前言在美國每天大約有1億人喝咖啡，每天在咖啡、牛奶咖啡等上的消費達(dá)到180億美元。隨著咖啡在世界的發(fā)展，不同國家也有著作者：Justin Lang, PhDLauren McNittCory Schomburg, PhDPerkinElmer, Inc.Shelton, CT使用近紅外傅里葉變換光譜確定咖啡烘焙度的研究Near-Infrared Spectroscopy不同風(fēng)味的咖啡。在大部分地方，咖啡豆都是在當(dāng)?shù)匦∞r(nóng)場里種植后賣到市場上，買家會在仔細(xì)檢查這些咖啡豆后再進(jìn)行購買和后加工。制作咖啡需要烘焙咖啡豆，不同咖啡豆烘焙度也是不一樣的，包括深度烘焙、中等烘焙、輕度烘焙。烘焙師通過聽咖啡豆的破裂聲或咖啡豆顏色的方法來辨別烘焙度。當(dāng)烘焙師用破裂聲的辨別方法時，有兩個明顯的聲音。第一個破裂聲是由于水和二氧化碳?xì)怏w從咖啡豆中噴出，這表示此時咖啡豆處于輕度烘焙；第二個破裂聲是由于咖啡豆中的醋酸纖維素開始斷裂，這代表此時咖啡豆處于深度烘焙。本文介紹了使用近紅外光譜對咖啡豆和咖啡粉的烘焙度進(jìn)行快速而簡單的檢測。
方法一個名為“Cool Beans"的咖啡店提供了自己烘焙到不同階段的8個咖啡樣品。8個不同階段包括：未烘焙的綠色、白色、早期的棕褐色、后期的棕褐色、進(jìn)入第一次破裂聲、第一次破裂聲后、進(jìn)入第二次破裂聲、第二次破裂聲后。使用PerkinElmer公司的近紅外傅里葉變換光譜儀Frontier和近紅外反射附件NIRA II，配合旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)皿 盤裝載咖啡豆進(jìn)行掃描。使用咖啡研磨機(jī)將咖啡豆研磨成目測大小基表1. 完整咖啡豆原料間的距離分析本相同的顆粒，使用近紅外光譜儀掃描，掃描范圍10000-4000cm-1，掃描次數(shù)32次，分辨率8cm-1。結(jié)果建立兩種方法分別來檢驗不同烘焙度的完整咖啡豆樣品和研磨咖啡豆樣品的譜圖是否有區(qū)別。使用SIMCA來建立模型，預(yù)處理用到基線校正和噪聲加權(quán)。
注意每個咖啡豆樣品與原始未烘焙的綠色咖啡豆之間的分離如何變大。圖1A中分離最大的三個氣泡是深度烘焙、中等烘焙、輕度烘焙（從左往右），每個都清楚的沒有重疊。圖1B中可以看到每個氣泡都是分離的。圖1A中標(biāo)明的是深度烘焙的咖啡豆，圖1B中標(biāo)明的是未烘焙的綠色咖啡豆。
圖2A和圖2B是每個咖啡譜圖的主成分分析圖，從圖中可以看出表2中不同烘培度咖啡豆樣品的分離情況。圖2A中可以看到右邊最遠(yuǎn)的綠色和紫外氣泡重疊在一起，但是在圖1A和1B中并沒有重疊。相反的，圖2B中左邊較遠(yuǎn)的氣泡（深度烘焙、中度烘焙、輕度烘焙）比在圖1A和1B中分離更大。這可能說明盡管完整咖啡豆的數(shù)據(jù)適用于分析，但是研磨的咖啡豆在不同烘焙度下有更好的分離度。我們可以從圖3中明顯的看出這個結(jié)果，研磨咖啡豆比完整咖啡豆在不同烘焙度下的樣品有更好的分離度。
圖4是使用前面的方法通過Spectrum Touch軟件運(yùn)行測試一個樣品。選擇一個未用來建立SIMCA模型的中等烘焙的樣品進(jìn)行測試來識別其材料。模型能夠正確的將其歸類為中等烘焙。
結(jié)論因為各種大公司和小公司都使用不同技術(shù)烘焙他們自己的咖啡豆，所以咖啡的種類也很多，因此很難提出一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來定義烘焙度。近紅外提供了一種快速而簡單的方法來鑒別烘焙度，并且具有可比性。不管是完整咖啡豆還是研磨咖啡豆，深度烘焙、中度烘焙、輕度烘焙都有明顯的差別。使用工作流，公司可以快速檢測他們的樣品（每個樣品少于30秒）來判斷樣品是否符合所需要的烘焙度
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