Análisis de alimentos secos para mascotas mediante espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS)

Las pruebas de alimentos para mascotas implican un control y monitoreo preciso del contenido de humedad, proteínas, grasas y cenizas. Esto permite a los fabricantes de alimentos para mascotas satisfacer los requisitos de adecuación nutricional, cumplir las pautas regulatorias y proporcionar alimentos de alta calidad a los dueños de mascotas.

Los métodos de análisis tradicionales suelen ser lentos y laboriosos. La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) proporciona una alternativa rápida y no destructiva para analizar estos parámetros clave de control de calidad con una preparación mínima de la muestra. Este estudio evalúa el uso de la espectroscopia NIR en la industria de alimentos para mascotas para un control de calidad eficiente y confiable durante la producción de alimentos secos para mascotas.

Figure 1. Analizador NIR OMNIS Sólido

Se analizaron 199 muestras de alimentos secos para mascotas (principalmente alimentos para perros y gatos) de diferentes proveedores en forma entera y molida en un analizador OMNIS NIR Solid (Figura 1). Las muestras se agregaron a un recipiente de muestra OMNIS y se analizaron en modo de reflexión difusa. Para incluir variedad en la muestra, ésta se rotó durante la medición para recolectar espectros de diferentes ubicaciones. Los espectros promediados automáticamente se utilizaron para el desarrollo del modelo. Los valores de referencia se obtuvieron mediante métodos oficiales como ISO 6496 (humedad), ISO 5983 (proteína), ISO 5984 (cenizas) e ISO 6492 (grasa).

Los espectros NIR obtenidos (Figura 2) se utilizaron para crear modelos de predicción para los diferentes parámetros de referencia. Se utilizó un conjunto de validación externa para verificar el desempeño predictivo de los modelos de predicción calculados. Los diagramas de correlación, que muestran la relación entre la predicción NIR y los valores de referencia, se muestran en Figuras 3–10 junto con las respectivas figuras de mérito (FOM).

Figure 2. Espectros NIR de muestras de alimentos para mascotas. Los datos se obtuvieron con un analizador OMNIS NIR Solid. Los espectros que se muestran en azul se han utilizado para calibrar el modelo, mientras que los espectros verdes se han utilizado para la validación.

Resultado de humedad en alimento seco para mascotas (entero)

Figure 3. Diagrama de correlación y los respectivos FOM para la predicción de la humedad en alimentos secos para mascotas (enteros) utilizando un analizador OMNIS NIR Solid. Los puntos azules representan muestras de calibración, los puntos verdes representan muestras utilizadas para validar el modelo.

Resultado de humedad en alimentos secos para mascotas (molidos)

Figure 4. Diagrama de correlación y los respectivos FOM para la predicción de la humedad en alimentos secos para mascotas (molidos) utilizando un analizador OMNIS NIR Solid. Los puntos azules representan muestras de calibración, los puntos verdes representan muestras utilizadas para validar el modelo.

Proteína resultante en alimento seco para mascotas (entero)

Figure 5. Diagrama de correlación y los respectivos FOM para la predicción de proteína en alimento seco para mascotas (entero) utilizando un analizador OMNIS NIR Solid. Los puntos azules representan muestras de calibración, los puntos verdes representan muestras utilizadas para validar el modelo.

Proteína resultante en alimento seco para mascotas (molido)

Figure 6. Diagrama de correlación y los respectivos FOM para la predicción de proteína en alimento seco para mascotas (molido) utilizando un analizador OMNIS NIR Solid. Los puntos azules representan muestras de calibración, los puntos verdes representan muestras utilizadas para validar el modelo.

Grasa resultante en alimentos secos para mascotas (enteros)

Figure 7. Diagrama de correlación y los respectivos FOM para la predicción de grasa en alimentos secos para mascotas (enteros) utilizando un analizador OMNIS NIR Solid. Los puntos azules representan muestras de calibración, los puntos verdes representan muestras utilizadas para validar el modelo.

Grasa resultante en alimento seco para mascotas (molido)

Figure 8. Diagrama de correlación y los respectivos FOM para la predicción de grasa en alimentos secos para mascotas (molidos) utilizando un analizador OMNIS NIR Solid. Los puntos azules representan muestras de calibración, los puntos verdes representan muestras utilizadas para validar el modelo.

Ceniza resultante en alimento seco para mascotas (entero)

Figure 9. Diagrama de correlación y los respectivos FOM para la predicción de cenizas en alimentos secos para mascotas (enteros) utilizando un analizador OMNIS NIR Solid. Los puntos azules representan muestras de calibración, los puntos verdes representan muestras utilizadas para validar el modelo.

Ceniza resultante en alimento seco para mascotas (molido)

Figure 10. Diagrama de correlación y los respectivos FOM para la predicción de cenizas en alimentos secos para mascotas (molidos) utilizando un analizador OMNIS NIR Solid. Los puntos azules representan muestras de calibración, los puntos verdes representan muestras utilizadas para validar el modelo.

Esta nota de aplicación demuestra la viabilidad de utilizar la espectroscopia NIR para el análisis de varios parámetros de calidad de alimentos para mascotas, incluidas proteínas, humedad, grasa y cenizas. Los resultados indican que se pueden obtener errores de predicción más bajos al moler muestras de alimentos para mascotas antes de su análisis. Una comparación entre los diferentes métodos utilizados para el análisis de alimentos para mascotas destaca claramente el importante potencial de ahorro de tiempo que ofrece la espectroscopia NIR (Tabla 1).

Además, la simplicidad del análisis y la disponibilidad de un instrumento precalibrado, utilizando el Precalibración, alimento seco para mascotas, sólido. (6.06008.027), hacen que tanto la implementación como la aplicación de la espectroscopia NIR con OMNIS NIRS sean sencillas.

**Tabla 1.** Visión general del esfuerzo de tiempo para el análisis de diferentes parámetros en alimentos para mascotas mediante métodos tradicionales y espectroscopia NIR.
Parámetro	Estándar	Proceso	Tiempo estimado
Humedad	ISO 6496	Secado al horno	2,5 horas
Proteína	ISO 5983	Método Kjeldahl	4,0 horas
Gordo	ISO 6492	Extracción Soxhlet	4,0 horas
Ceniza	ISO 5984	Incineración	4,0 horas
Humedad, proteínas, grasas, cenizas.	ASTM D6122	espectroscopia NIR	1.0 minuto

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