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FT-IR-ATR Spectrometry for the quantification of glucose polymers in industrial mixtures

Authors
Publication Date
Keywords
  • Spectroscopie
  • Glucide
  • Analyseur Infrarouge
  • Amidon
  • Iaa
  • Fourier
Disciplines
  • Biology
  • Mathematics
  • Physics

Abstract

This paper discusses the use of Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy coupled with an Attenuated Total Reflectance (ATR) accessory as applied to the quantification of individual sugars (glucose, maltose, maltoriose, ...) in real mixtures extracted during starch hydrolysis. Solution studied had a dry matter range of 250-300 g/kg. In this case glucose and maltose were detected with the required precision, but not maltotriose or DPn. These measurements have been made with good repeatibility and, likewise, predictions have been made with good reproductilbility. Another means of confirmation of the method is the evaluation of the influence of external factors (proteins,salts, temperature) on the prediction ability of the mathematical models. These factors are omnipresent in the process, and therefore their variations must be studied to determine their influence, if any, upon the prediction models. It has been proven that proteins and salts, which occur in low concentrations in sugar solution before purification, have virtually no influence on the detection of sugar. However, it has been determined that temperature, already a very important factor in the industrial hydrolysis of starch, does have an influence upon spectral measurements. A likely solution to the influence of température is to establish a model which takes into account the range of temperatures that occur during the hydrolysis process. / Cet article est consacré à l'utilisation de la spectroscopie infrarouge de Fourier (FT-IR) associée à un accessoire de réflectance totale atténuée (ATR) telle qu'elle est appliquée à la quantification des sucres individuels (glucose, maltose, maltoriose,...) dans des mélanges réels extraits pendant l'hydrolyse de l'amidon. La solution étudiée contenait entre 250 et 300 g d'extrait sec au kilo. Dans ce cas, le glucose et le maltose étaient détectés avec la précision requise mais pas le maltotriose ou le DPn. Ces mesures ont été réalisées en assurant une bonne répétabilité et de même, des prévisions ont été réalisées suivant une bonne reproductibilité. Un autre moyen de confirmation de cette méthode est d'évaluer l'influence des facteurs extérieurs (protéines, sels, température) sur la capacité prédictive des modèles mathématiques. Ces facteurs sont omniprésents dans le processus et par conséquent, leurs variations doivent être étudiées pour déterminer leur influence, si elle est réelle, sur les modèles prédictifs. Il a été prouvé que les protéines et les sels présents en faibles concentrations dans la solution sucrée avant purification n'ont virtuellement aucune influence sur la détection du sucre. Toutefois, il a été déterminé que la température, qui constitue déjà un facteur important dans l'hydrolyse industrielle de l'amidon, n'a pas d'influence sur les mesures spectrales. Autre solution pour déterminer l'influence de la température, on peut définir un modèle tenant compte de la plage de températures enregistrées pendant l'hydrolyse.

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