Natürliche Farbstoffe, wie rot-violett färbende Anthocyane, kommen nahezu in allen höheren Pflanzen, meist in den Blüten und Früchten, aber auch in den Blättern und Wurzeln vor. Der genaue Gehalt des in der Pflanze vorhandenen Farbstoffanteils ist jedoch schwankend. Während der Weiterverarbeitung des isolierten Farbstoffes zu Farbextrakten und Lebensmittelfarbe muss daher die Intensität des pflanzlichen Farbstoffes gemessen und der Farbwert bestimmt werden. Farbkonzentrationen werden mittels Photometrie ermittelt. Das zu messende Beerensaftkonzentrat hat jedoch eine sehr hohe optische Dichte und kann nicht direkt als Probe für die Messung verwendet werden. So werden bei der Verarbeitung des Pflanzenfarbstoffes Anthocyan, zum Beispiel, Saftproben zur Zwischen- und Endkontrolle zunächst mit Wasser und anschließend mit einer Pufferlösung verdünnt, um ausschließlich die gewünschte rote Farbe zu bestimmen. Diese Vorgehensweise der Probennahme, -vorbereitung und -analyse ist mit sehr viel Arbeits- und Materialaufwand verbunden.

Bei der Herstellung von Lebensmittelfarbe aus natürlichen Farbstoffen werden die Farbpigmente selektiv aus den verwendeten Rohstoffen extrahiert. Hierzu werden die Beeren ausgepresst, der Saft mittels Ultrafiltration eingedickt, sprühgetrocknet und als hochkonzentrierte Essenz weiterverwendet. Der Farbstoff wird dann als Pulver oder Paste vertrieben.

Einfacher als im Labor ist die Bestimmung der Farbstoffkonzentration inline direkt im Prozess unter Einsatz einer spektroskopischen Tauchsonde.  Diese Art der Messung ermöglicht eine effiziente Bestimmung des Farbstoffgehaltes des Beerensaftkonzentrates ohne vorherige Verdünnung der Probe. Eine Labormessung zur Bestätigung der mit der Sonde ermittelten Farbwerte ist somit nur noch als Endkontrolle notwendig.Aufgrund der hohen optischen Dichte und starker Absorption des konzentrierten Farbstoffes, ist die Verwendung herkömmlicher UV/VIS-Absorptionsmessungen bei dieser Anwendung jedoch ausgeschlossen. Das Spektrometer würde nur ein Rauschen ohne erkennbare Spektren registrieren. Eine Möglichkeit, diese Einschränkung zu überwinden, ist der Einsatz einer Messmethode auf Basis von abgeschwächter Totalreflexion (ATR).

Mit der Hellma ATR Sonde sind auch Messungen von stark absorbierenden Flüssigkeiten möglich

Bei einer ATR Messung wird das Prisma der Sonde vom Medium umströmt und abhängig von der optischen Dichte des Mediums wird das Messsignal bei jeder Reflexion an der Grenzschicht zwischen Medium und Prisma abgeschwächt (evaneszentes Feld). Diese Methode erlaubt die Messung von stark absorbierenden Proben, bei denen Messungen in Transmission nicht möglich wären, da Totalabsorption auftreten würde.

Für ATR-Messungen, bei denen sehr hohe Messpräzision gefragt ist, hat Hellma die „Katana XP“ ATR Sonde im Angebot. Sie zeichnet sich durch einen monolithischen, hochpräzisen Messkopf aus, der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messergebnisse garantiert. Aufgrund ihres hygienischen Designs und kompakter Bauform ist sie leicht und direkt im Reaktionsbehälter flexibel integrierbar.