OMNIS NIR Analyzer para la determinación de miel: análisis rápido, confiable y sin reactivos
La miel es un producto natural cuya composición puede variar según su origen botánico, las condiciones climáticas, el procesamiento y el almacenamiento. Para productores, fraccionadores y laboratorios de control de calidad, resulta fundamental monitorear parámetros críticos como la humedad, la composición de azúcares y otros indicadores de calidad.
La espectroscopía en el infrarrojo cercano (NIR o NIRS) se ha consolidado como una alternativa analítica moderna para este tipo de aplicaciones, ya que permite determinar múltiples parámetros de forma rápida, reproducible y sin utilizar reactivos. Además, se adapta tanto a laboratorios de control de calidad como a entornos productivos donde la velocidad de respuesta es un factor clave.
¿En qué se basa la espectroscopía NIR?
La espectroscopía NIR aprovecha la interacción de la radiación electromagnética en la región del infrarrojo cercano con los enlaces moleculares presentes en una muestra. Esta interacción genera una huella espectral característica asociada principalmente a grupos funcionales que contienen enlaces O-H, C-H y N-H, ampliamente presentes en matrices orgánicas como la miel.
A diferencia de otras técnicas que requieren una preparación más elaborada de la muestra, NIR permite obtener información composicional mediante una medición rápida y no destructiva. Mediante el empleo de modelos quimiométricos, los espectros obtenidos pueden correlacionarse con parámetros fisicoquímicos, permitiendo cuantificar múltiples variables a partir de una única medición.
Implementación de aplicaciones con OMNIS NIR Analyzer
Los usuarios pueden implementar rápidamente la tecnología NIR mediante el uso de precalibraciones que pueden adquirirse. Cuando la aplicación requiere una adaptación más precisa a una materia prima o proceso particular, es posible incorporar muestras propias del usuario para optimizar el desempeño del modelo. En estos casos, el departamento de Aplicaciones de Metrohm brinda soporte en el ajuste y ampliación de las calibraciones, e incluso en el desarrollo de nuevos modelos cuando no existe una solución previa disponible.
Desarrollo de modelos para el análisis de miel desde cero
Para la aplicación de NIR en miel, se desarrolló un modelo desde cero. A continuación, se muestran las diferentes etapas de este proceso.
1. Selección de muestras representativas
A partir de un conjunto de muestras de clientes y usuarios, se seleccionaron más de 130 muestras contemplando la máxima variabilidad posible de la matriz, orígenes botánicos, regiones geográficas, y concentraciones de los analitos de interés.
2. Determinación mediante el método de referencia
Las muestras se analizaron mediante métodos de referencia validados: HPLC para la cuantificación de azúcares (glucosa, fructosa, sacarosa, maltosa y turanosa), y la escala de Pfund (comparación visual) para determinar el color. Estos resultados constituyen la base sobre la cual se construyó el modelo predictivo.
3. Adquisición de los espectros NIR
Las mismas muestras se midieron con el OMNIS NIR Analyzer Solid, el reflector pequeño OMNIS NIR de 2 mm, y viales desechables de 28 mm para reflexión. El equipo se controla con el software OMNIS, que permite gestionar los resultados, y controlar otros equipos de Metrohm. OMNIS tiene la versión Stand Alone, para una PC; y Client Server, que permite tener varios usuarios trabajando en simultáneo desde diferentes lugares del mundo. Así, mientras un cliente realiza determinaciones y otro verifica resultados, todas las actividades quedan almacenadas en el servidor, que permite compartir modelos, determinaciones, y protocolos con el resto de los clientes dentro del servidor.
4. Desarrollo del modelo quimiométrico
A través de su software, OMNIS permite generar modelos de cuantificación desde cero, y modificar precalibraciones para adaptarlas a las muestras que se van a medir. Los espectros se correlacionan con los valores de referencia utilizando algoritmos estadísticos multivariados, principalmente regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS). Durante esta etapa se aplican tratamientos matemáticos para optimizar el desempeño del modelo.
5. Validación del modelo
El modelo desarrollado se evalúa utilizando muestras independientes que no participaron de la calibración. Para ello se consideran indicadores como R², SECV, SEV y SEP, que permiten determinar su capacidad predictiva, robustez y precisión.
