المعادلة الخطية التالية كانت

%قيمة البروتين

التجريبية وفق

Kjeldahl

%ق مة ال ر النظر ة فق

NIR

عينات من منتج

حبوب القمح

16.81 16.54 Lot50-2011 1

14.61 15.15 Lot160-6 1

14.82 15.39 Lot84-2010 2

15.7 15.81 Lot160-42 4

16.04 16.05 Lot98-2010 5

16.36 16.07 Lot155-42 2

15.41 15.57 Lot152-26 2

16.08 16.1 Lot133-2009 2

14.72 15.38 Lot154-13 2

15.42 15.7 Lot160-24 1.

14.9 15.49 Lot154-33 11

14.42 15.13 Lot6-2011 11

15.44 15.69 Means

Calc. t = 1.43 ns

SD= 0.206

71

.NIRالعلاقة الخطية بين قيم كل من طريقة كلداهل المرجعية وطريقة :(20)الشكل

R= 1.467قيمةكانت 2

.كلداهلطريقة و NIRةطريقأن هناك علاقة خطية بين كل من أي

قمنا برسم المرجعية Kjeldahlوالقيم المرجعية وفق طريقة كلداهل NIR لبيان مدى تطابق قيمو أن هناك تطابق شبه تام في الزيادة والنقصان بين كل من والذي يوضح التالي (24)الشكل البياني

كلداهل المرجعية. و NIR طريقتي

71

.كلداهل و NIR بين كل من طريقتي طابقتال مدى :(24)الشكل

عينات بروتين التي تم اجراؤها لقياس جودة المعايرة Validation V-setمجموعة التحققأثبتت منتجات حبوب القمح الجاهزة و أعطت القيم التالية:

R2= 0.967 ,SEP= 0.08 , RMSCV= 0.27

R قيمة أن 2

RMSCVوالخطأ النسبي بالتوقع SEP وقيمة كل من الخطأ القياسي بالتوقع 0.95 ˂

.دقيقا كان NIR بما يكفي للحكم على أن أداء المعايرة ضمن جهاز ا صغيرتينكانت

مع القيم الناتجة من عملالتي تم الحصول عليها بهذا البحث ولدى مقارنة القيم الاحصائية Reflectance لية الانعكاسفق آو والذي قاس عينات من دقيق القمح Osborne [68]الباحث

Mode جهاز ب NIR ك بسبب حصوله على عينات من دقيقأفضل وذل الباحث كانت نتائجنجد أن أما في هذا البحث القمح شملت أنواعا كثيرة من القمح وبالتالي تم العمل على مجال أكبر للمعايرة,

فقط للمنتج النهائي والذي كان work range على مجال العمل تبة التي تم انشاؤهااعتمدت المكقد ف

Xعدد العينات :

Yقيم البروتين :

72

R الباحثها حقق لتياأفضل ك بما لا يسمح تحقيق نتائج ,مجالا ضيقا نوعا ما2 = 0.99 SEP=

ن أهم الخواص متم انجاز العديد من المكتبات لتحديد قيمة الرطوبة والبروتين والتي تعد و , 0.14في مجال مهمة وأعطت نتائج NIRميائية المتغيرة من قبل العديد من الباحثين ضمن جهاز الكي

الحبوب ومصانع الحبوب والمطاحن.

73

الفصل الخامس:

الاستنتاجات .1.5

CONECLUSIONS

باستخدامالبروتين و لتحديد قيمة الرطوبة انجاز العديد من المعايراتفي هذه الدراسة تم -وتم انتقاء final productعينات منتجات حبوب القمح الجاهزة بشكلها النهائي على NIRجهاز

على اعتبار أن قيمة الرطوبة تعد معيارا هاما لتقدير جودة الرطوبة والبروتين لدراستهما متغيري

معيارا هاما البروتين أيضا كما يعد التصنيع والحفاظ على جودة المنتج النهائي ضمن فترة الصلاحية

تدوينها بشكل دقيق على لصاقة القيام بالقيمة الغذائية التي يحتويها و المنتج من حيثلتقدير جودة المعمل الغذائي المصنع لهذا استخدام هذه المعايرات من قبل حاليا حيث أصبح بالإمكان عبوة المنتج

