Analyse alimentaire au moyen d’un microspectromètre Raman équipé d’objectifs à immersion

Q. : À quoi servent les microspectromètres Raman ?

Erika : Les microspectromètres Raman de JASCO permettent d’évaluer une large gamme de produits, allant des matériaux comme les résines, les films et les piles aux aliments et produits pharmaceutiques. Des mesures d’imagerie peuvent être réalisées pour créer des images chimiques montrant la répartition des composants. De plus, une analyse granulométrique peut être effectuée pour mettre en évidence les différences entre les produits.

Lors d’une récente analyse alimentaire, nous avons comparé deux types de margarine (margarine A et margarine B). Puisque la margarine est une émulsion d’eau et de matière grasse, l’analyse Raman de la distribution des huiles/graisses et de l’eau facilite les recherches fondamentales et le développement de produits.

Q. : Comment avez-vous utilisé les objectifs à immersion dans l’eau avec vos microspectromètres Raman dans le cadre de votre analyse alimentaire ?

Erika : Nous avons étendu deux types de margarine en une fine couche sur des lames de verre, puis recouvert chaque lame d’une lamelle couvre-objet. Cette lamelle aplatit facilement l’échantillon de margarine à l’échelle microscopique et l’empêche de se volatiliser. Bien qu’elle facilite la préparation de l’échantillon, la lamelle couvre-objet n’est pas toujours pratique pour certaines observations au microscope et mesures Raman, car elle peut provoquer des interférences optiques.

Nous avons résolu ce problème en utilisant un objectif à immersion dans l’eau d’Evident. Ce dernier permet de réaliser des mesures Raman très sensibles et d’améliorer la résolution lors des observations et mesures à travers une lamelle couvre-objet. Par conséquent, nous avons monté l’objectif à immersion dans l’eau LUMPLFLN60XW d’Evident sur le spectromètre laser Raman NRS-5500 de JASCO afin de réaliser des mesures d’imagerie des deux types de margarine.

Figure 1 – Schéma de configuration pour la réalisation de mesures au moyen d’un objectif à immersion dans l’eau.
Image reproduite avec l’aimable autorisation de JASCO.
 

Figure 2 – Spectromètre laser Raman NRS-5500 de JASCO et objectif à immersion dans l’eau LUMPLFLN60XW d’Evident.
Image reproduite avec l’aimable autorisation de JASCO.

Q. : Quels sont les résultats de l’étude ?

Erika : La figure 3 montre les spectres Raman des deux types de margarine (moyenne établie sur l’ensemble de l’échantillon), avec les bandes associées à l’eau et aux huiles/graisses clairement identifiées. La figure 4 présente les images chimiques obtenues à partir des bandes Raman associées aux vibrations moléculaires des groupes CH des huiles et graisses, ainsi que des groupes OH de l’eau.

Ces images révèlent la répartition des huiles/graisses et de l’eau dans les échantillons. Même s’il est possible de prédire les différences entre les margarines A et B à partir des simples images de microscopie optique, les images chimiques permettent de visualiser la répartition des différents composants. Bien que l’eau soit dispersée dans l’huile dans les deux échantillons, la taille des gouttelettes d’eau est très différente d’un échantillon à l’autre.

Figure 3 – Comparaison des spectres moyens des deux types de margarine. Image reproduite avec l’aimable autorisation de JASCO.

Pour déterminer la répartition de la taille des gouttelettes d’eau, nous avons créé un histogramme à l’aide du logiciel d’analyse de particules de JASCO. Les résultats sont présentés dans la figure 4. Ce logiciel offre des fonctionnalités d’analyse supplémentaires en complément du logiciel de base du microspectromètre Raman de JASCO, permettant une analyse plus détaillée des images chimiques.

La figure 4 montre que le nombre de gouttelettes d’eau est d’environ 150 dans les deux échantillons. Cependant, les gouttelettes d’eau dans la margarine B sont plus grandes que celles de la margarine A, ce qui indique une teneur en eau plus élevée. On peut donc supposer que la margarine B contient une proportion lipidique plus faible que la margarine A et est donc moins calorique.

Figure 4 – Résultats des analyses Raman pour la margarine A (gauche) et la margarine B (droite). Ligne supérieure : images de microscopie optique (imagerie chimique réalisée à l’intérieur du cadre jaune). Ligne du milieu : images chimiques (rouge : huiles et graisses ; vert : eau). Ligne inférieure : histogramme de la taille des gouttelettes d’eau. Image reproduite avec l’aimable autorisation de JASCO.

Q. : Quel est, selon vous, l’impact des objectifs à immersion sur les mesures Raman microscopiques dans d’autres applications ?

Erika : L’objectif à immersion dans l’eau LUMPLFLN60XW d’Evident a permis de réaliser des mesures Raman efficaces sur des échantillons de margarine (lesquels nécessitaient une préparation particulière). Cet objectif est également capable de supprimer efficacement les signaux indésirables provenant de l’azote, de l’oxygène et du dioxyde de carbone présents dans l’air atmosphérique. Par exemple, ces signaux peuvent poser problème lors de mesures Raman sur des bulles d’air ou des gaz présentes dans du verre (brevet japonais n° 7397468).

Ainsi, l’association d’un microspectromètre Raman de JASCO avec un objectif à immersion dans l’eau d’Evident permet d’élargir la gamme d’applications de l’analyse Raman. Cette association est applicable à la recherche et au développement de produits dans divers domaines, tels que les aliments (crème fraîche, sauces), les produits cosmétiques (crème solaire, crème pour les mains), et les matériaux industriels (peintures, adhésifs).

En plus des objectifs à immersion dans l’eau, Evident propose une large gamme d’autres objectifs, tels que des objectifs à grande distance frontale, des objectifs pour le proche infrarouge et des objectifs pour l’observation en fond noir, ce qui permet d’étendre la plage des méthodes d’analyse Raman. L’équipe d’Evident a gentiment écouté nos besoins en matière d’objectifs, et nous espérons poursuivre le développement de nos activités grâce à cette collaboration.

Élargissement de la gamme d’applications de l’analyse Raman

Tout comme la margarine qui s’étend sur du pain, les objectifs à immersion de haute qualité étendent le champ des applications de la spectroscopie Raman à une vaste gamme de produits alimentaires, cosmétiques et matériaux industriels. Pour en apprendre davantage sur nos composants optiques et pièces compatibles avec votre microscope, consultez notre page Composants de microscope OEM intégrables. Apprenez-en plus ici sur les spectromètres Raman de JASCO conçus pour l’analyse des matériaux.
 

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