检查颗粒物质在咖啡评估折射法中的影响

主要问题：

颗粒物如何影响折射率（RI）测量？
VST滤波器是否影响样品成分（不溶解固体或其他成分）？摘要

不溶解的、散射光的固体（即二氧化钛，TiO2）以逐渐增加的量添加到各种溶液中。使用ATAGO PAL-COFFEE和VST LAB Coffee III，用VST注射器过滤器和不经过VST注射器过滤器测量了每个溶液样品的折射率转换为咖啡TDS值。结果表明，随着二氧化钛用量的增加，TDS测量受到显著影响（p=0.00）。尽管不同溶液的TDS值不同（p=0.00），但有趣的是，二氧化钛的影响因被测试的溶液而异（交互作用，p=0.01）。最后，观察到滤网有显著影响（p=0.00）。

总之：VST滤网确实可以去除大量颗粒物（尽管并非全部，且不同溶液间的去除效果不一致）。两种折光仪都受到颗粒物的影响，它们的读数之间没有显著差异。最后，虽然VST滤波器似乎能减少冲泡咖啡和即溶咖啡溶液中的TDS含量，但我们也发现它们似乎会释放出一些颗粒物，这些颗粒物被归类为溶解固体含量（我们在结论部分通过简单的洗脱研究进行了确认）。

披露

我们对实验中使用的任何产品都没有既得利益。作者

杰里米、乔和戴夫引言

折射仪是基于折射率(RI)原理工作的。为了对这一概念进行清晰、与咖啡相关的解释，我们建议阅读下面的解释。简单来说，折射仪由光发射器和光接收器组成。样品被放置在两者之间，使得光的预期路径发生偏移（即零点校准）。由于光通过溶液的弯曲程度对于测量精度至关重要，因此干扰光通过的粒子是不理想的。这时就需要二氧化钛(TiO2)登场了。TiO2在许多应用中都有使用，包括涂料、防晒霜和食品着色剂等，它以其高折射率和小颗粒尺寸而闻名，能够高效地散射光线。将样品的折射率看作您的“信号”，将TiO2看作故意添加的“噪声”。

理论上来说，不透光的颗粒（例如不溶解的固体）不应该影响溶液的RI，因为它不会改变光的路径。不幸的是，情况并非如此清晰，因为这些颗粒可能会阻止光线从发射器到检测器的清洁传输。此外，假设颗粒不传输任何光线可能并不完全正确。虽然我们的研究表明，使用VST滤纸时，浓缩咖啡中的溶解固体（TDS）含量实际上会降低，但我们认为这可能是由于光散射影响了检测器/算法。也许我们的测量受到了由散射引起的噪声的影响。当颗粒的大小接近分光光度计发射器发出的光的波长（例如，Atago/VST可能使用的黄色光，对应于570-590纳米）时，它会越来越多地散射光线。这种散射虽然与RI无关，但会干扰其检测。这在很大程度上取决于探测器、颗粒物的数量以及实际探测器的光学性能和软件如何响应此类样本噪声。

颜料级二氧化钛的折射率也非常高（约为2.6），因此，正如前面所提到的，它确实会折射光线。当水中的悬浮粒子（如二氧化钛和水，折射率为1.3）之间存在较大的折射率差异时，事情会变得复杂。首先测试的解决方案（仅用水）是观察蒸馏水加二氧化钛后对测量折射率的影响。这是一种控制条件，只添加不溶性材料（即二氧化钛）。随后的解决方案包含了其他可溶性或可溶性/不溶性化合物。这里使用的二氧化钛的最小粒径为100纳米（0.1微米）。我们无法从制造商处获得最大粒径的声明。溶解固体通常被定义为通过2微米滤网的颗粒，这是VST注射器滤网的假设孔径。

假设

加入二氧化钛会增加光散射，使折射仪的读数越来越偏离基线。

使用VST注射器过滤器去除颗粒物会提高样本中的信噪比，从而获得更一致的读数（即类似于“无二氧化钛”的条件）。方法

设备：

二氧化钛（颜料级）500克（新方向澳大利亚）

“WT”去离子水

EasyLog TH+室温记录器

4 X 2L塑料容器