香料成分檢測應用

利用拉曼光譜快速檢測香草莢之香草醛成分

引言

     有著香料皇后之稱的香草,是全球最受歡迎的香料之一,它被廣泛運用在甜點、飲料,甚至是香水及沐浴保養用品等。經過熟成催化的香草莢含有多達200種的香氣成分,而當中的香草醛(Vanillin) 具有令人愉悅的香甜氣味,也是香草莢主要的氣味來源。
 

    香草從種植、栽培到加工成香草莢的製程,以及香草醛的檢測方式,都有其國家(或國際)標準。根據檢測標準,香草莢也將分成不同的等級並應用於不同的產品。本文主要介紹如何利用表面增強拉曼光譜(SERS)技術快速篩檢香草醛(Vanillin)的成份。





 

一、測試香草莢之萃取液

 

A. 量測流程與結果

 1. 秤取樣品,放入玻璃管內。

 
 
 2. 加入熱水,浸泡1分鐘後移除樣品,得到萃取液。

 

 
 3. 取萃取液3μl,滴至SERS晶片。

 

 
 4. 以RMS1000-785拉曼光譜儀進行量測。

 測試條件:

 量測功率:150mW laser power

 積分時間:2s

 平均次數:2 times


 
 
所得結果如下:

 

 

 

B. 注意事項與小結

1. 不同型態之樣品,可調整其前處理萃取方式,然而需注意樣品基質之干擾問題。
2. 拉曼光譜主要應用定位為快速篩檢,無法精確量測出含量。如能連結光譜與香草醛含量之關係,將可快速進行半定量檢測或定義濃度區間。


 

二、香草醛標準品半定量測試 (2021/03/29 updated)


A. 量測流程與結果

1.測試標準品
 
Vanillin EP香草醛 (試藥級)
製造廠:Scharlau
CAS 121-33-5


 

2.配置溶液

以 50%(v/v)甲醇水溶液分別配製濃度如下:

0.01 ppm /0.2 ppm /1 ppm /5ppm /15 ppm

 

3.半定量參考線(以特徵峰位置1262來計算)
 





4. 量測光譜

 

  • 15ppm



 

  • 5ppm



 

  • 1ppm



 

  • 0.2ppm

 

B. 說明與小結
1. 利用香草醛標準品,可建立半定量之類檢量線。

2. 標準品與作物萃取後拉曼特徵峰一致。

3. 若測試實際樣品,需加入回收率值來進行反推; 若是採用表面萃取,則回收率將依不同型態而改變(如種子、豆子等,需進行各作物回收率測試)。

4. 本方法為快篩方法,並非精確定量工具,可快速對作物之有效成份進行半定量判別。
5. 半定量之準確度,將隨資料庫之累積而上升。
6. 本方法可利用表面萃取,不需淨化程序,以直接稀釋後來得到量化關係。


檢測設備:RMS1000 -785手持拉曼光譜儀


                              

設備參數

型號

RMS1000-785

尺寸

117mm×78mm×18.5mm

重量

220g

電源

5V/2A

激發光波長

785nm±0.5nm

激發光功率

5~495mW可調

雷射功率重複性

20 mW@350mW P-P

雷射器壽命

10000hrs

拉曼光譜範圍

200~3400cm-1

拉曼光譜解析度

12cm-1

拉曼頻移示值誤差

3cm-1

拉曼頻移重複性差

1cm-1

拉曼瑞利散射截止深度

OD6

探頭工作距離

7.5mm±0.5mm

拉曼頻移溫度漂移

6cm-1@0~40°C

有效積分時間

1mS~15S

檢出靈敏度

SNR³30@單晶矽2階峰

動態範圍

1300:1@100mS

信噪比(重複性)

400:1@100mS

功耗

~3.5W(typical)

通訊介面

Micro-USB、TTL

支援系統

Windows、Android、Linux

光譜採集軟體

"UspctraLite(Andorid)

二次開發SDK

UspectralPLUS(Windows)"

雲端資料管理系統

YES