صنيع كما أصبح أثناء عملية الت هتجاتمنلضبط جودة , ذاته الجاهزة النوع من منتجات حبوب الأطفالالتي تستغرق زمنا التقليدية دون اللجوء للتحاليل الكيميائية راء مراقبة للمنتج أثناء تصنيعه اج بالإمكان .كلفة أكبرتوجهدأ و

خاصة لأولئك الذين يتعاملون مع عدد كبير من NIR استخدام تقنيةميزات بين هذا البحث -مكانية قياس عدد كبير طاقةلديهم العينات و إنتاج عالية وذلك نتيجة سرعة هذه التقنية في القياس وا

مسبقة تحضيرمن المتغيرات في وقت واحد وضمن العينة ذاتها, بالإضافة إلى عدم الحاجة لعمليات المقاسة. للعينة أو تخريب

اء قياس واحد فقط اجر ب, المتغيرات كمية صغيرة من العينة لقياس كافة كفيت NIRوفق تقنية -تمكن المطلوبة وبالتالي نمعايير جودة منتجات الحبوب المصنعة يمكننا اعطاء نتائج تتضمن كافة

المنتج وعلىالتصنيع عملية أثناء الجاهزة المصنعةمن ضبط جودة هذه المنتجات من الحبوب النهائي.

طريقة كارل فيشر, و طريقة ك لتحديد الرطوبة ق المطبقةائيع الطر اجراء مقارنة بين جم عند - Loss on Dryingوطريقة الخسارة بعد التجفيف Oven Dryingالتحضين بالحرارة الجافة

ق ائبين مختلف الطر Rقيم معامل الارتباط كانتNIR الأشعة القريبة من تحت الحمراء وطريقة :بالشكل التالي المطبقة لقياس الرطوبة

79

R NIR و Fiesher 0.927193

R NIR و Oven 0.773949

R NIR و Loss 0.965498

الأكثر كانتا Loss on Dryingالخسارة بعد التجفيفو NIR من طريقتي وبالتالي تبين أن كل بين كلا الطريقتين.واضحة فروق معنوية وتطابقا حيث لم تظهرارتباطا

عينات بروتين م اجراؤها لقياسالتي ت جودة المعايرة Validation V-setمجموعة التحققأثبتت - منتجات حبوب القمح الجاهزة و أعطت القيم التالية:

R2= 0.967 ,SEP= 0.08 , RMSCV= 0.27

R أن قيمة2

RMSCVوالخطأ النسبي بالتوقع SEP وقيمة كل من الخطأ القياسي بالتوقع 0.95˂

دقيقا .كان NIR بما يكفي للحكم على أن أداء المعايرة ضمن جهاز ا صغيرتينكانت

جودة المعايرة التي تم اجراؤها لقياس رطوبة عينات Valdation V-setمجموعة التحققأثبتت - ة:جاهزة و أعطت القيم التاليمنتجات حبوب القمح ال

R2= 0.964 ,SEP= 0.13 , RMSCV= 0.025

Rأن قيمة2 RMSCVلتوقع والخطأ النسبي باSEP وقيمة كل من الخطأ القياسي بالتوقع 0.95˂

دقيقا .كان NIR بما يكفي للحكم على أن أداء المعايرة ضمن جهاز ا صغيرتينكانت

وصحيحة مما أدى إلى استخدامها ائج دقيقةتن NIRوفق تقنية أعطت بعض نماذج المعايرات -في Reflectionلية الانعكاس وفق آ NIR لتقدير المتغيرات الكيميائية والفيزيائية باستخدام تقنية

التحاليل المعتمدة والاعتيادية.

