Süt analizinde FTIR teknolojisi

Süt işleme tesislerinde çiğ süt ve krema kabulünde testlerin pratik ve hızlı bir şekilde yapılması zorunludur. Yavaş ve emek yoğun geleneksel analiz yöntemleri nedeniyle işletmelerde kalite ve ekonomi bakımından ciddi kayıplar yaşanmaktadır.

Ticari olarak üretilen ilk hızlı süt analiz cihazlarında, filtre fotometresi adı verilen spektroskopi tekniği temel alınmıştı. Bu sistemlerin içinde orta kızıl ötesi (MIR – Medium Infrared) ışınlarının belirli dalgaboylarını geçiren fiziksel filtreler bulunmaktadır. Böylece Yağ, Protein, Laktoz, Toplam Kuru Madde gibi temel bileşenler hızlı olarak tespit edilebilmektedir. Bu sistemlerin basit bir çizimi ve açıklaması aşağıda verilmiştir (bkz. Şekil 1).

1. Süt analiz cihazının içindeki akış hattından geçirilen numune, dar bir küvete doğru yönlendirilir.
2. Kızılötesi ışın yayan bir kaynak sayesinde küvet içinden geçiş yapan ışınlar, sadece belirli dalgaboylarını geçiren filtreler ile süzülür ve dedektöre yönlendirilir.
3. Dedektörde algılanan sinyaller, bir mikroişlemci ya da bir bilgisayar yardımıyla yağ, protein gibi parametrelere dönüştürülürler.

Şekil -1

Sıvı haldeki sütlerin hızlı analizlerinde uzun yıllardır FTIR teknolojisi kullanılmaktadır.

Hızlı süt analiz cihazlarına daha karmaşık ve hassas olan FTIR (FTIR -Fourier Transform Infrared) teknolojilerinin uyarlanması ise 1990’lı yılların sonlarına rastlamaktadır. FTIR teknolojisinin uygulandığı optik sistemlerin daha kararlı hale gelmesi ile, hızlı süt analiz cihazları daha hassas ve farklı parametrelerin ölçümünü yapabilmiştir. Örnek bir FTIR interferometre çizimi Şekil 2’de gösterilmiştir. Bu teknoloji sayesinde, orta kızılötesinden çıkarılabilecek tüm bilgiler saniyeler içinde elde edilebiliyor (bkz. Şekil 3). Bu sayede yağ, protein, laktoz gibi parametrelerin yanında kazein, üre, şekerler, asitlik gibi birçok parametrenin de daha hassas analizini yapmak mümkün olmaktadır (bkz. Şekil 2).

Şekil -2

Şekil -3

Hızlı süt analiz cihazlarında kullanılan FTIR optik donanımları, çok hassas olmalarına rağmen içinde bulundukları cihazların büyük boyutlarından dolayı büyük işletmelerin kalite kontrol laboratuvarlarında yer alabiliyorlardı. Ancak FTIR teknolojisinde yaşanan son gelişmeler doğrultusunda tasarlanan yeni (kompakt) cihazlar ile bu artık mümkün hale gelmiştir.

KOMPAKT TASARIM İÇİNDE FTIR YÜKSEK TEKNOLOJİSİ

Kompakt tasarımlı bu yeni cihazlar, güvenilir büyük hassas cihazlar kadar performansa sahiptirler. İçinde bulundurduğu FTIR teknolojisi yardımıyla süt ve kremada öncelikli parametrelerin tümü tespit edilebilmektedir. Bu parametrelerin başlıcaları yağ, protein, laktoz, toplam kuru madde, yağsız kuru madde ve donma noktasıdır.

FTIR TEKNOLOJİSİ İLE TAĞŞİŞ TESPİTİ

Doğal çiğ sütün kendine özgü parmak izine benzer bir spektrumu bulunmaktadır. FTIR tekniği kullanan cihazlar, bu spektrumu tanıyabilecek şekilde programlanabilmektedir. Yapılan spektrum karşılaştırması ile saf sütün özelliklerine uymayan spektra tespit edilince bir uyarı vermektedir. Şekil 4’te gösterilen örnekte yeşil renkli spektra saf sütün spektrumunu, kırmızı ise olağandışı bir süt spektrumunu temsil etmektedir. Bu karşılaştırma tekniği kullanılarak, süt içindeki üre, sukroz, potasyum nitrat, sodyum bikarbonat (soda), formaldehit gibi parametreler kolaylıkla tespit edilebilir.

Şekil -4

Tağşiş öğelerinin farklılaşması halinde iseyeni kalibrasyonlar geliştirmek mümkündür. Şu ana kadar geliştirilmiş kalibrasyonların içeriği ve performansı hakkında Tablo 1 ve2’deki bulgular elde edilmiştir.

SONUÇ

Tağşiş analizleriyle ilgili saha çalışmalarınınartmasıyla önümüzdeki yıllarda FTIR cihazlarında geleneksel kalite parametrelerinin yanında tağşiş analizlerinin de yaygınlaşması bekleniyor.