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Lait
Volume 86, Number 1, January-February 2006
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Page(s) | 83 - 97 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/lait:2005040 | |
Published online | 22 December 2005 |
DOI: 10.1051/lait:2005040
Mid-infrared spectrometry: A tool for the determination of chemical parameters in Emmental cheeses produced during winter
Romdhane Karoui1, Abdul Mounem Mouazen1, Éric Dufour2, Laurent Pillonel3, Daniel Picque4, Jacques-Olivier Bosset3 and Josse De Baerdemaeker11 Division of Mechatronics, Biostatistics and Sensors (MeBioS), Department of Biosystems, K.U. Leuven, Kasteelpark Arenberg 30, 3001, Leuven, Belgium
2 U.R. "Typicité des Produits Alimentaires", ENITA de Clermont-Ferrand, BP 35, 63370 Lempdes, France
3 Agroscope Liebefeld-Posieux (ALP), 3003 Berne, Switzerland
4 Laboratoire de Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires, Institut National de la Recherche Agronomique, 78850 Thiverval Grignon, France
(Received 18 May 2005 - Accepted 11 October 2005 - Published online 22 December 2005)
Abstract
The study investigates the potential use of the mid-infrared (MIR) spectroscopy in transmission mode for determining some chemical parameters of European Emmental cheeses. A total of 91 Emmental cheeses produced during the winter in Austria (n = 4), Finland (n = 6), Germany (n = 13), France (n = 30) and Switzerland (n = 38) were investigated. Fat, total nitrogen (TN), water-soluble nitrogen (WSN), non-protein nitrogen (NPN), sodium chloride (NaCl) and pH were analysed by the reference methods. The MIR transmission of different cheeses was also measured by a Nicolet Magna 750 IR spectrometer in a measurement range of 4000-600 cm-1. Partial least square analysis together with the leave-one-out cross-validation technique was used to develop calibration models for different cheese parameters. The best results for NPN (R2 = 0.85; ratio of standard deviation to root mean square error of prediction (RPD) = 2.58), pH (R2 = 0.82; RPD = 2.34), WSN (R2 = 0.80; RPD = 2.26), NaCl (R2 = 0.70; RPD = 1.91), fat (R2 = 0.69; RPD = 1.87), TN (R2 = 0.62; RPD = 1.60), WSN/TN (R2 = 0.83; RPD = 2.81) and WSN/NPN (R2 = 0.57; RPD = 1.52) were obtained when the spectra were subjected to the first derivation and smoothing after maximum normalisation. It can be concluded that MIR-transmission spectroscopy can be considered as a suitable technique for the prediction of NPN, pH, WSN and WSN/TN of European Emmental cheeses with different origins. The NaCl, TN, WSN/NPN and fat can also be estimated, but with much lower precision.
Résumé
La spectroscopie moyen infrarouge : un outil pour la détermination des paramètres chimiques des fromages Emmental de production hivernale. Cette étude traite du potentiel d'utilisation de la spectroscopie moyen infrarouge en mode transmission pour la détermination de certains paramètres chimiques des fromages Emmental européens. Un total de 91 fromages Emmental de production hivernale, provenant de : Autriche (n = 4), Finlande (n = 6), Allemagne (n = 13), France (n = 30) et Suisse (n = 38) ont été analysés. La matière grasse, l'azote total, l'azote soluble, l'azote non protéique, le chlorure de sodium et le pH ont été déterminés par les méthodes de références. La spectroscopie moyen infrarouge en mode transmission a été, également, appliquée aux différents fromages en utilisant un spectromètre (Nicolet Magna 750) et ce, entre 4000-600 cm-1. La méthode aux moindres carrés partiels avec validation croisée a été utilisée pour développer des modèles de calibration, et ce pour tous les paramètres chimiques. Les meilleurs résultats pour l'azote non protéique (R2 = 0,85 ; ratio de la déviation moyenne à la racine carré de prédiction (RPD) = 2,58), pH (R2 = 0,82 ; RPD = 2,34), azote soluble (R2 = 0,80 ; RPD = 2,26), chlorure de sodium (R2 = 0,70 ; RPD = 1,91), matière grasse (R2 = 0,69 ; RPD = 1,87), azote total (R2 = 0,62 ; RPD = 1,60), rapport azote soluble/azote total (R2 = 0,83; RPD = 2,81) et du rapport azote soluble/azote non protéique (R2 = 0,57; RPD = 1,52) ont été obtenus lorsque la première dérivée a été appliquée aux spectres normés et lissés. La spectroscopie moyen infrarouge en mode transmission peut être considérée comme une technique appropriée pour la détermination des teneurs en azote non protéique, azote soluble, du rapport azote soluble/azote total et du pH des fromages Emmental européens. Les teneurs en NaCl, azote total, du rapport azote soluble/azote non protéique et en matière grasse peuvent être également prédites, mais avec une précision beaucoup faible.
Key words: Emmental cheese -- mid-infrared spectroscopy -- calibration -- partial least square method
Mots clés : Emmental -- spectroscopie moyen infrarouge -- modèle de calibration -- méthode des moindres carrés partiels
Correspondence: Romdhane Karoui Romdhane.Karoui@biw.kuleuven.be
© INRA, EDP Sciences 2005