Analyse des grains et du blé
par Naciye Sari, ingénieur chimiste, Bastak, Turquie
Ces dernières années, la demande de technologies rapides, fiables et respectueuses de l’environnement dans les processus de production et d’analyse des denrées alimentaires n’a cessé d’augmenter. En conséquence, diverses technologies innovantes ont été développées pour remplacer les méthodes traditionnelles.
La dépendance des méthodes traditionnelles à l’égard de l’équipement, de l’utilisation de produits chimiques et des analystes experts, ainsi que le fait qu’elles prennent beaucoup de temps, ont stimulé l’intérêt pour ces solutions innovantes. Parmi ces solutions, la spectroscopie dans le proche infrarouge (NIR) s’est imposée comme une technologie puissante et efficace.
Comprendre la spectroscopie
La spectroscopie est le processus de mesure et d’interprétation du rayonnement électromagnétique absorbé ou émis par les atomes, les molécules ou les ions lors des transitions entre leurs niveaux d’énergie. Dans ce contexte, les analyses spectroscopiques sont des méthodes instrumentales qui examinent les propriétés des substances telles que l’absorption, la transmission ou la réflexion de la lumière.
La spectroscopie NIR est basée sur l’interaction de la lumière avec la matière. Le rayonnement électromagnétique dans la gamme de longueurs d’onde de 780 à 2500 nm induit des vibrations moléculaires. Plus précisément, les vibrations de liaisons telles que O-H, N-H et C-H fournissent des informations sur les propriétés chimiques et physiques des grains. La spectroscopie NIR établit une corrélation entre les attributs de qualité des échantillons alimentaires et l’absorption de la lumière dans une gamme spécifique de longueurs d’onde du spectre électromagnétique. Les analyses permettant d’interpréter cette corrélation ont permis l’utilisation courante de la technologie NIR dans les analyses physiques et chimiques des produits alimentaires et agricoles.
La spectroscopie NIR est devenue un élément indispensable des processus modernes de contrôle de la qualité, en particulier pour l’analyse du blé et des céréales. Cette technologie permet aux secteurs agricole et alimentaire d’effectuer des analyses rapides et fiables sans utiliser de produits chimiques. Améliorant l’efficacité de la sécurité alimentaire et de la gestion de la qualité, les dispositifs NIR peuvent être utilisés aussi bien en laboratoire que sur le terrain.
Principaux composants
- Source lumineuse : Génère de la lumière infrarouge et la dirige vers l’échantillon.
- Cellule d’échantillonnage : Contient des échantillons solides ou liquides.
- Détecteur : Il mesure la lumière réfléchie ou transmise.
- Spectromètre : Produit le spectre d’absorption.
- Logiciel : Analyse les données et calcule le contenu chimique et les propriétés physiques.
Processus d’analyse
- Préparation de l’échantillon : Les grains de blé ou les échantillons broyés sont placés dans le compartiment d’échantillonnage de l’appareil. L’absence de préparation spéciale rend le processus très pratique.
- Balayage spectral : Une lumière proche de l’infrarouge est dirigée vers l’échantillon. La lumière réfléchie ou absorbée par l’échantillon génère un spectre basé sur sa structure moléculaire.
- Étalonnage et modélisation : Les variations des données spectrales sont analysées à l’aide de molécules de référence créés à partir de tests de laboratoire antérieurs.
- Interprétation des résultats : Les résultats quantitatifs pour des paramètres tels que les protéines, l’humidité, le gluten et l’indice de sédimentation sont communiqués en quelques secondes.
Dans une étude réalisée avec un analyseur NIR, des échantillons de blé provenant de différentes régions de Turquie ont été analysés. En quelques secondes, des paramètres tels que la teneur en gluten, la teneur en protéines, le taux d’humidité, la teneur en cendres et les valeurs de sédimentation de Zeleny ont été mesurés.
Avec son écran tactile intuitif, son capteur à barrettes de diodes de nouvelle génération et la possibilité d’analyser à la fois la farine et le grain à l’aide de la même coupelle, l’analyseur s’est avéré rapide et convivial. Au cours de l’étude, les propriétés physicochimiques des échantillons de blé et la teneur en protéines des génotypes de blé ont été comparées à l’aide de la méthode NIR.
Les teneurs en protéines mesurées par la méthode Kjeldahl allaient de 10,21 % à. 16,34 % tandis que celles obtenues par la méthode NIR se situaient dans une fourchette de 10,34 % à 16,57 %. Les échantillons prélevés dans différentes régions pour un même génotype de blé présentaient des niveaux de similitude variables entre les valeurs protéiques obtenues par les deux méthodes.
La précision des résultats des mesures pour les deux méthodes s’est avérée élevée (r=0,91), ce qui indique une forte corrélation dans l’analyse. Cela démontre que la spectroscopie NIR est une méthode fiable pour déterminer la teneur en protéines du blé.