71

التوصيات .1.5

RECOMMENDATION

قة وسهولة تطبيقها يقابة الغذائية بسبب النتائج الدقفي مخابر الر NIRنوصي بإدخال تقنية عمليات على خط الإنتاج يفيد بشكل كبير في on lineوسرعتها حيث أن تطبيق هذه التقنية

.الحبوب والمطاحنضبط الجودة في مصانع

في NIRالمحققة في هذا البحث باستخدام تقنية امكانية الاستفادة من نماذج المعايرات كان للعينات الغذائية وأصبح بالإمالروتينية تقدير المتغيرات الكيميائية والفيزيائية في التحاليل

المعنيين صنع أوهل وعملي من قبل المفادة منها بشكل ستاستخدام هذه المعايرات والاسبهذا النوع من المنتجات المصنعة من حبوب القمح بهدف ضبط جودة هذه المنتجات أثناء

.عملية التصنيع

أظهرت هذه التقنية سهولة وسرعة في تحليل وقياس العينات خاصة بالنسبة لأولئك الذين استخدام تقنية أنه يمكن كمالديهم طاقة إنتاج عالية عاملون مع عدد كبير من العينات و يت

NIR قياس عدد كبير من المتغيرات في وقت واحد وضمن العينة ذاتهاب.

كونه من أكبر نوصي معامل الأغذية في سوريا وخاصة معمل تاميكو للمنتجات الغذائية بالاستفادة من المكتبة المنشأة في المنتجة لهذا النوع من منتجات الحبوب الجاهزة المعامل ة لمتغيري الرطوبة والبروتين واستخدامها في المراقبة الروتينية لديهم في بالنسبهذا بحثنا

.مخابر ضبط الجودة

لسهولة تطبيق هذه التقنية ودقة نتائجها نظرا NIRتشجيع البحث العلمي في مجال تقنية .واختصار الوقت والجهد

ي جامعة حلب في مخابر كليات الطب والصيدلة والزراعة ف NIRكما نوصي بإدخال جهاز .وتأهيل كادر فني قادر على التعامل مع الجهاز ومعايرته

76

عالمراج .2.5

REFERENCES

1. MARTINO R., Malet-Martino M., GILARD V., and BALAYSSAC S., (2010):

Counterfeit drugs: analytical techniques for their identification: Anal Bioanal

Chem, 2010.

2. WILLIAMS P.C., NORRIS K., (2001): Variables affecting near infrared

spectroscopy analysis in Near infrared Technology in the Agricultural and

Food Industries, American Association of cereal chemists, pp. 171-198.

3. BIRTHE M., J., and MUNCK L.,(2009), Infrared Spectroscopy For Food

Quality and control In cereal and cereal products, Hand Book of cereal and

cereal products, British Library – UK.,pp276-319.

4. SKOOG DA., HOLLER FJ.,(2007). Principles of Instrumental Analysis, 6th

ed.

Belmont, CA. Thomson Higher Education.

5. MARILYN D., DUREST A.,(2004): Spectroscopic methods of analysis: Infrared

spectroscopy. In:Swabick Eds.J., Boylan J. C., (editors). Encyclopedia of

Pharmaceutical Technology (2nd

ed). (pp. 2405-2420). Informa Health Care, New

York.

6. FDA, Food and Drug Adminisration (2004): Guidance for industry PAT – A

framework for innovative pharmaceutical manufacturing and quality assurance.

7. WILLIAMS P.C., (1975): Application of near infrared reflectance

spectroscopy to analysis of cereal grains and oils seeds, Journal of Cereal

Chemistry: 52, 561-576.

8. HINDLE P.H., (2001): Historical Development, Hand book of Near Infrared

Analysis, Marcel Dekker Inc., New York :, pp. 1-5.

9. GRIFFITHS PR., HASETH JA., (1986): Fourior transform infrared

spectrometry In: GRIFFITHS PR., (editor). Chemical Analysis. Pp.83-105. John

Wiley & Sons, Inc, New York.

10. HINDLE P.H., (2001): Basic Principles of NIR, Hand book of Near Infrared

Analysis, Marcel Dekker Inc., New York :, pp. 3-0.

11. MEURENS M., YAN SH., (2002): Applications of vibrational spectroscopy In

brewing, Hand book of Vibrational Spectroscopy , John Wiley and Sons Ltd .

vol .5,pp.3663-3671.

12. TONNING E., (2007): Wheat baking quality in a process analytical

perspective Sampling diversification, prediction and chemometiric Method

development , University of Copenhagen, 30, DK-1958 Frederiksberg

C,Denmark, pp. 35-37 Available at www.models.life.ku.