6. Implementación para el análisis de rutina
Una vez validado, el modelo queda disponible para analizar nuevas muestras. El sistema compara automáticamente el espectro adquirido con la calibración desarrollada y genera el resultado en pocos segundos.
¡Pasen y vean! OMNIS NIR Analyzer
En 2024, Metrohm lanzó el OMNIS NIR Analyzer, una nueva generación de espectrómetros NIR diseñada para simplificar y acelerar las tareas de control de calidad. El equipo está disponible en configuraciones para líquidos, sólidos o una combinación de ambos, y puede automatizarse con un automuestreador, permitiendo adquirir un sistema con las necesidades actuales, y ampliar sus capacidades en el futuro.
La serie OMNIS NIR Analyzer permite analizar muestras líquidas, sólidas y viscosas en menos de 10 segundos. Su sistema de control preciso de temperatura durante las mediciones de líquidos contribuye a maximizar la reproducibilidad y el desempeño de los modelos analíticos, especialmente en matrices sensibles a las variaciones térmicas. Además, su construcción de calidad suiza y su gabinete con protección IP54 brindan la robustez necesaria para laboratorios de rutina y entornos industriales exigentes.
Metrohm integra todas las etapas del trabajo en una única plataforma mediante el software OMNIS. Además de controlar el OMNIS NIR Analyzer y ejecutar las mediciones de rutina, la plataforma OMNIS permite desarrollar, optimizar y validar modelos quimiométricos. Gracias a sus herramientas automatizadas de selección y optimización de calibraciones, el desarrollo de modelos puede realizarse incluso por usuarios sin experiencia avanzada en quimiometría, acelerando la puesta en marcha de nuevas aplicaciones.
La plataforma también facilita la gestión centralizada de datos, la conectividad con sistemas LIMS, la generación de gráficos de tendencias y el cumplimiento de requisitos regulatorios como 21 CFR Parte 11, para entornos de trabajo regulados.
Para procesos en línea, Metrohm ofrece el analizador 2060 The NIR Analyzer, que al estar basado en OMNIS, permite una transferencia directa de los modelos desarrollados en el laboratorio a la línea de producción.
Ventajas de incorporar la tecnología NIR de Metrohm
- Desarrollo simplificado de modelos quimiométricos
- Disponibilidad de precalibraciones
- Determinación simultánea de múltiples parámetros
- Equipo robusto para entornos industriales exigentes
- Medición de sólidos, líquidos y materiales viscosos en un solo equipo
- Transferencia inmediata a control en línea de procesos
- Integración con LIMS y cumplimiento de 21 CFR Parte 11
Aplicaciones más allá de la miel
Aunque la miel constituye un excelente ejemplo por la complejidad y variabilidad de su composición, la espectroscopía NIR se utiliza ampliamente en industrias alimentarias, químicas, farmacéuticas y de materiales para el control de materias primas, productos intermedios y productos terminados.
¿Cómo se miden las muestras con el OMNIS NIR Analyzer?
Algunos ejemplos de aplicaciones son: análisis de aceites, café, alimentos balanceados, polímeros y materias primas farmacéuticas, entre muchas otras.
Conclusión
La espectroscopía NIR se ha convertido en una herramienta estratégica para el control de calidad moderno, permitiendo obtener resultados rápidos, confiables y reproducibles sin recurrir a reactivos ni procedimientos complejos.
En aplicaciones como el análisis de miel, la combinación del OMNIS NIR Analyzer con modelos quimiométricos robustos permite transformar análisis que tradicionalmente requerían técnicas de laboratorio más demandantes en determinaciones rápidas de rutina. Esto contribuye a mejorar la eficiencia operativa, acelerar la toma de decisiones y avanzar hacia laboratorios más sostenibles y digitalizados.
«La espectroscopía NIR se ha convertido en una herramienta estratégica para el control de calidad moderno, permitiendo obtener resultados rápidos, confiables y reproducibles sin recurrir a reactivos ni procedimientos complejos.»
Más información
Metrohm Argentina S.A.
Mail: info@metrohm.com.ar
Tel: 11 3987 1276
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