La espectroscopía de reflectancia es un método de análisis altamente flexible, que se puede aplicar a una amplia gama de investigaciones y procesos industriales. Con larga data como tecnología principal en la detección remota, la espectroscopía de reflectancia se ha vuelto popular en los mercados industriales como herramienta costo efectiva para medir materiales a fin de optimizar los procesos y administrar los costos.

 

¿Qué es un espectrómetro?

Un espectrómetro es un instrumento que mide la intensidad de la luz como función de la longitud de onda.

 

¿Cómo funciona?

• Se utiliza una red de difracción para separar la luz blanca en sus diferentes longitudes de onda.
• Podemos utilizar un detector para contar la cantidad de fotones que lo impactan.
• Los fotones se convierten en electrones y se almacenan hasta que pase un tiempo determinado.
• Los electrones se convierten en tensión y se les asigna un número digital.

 

 

Formatos espectrales

DN – Recuento de fotones en cada longitud de onda por un tiempo determinado

 

• Reflectancia – relación de la luz reflejada de la muestra dividida la luz total disponible, en general, esto se define a partir de un material sólido.
• Transmitancia – relación de la energía que atraviesa una muestra, comparada con la luz total disponible, en general, un líquido.

 

 

Absorbencia – medición indirecta de la absorción, que utiliza Log [1/T] o Log [1/R], donde T representa las mediciones de transmitancia y R representa las mediciones de reflectancia.

 

¿A qué se denomina alcance de longitud de onda?

La espectroscopía de reflectancia NIR es un método que utiliza la región del infrarrojo cercano del espectro electromagnético (de alrededor de 700 a 2500 nanómetros). Al medir la luz dispersa a través de una muestra, los espectros de reflectancia NIR permiten determinar rápidamente las propiedades de un material sin alterar la muestra.

ASD ha llevado la tecnología NIR un paso más allá con el espectrómetro Goetz, un sistema híbrido que utiliza una combinación de regiones visibles y NIR (Vis/NIR) para incluir longitudes de onda desde 350 nm hasta 2500 nm. Los instrumentos poseen tres espectrógrafos separados optimizados para regiones específicas de longitud de onda. Este diseño posee un excelente rendimiento de luz espuria, alta sensibilidad fotométrica y un rápido tiempo de escaneo que no se obtienen con los instrumentos NIR más tradicionales.

 

 

Ventajas de la espectroscopía de reflectancia

La espectroscopía de reflectancia es una tecnología altamente flexible, ideal para una gran cantidad de aplicaciones.

• Tecnología altamente flexible ideal para una gran cantidad de aplicaciones
• No-destructiva, capaz de examinar superficies irregulares con la misma muestra cuidadosamente preparada.
• Mayor potencia al combinarla con un modelo de calibración
• Análisis de múltiples componentes en un solo escaneo
• Análisis de múltiples componentes en un solo escaneo
• Fácil de operar para personal no químicos
• Portátiles para campo, los espectrómetros NIR son lo suficientemente pequeños como para llevarlos a lugares remotos.
• Seguro, no requiere procedimientos de seguridad adicionales durante su operación

 

El espectrómetro y los sistemas de espectroradiometría de ASD convierten los datos medidos en información accionable para contribuir a optimizar los procesos o mejorar la investigación.

 

Resultados

Los espectros NIR generalmente contienen características que se superponen y no son el resultado de un solo componente. Afortunadamente, el software calcula automáticamente los resultados de los análisis cualitativos o cuantitativos, lo que resulta en una espectrometría NIR muy fácil de usar y de implementar.

 

Análisis cualitativo

Para el análisis cualitativo, una rutina automatizada de búsqueda/concordancia de pico identifica el material presente, comparando el espectro con una biblioteca de materiales conocidos. Esta aplicación puede ser valiosa para la identificación de materia prima y para estudiar la composición de los minerales o de otras muestras naturales complejas.

 

Análisis cuantitativo

El análisis cuantitativo con NIR ofrece resultados muy reproducibles y que, con frecuencia, contribuyen a reemplazar los ensayos de laboratorio que insumen mucho tiempo. El cliente o los servicios del equipo de soluciones SummitCAL de ASD pueden desarrollar calibraciones multivariantes.

 

 

Detectores

Los tres detectores empleados para cubrir la longitud de 350 – 2500 nm de los espectrómetros de alcance completo de ASD son:

 

• VNIR (350-1000 nm) – 512 elementos matriz de fotodiodos de Si cubiertos con un filtro en orden
• SWIR 1 (1001-1830 nm) – Red (grating) holográfica cóncava y un fotodiodo InGaAs con enfriador Two Stage TE
• SWIR 2 (1831-2500 nm) – Red (grating) holográfica cóncava y un fotodiodo InGaAs con enfriador Two Stage TE

 

Los detectores de escaneo de un solo elemento en SWIR garantizan mediciones transparentes en el rango espectral 1001 nm – 2500 nm. Los detectores de un solo elemento eliminan la incertidumbre de “píxeles muertos” faltantes y la necesidad de cubrir los espacios con interpolación y atenuación de datos con instrumentos, empleando los detectores SWIR del arreglo de “estado sólido”.