13. MUNK L., MOLLER B., JACOBSEN S., SONDERGAARD I., (2004): Near

infrared Spectra indicate specific mutant endosperm genes and reveala new

77

mechanism for substituting starch with(1-3, 1-4 ) β – glucan in Barley .

Journal of cereal science, 40, 213- 222.

14. RUXTON C., H., OSULLIRAN K.R. , KIRK T.R. , BELTON N.R., HOLMES

M.A., (1996): The contribution of breakfast to the diets of a sample of 136

primary school children in Edinburgh, Sci. Direct,75 :419- 431, Elsevier.

15. BRUCE B., SCOTTAND L., FORD C., (1995):The Unsweetened story of

American Breakfast cereal Faber and Faber, book of Serializing America-

USA.,pp372-385.

16. FAST R. B., and ELWOOD F., (1990): Breakfast Cereals and How They Are

Made, American Association of Cereal chemist. Caldwell, eds.

17. KELLOGG company (1996): How Kellogg's cereal is Made, December , USA.

18. OSBORNE B., G., (1996): Near infrared spectroscopic studies of starch and

water in some processed cereal, Journal of near Infrared Spectroscopy, 4: 195–

200.

19. WILLIAMS P.C., (2007): Grains and seeds, Near Spectroscopy in Food Science

and Technology, Hoboken, Inter science, pp 165-217.

20. MUNK L., MOLLER B.,(2005): Principal component analysis of near infrared

spectra as atool of endosperm mutant characterization and in barley

breeding for quality. Czech, Journal For Genetic and Plant Breeding,41(3),89-

95.

21. OSBORNE B., G., (1982): NIR Analysis Of Cereal Products, Hand book of

Near Infrared Analysis, Marcel Dekker Inc., New York :, pp. 399-413.

22. LWAMATO M., KWANG C., R., SUZUKI T., and UOZUMI J., (1984): Near

infrared reflectance analysis for determine moisture, protein and ash

contents in home-grown wheat flours, Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi, 31:

50.

23. OSBORNE B., G., DOUGLAS S., and FEARN T., (1982): The application of

near infrared reflectance analysis to rapid flour testing, Journal of Food

Technolology. 17: 355.

24. WILLIAMS P., C., THOMPSON B., N., WETZEL D., et al (1981): Recent

Trends in Durum Wheat Milling and Pasta Processing:Impact on Durum

Wheat Quality Requirements Cereal Foods World. 26: 234.

25. OSBORNE B., G., (1983): Measurement of levels of bread improvers in

concentrates by means of near infrared reflectance spectroscopy, Journal

Science of Food & Agriculture, 34: 1297.

26. DIACHUK V., R., HAMILTON E., SAVCHUK N., and JACKELS., BAKERS

S., (1981): NIR analysis of cereal products, Hand book of NIR analysis, Dig.,

55: 72.

27. OSBORNE B., G., (1987): Pharmaceutical and Medical Applications of Near-

Inrared Spectroscopy, Analyst, London, 112: 313.

28. LWAMATO M., KONGSREE N., UOZUMI J., and SUZUKI T., (1986): NIR

analysis of cereal products, Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi, 33: 842

70

29. MARTENS H., JENSEN S., A., & GELADI P., (1983): Proceeding of the

Nordic Symposium on Applied Statistic. (pp. 205-234). Stokkand Forlag

Publishers, Stavanger.

30. BERTRAND D., ROBERT P., DEVAUX M., F., and ABECASSIS J., (1988): In

Analytical Applications of Spectroscopy(CREASER C., and DAVIES A., M.,

C., eds.), Royal Society of Chemistry, London, pp. 450–456.

31. REED D., S., and PSOTKA J., J., (1991): Optical compositional analyzer

apparatus and method for detection of ash in wheat and milled wheat

products, London US Patent 5,258,825.

32. AACC. (2000). Approved methods of the American Association of Cereal

Chemists. (10th ed.). St. Paul, Minnesota: The Association (VI).

33. OSBORNE B., G., and DOUGLAS S., (1981): Measurement of the degree of

starch damage in flour by near infrared reflectance analysis, Journal Science

of Food & Agriculture, 32: 328.

34. OSBORNE B., G., (1998): NIR analysis of cereal products, Analusis, 26: M39–

M41.

35. DAVID R., MARKUS T., & CARVAJAL T., (2008): Analysis of effect of

particale size and densification on NIR spectra. Colloids and Surfaces A:

Physicochem. Eng. Aspects, 331, 63-67.

36. OSBORNE B., G., (1984): Investigations into the use of near infrared

reflectance spectroscopy for the quality assessment of wheat with respect to

its potential for bread baking, Journal Science of Food & Agriculture, 35: 106.

37. WESLEY I., J., LARSEN N., OSBORNE B., G., and SKERRITT J., H., (2002):

Near-Infrared Spectroscopy in Food Science and Technology, US Patent

6,342,259 B1.

38. WESLEY J., LARSEN N., OSBORNE B., G., and SKERRITT J., H., (1998): Non-invasive monitoring of dough mixing by near infrared spectroscopy,

Journal of Cereal Science. 27: 61–69.

39. WESLEY J., LARROQUE O., OSBORNE B., G., AZUDIN N., ALLEN H., and

SKERRITT J., H., (2001): Using real-time quality measurement to maintain and

increase value across the grain supply chain, Journal of Cereal Scince., 34:

121–133 .

40. ALAVA J., M., Millar S.m J., and SALMON S., E., (2001): Measurement of

gliadin and glutenin content of flour by NIR spectroscopy, Journal of Cereal

Science, 33: 71–81.

41. MILLAR S., J., ALAVA J., M., and SALMON S., E., (2001): Specialty grains

for food and feed, Paper 186 AACC Annual Meeting, October 14–18,

CHARLOTTE, NC; www.aaccnet.org/meetings/2001/abstracts. 42. DEMPSTER R., E., OLEWNIK M., C., and SMAIL V., W., (2003): Near-

Infrared Spectroscopy in Food Science and Technology, AACC Annual

Meeting, Portland, Paper No. 39.

43. PSOTKA J., CHEN R., and OLEWNIK M., (1999): Monitoring dough

development in real time using near infrared spectrometer, Paper 293 AACC

Annual Meeting, October 31 to November 3, Seattle, WA.

74

44. DUVENAGE E., (1986): Measurement of fat and moisture in air-dried bread

by near infrared reflectance, Journal of Science in Food & Agriculture, 37: 384.

45. SUZUKI K., MCDONALD C., E., and D’APPOLONIA B., L., (1986): Using

Visible and Near-Infrared Reflectance Spectroscopy and Differential

Scanning Calorimetry to Study Starch, Protein, and Temperature Effects on

Bread Staling, Cereal Chemistry., 63: 320.

46. WILSON R., H., GOODFELLOW B., J., BELTON P., S., OSBORNE B., G.,

OLIVER G., and RUSSELL P., L., (1991): Comparison of fourier transform

mid infrared spectroscopy and near infrared reflectance spectroscopy with

differential scanning calorimetry for the study of the staling of bread, Journal

ScinceofFoodAgriculture, 54: 471–483.www.

Fda.gov/CDER/guidance/6419fnl.pdf.

47. BAKER D., NORRIS K., H., and LI B., W., (1979): Principles of molecular

vibrations for Near-infrared spectroscopy, in Dietary Fibers, Chemistry and

Nutrition (G. E. Inglett and S. L. Falkenhag, eds.), Academic Press, New York,

pp. 72–78.

48. BAKER D., (1983): Near-infrared reflectance measurement of total content of

breakfast cereals, Cereal Chemistry, 60: 217.

49. BAKER D., and NORRIS K., H., (1985): Near-Infrared Reflectance

Measurement of Total Sugar Content of Breakfast Cereals. Applied.

Spectroscopy. 39: 618.

50. KAFFKA K., J., NORRIS K., H., and ROSZA-KISS M., (1982): Acta Aliment,

Journal of Analytical Chemistry, 11: 199.

51. EMIL W., & CIURCZAK E.W., (2004): Spectroscopic Methods of analysis:

Near Infrared Spectroscopy. In: Swarbick Eds J., & Boylan J.,C(editors).

Encyclopedia of Pharmaceutical Technology( 2nd

ed). Pp. 3434-3450. Informa

Health Care. New York.

52. BLANCO M., EUSTAQUIO A., GONAZALEZ J., M., & SERRANO D., (2000):

Identification and quantitation assaysfor intact tables of two related

pharmaceutical preparation by reflectance near-infrared spectroscopy: valdation

of the procedure. journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 22, 139-

148.

53. NORRIS K., H., & RITCHIE G., E., (2008): Assuring specifity for a

multivariate near infrared NIR calibration: the example of the Chambersburg

Shoot –out 2002 data set. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 48,

1037-1041.

54. PLUGGE W., &VAN DER VLIES C., (1993): Near Infrared Spectroscopy as

an alternative to assess compliance of ampicillin tryhydrate with compendial

specification. Jornal of Pharmacology and Biomedical Analysis. 11(6) 435-442.

55. SEKULIC S., S., WAKEMAN J., DOHERTY P., & HAILEY P., A., (1998):

Automated systemfor the on-line monitoring of powder blending processes

using near-infrared spectroscopy. Part ІІ.Qualitative approaches to blend

evaluation. journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 17, 1285- 1309.

01

56. PARRIS J., AIRIAU C., ESCTT R., RYDZAK J., & CROCOMBE R., (2005):

Monitoring API drying operations with NIR. Spectroscopy. 20, 34-42.

57. DETHOMAS F., A., & VONBARGEN K., P., (1994): System for Measuring

the Moisture Content of Powder and Fiber Optic Probe Therefore. US Patent

931, 783.

58. ZHOU X., HINES P., A., WHITE K., C., & BORER M., W., (1998): Gas

chromatography as a reference method for moisture determination by near

infrared spectroscopy. Analytical Chemistry, 70, 390-394.

59. BLANCO M., & ALCALA M., (2006): Content uniformity and tablet

hardness testing of intact pharmaceutical tablets by near infrared

spectroscopy. A contribution to process analytical technologies. Analytical

Chemistry. Acta, 557, 353-359.

60. LODDER R., A., SELBY M., & HIEFTJE G., M., (1987): Detection of capsule

tampering by near –infrared reflectance analysis. Analytical Chemistry. 59,

1921-1930.

61. HEISE H., M., & WINZEN R., (2002): Fundamental chemomertic methods. In:

SIESLER H., W., OZAKI Y., Y., KAWATA S., H., & HEISE M., (editors).

Near-infrared Spectrscopy Principles, Instruments, Applications. Pp. 125-

158. Wiley- VCH, Germany.

62. SHARAF M., A., ILLMAN D., & KOWALSKI B., R., (1986): Chemometrics

(Volume 82) In: SHARAF M., A., (editor). Chemical Analysis: Aseries of

monographs on Analytical Chemistry and Its Applications. (pp. 242-255).

John Wiley & Sons, New York.

63. MARTENS H., & NAES T., (1987): Multivariate Calibration by Data

Compression In: WILLIAMS P., & NORRIS K., (editors) Near-Infrared

Technology in Agricultural and Food Industries. (pp57-87). Am Assoc. Cereal

Chemists, St. Paul, MN.

64. SAVITZKY A., & GOLAY M., J., E., (1964): Smoothing and differentiation of

data by simplified least squares procedures. Analytical Chemistry, 36, 1627-

1639.

65. JEROME J., & WORKMAN Jr., (2008): NIR spectroscopy calibration basics.

In: Donald, A., & Ciurczak E., W., (editors). Hand book of Near-Infrared analysis

(3rd

ed)( pp.123-150). CRP Press.

66. MOFFAT A., C., TRAFFORD A., D., JEE R., D., & GRAHAM P., (2000):

Meeting the International Conference on Harmonisation’s guidelines on

validation of analyticalprocedures : quantification as examplfied by a near-

01

infrared reflectance assay of paracetamol in intact tablets. The Analyst 125, 1341-

1351.

67. CODEX STANDARD(2001) For Wheat Protein Products including Wheat

Gluten CODEX STAN 163-1987, Rev. 1-2001.

68. OSBORNE B., G., and FEARN T., (1983): Collaborative evaluation of

universal calibrations for the measurement of protein and moisture in flour

by near infrared reflectance, Journal of Food Technology.