Grating (red) y detector VNIR

 

Grating (red) de escaneo

 

 

Bandas de absorción NIR

Las características espectrales en la materia orgánica son principalmente el resultado de las uniones con C, H, N y O. Estas características pueden superponerse y, a menudo, no son el resultado de un solo componente. El gráfico a continuación describe las regiones en donde pueden aparecer las características resultantes de estas uniones.

 

 

Análisis espectral

 

 

Con el fin de analizar espectros adecuadamente, debe realizarse una medición inicial. La medición inicial detecta la cantidad de luz total disponible para iluminar la muestra. Esta medición inicial se emplea para normalizar la medición de muestra. Luego, se determina la relación de la medición inicial con la luz reflejada de la muestra, que elimina las características espectrales comunes a ambas, lo que resulta en un espectro de las características espectrales únicamente inherentes al material de la muestra.

Realizamos una relación del material descendente (downwelling) y la energía reflejada de la muestra utilizando los números digitales (DN) para calcular los valores de reflectancia/transmisión.

 

 

La relación de la energía reflejada del panel de reflectancia con la energía reflejada de la muestra crea un espectro de reflectancia.

 

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NIR y viticultura

El valor de NIR para la viticultura

• Las técnicas espectroscópicas pueden emplearse como método de infrarrojo cercano (NIR) para determinar los indicadores fisiológicos del plan de riego de acuerdo con la demanda de agua para la vid, en lugar de depender del clima y/o de las mediciones de la humedad del suelo, que no tienen en cuenta a la planta al momento de la evaluación.
• La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR) puede utilizarse para el análisis de clorofila en las hojas de vid, el contenido de azúcar, los nutrientes y los carbohidratos.
• Se ha demostrado que NIR puede utilizarse como herramienta para medir las propiedades físicas, como firmeza, elasticidad y resistencia al tacto en lotes de uvas Cabernet Franc (LeMoigne et al., 2008)
• El método basado en espectroscopía NIR fue utilizado para discriminar la maduración, los efectos de las parcelas, para predecir las fases de maduración y el tipo de parcela (LeMoigne et al., 2008)
• Las investigaciones de bayas de uva entera empleando un espectrómetro NIR han demostrado que éste podría tener un uso potencial en la báscula de puente o para el análisis en el campo de antocianina total (color), TSS y pH (Cozzolino et al., 2004).
• Algunos estudios han revelado el potencial de la espectroscopía NIR para predecir la concentración y monitorear la extracción y evolución de los compuestos fenólicos durante la fermentación del vino tinto (Cozzolino et al., 2006)

 

Uso de quimiometría (análisis multivariante) para predecir las propiedades en la viticultura

• Modelación cuantitativa de datos (Indico® Pro Spectral Acquisition Software incluido y configurado para operar con LabSpec y FieldSpec de ASD; aplicaciones GRAMS)
• Uso de análisis de regresión para correlacionar distintos métodos de laboratorio con la reflectancia NIR
• Creación de predictores para múltiples componentes, por ejemplo: azúcar/Brix; clorofila; carbohidratos; potencial de agua de la vid (para el plan de riego, etc.)
• Realice múltiples predicciones con una sola medición

 

 

ASD ha sido una empresa pionera en la ciencia de la espectroscopía de campo desde hace más de 25 años y continúa liderando la industria con los espectroradiómetros NIR portátiles para campo más confiables del mundo.

 

 

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NIR y Petrología

“La Petrología es el estudio de las rocas, que describe sus características, como composición, textura, estructura, ocurrencia y distribución, y determina las condiciones y los procesos que contribuyeron a su formación”. [5]

 

El valor de los espectrómetros de rango completo para la Petrología:

• “Los espectros, tal como sucede con las huellas dactilares en los seres humanos, pueden emplearse para buscar materiales con un espectro similar y para investigar la composición de los mismos”. [7]
• “La reflectancia difusa (DSR, por su sigla en inglés) se ha empleado como una exitosa herramienta geológica para identificar las fases minerales de las rocas y los sedimentos. El método es no destructivo, rápido y relativamente económico”. [4]
• “Las propiedades de dispersión dependen de la longitud de onda y pueden variar significativamente a lo largo del rango espectral VIS-NIR. En particular, la función de fase de un material granular se ve afectada tanto por la absorbencia como por la estructura externa e interna de los granos, desde la escala milimétrica hasta la escala de longitud de onda.” [6]
• “La espectroscopía de reflectancia puede brindar información valiosa sobre la intensidad metamórfica de las rocas que contienen mica blanca, especialmente en secuencias de bajo grado, donde existe la escasez de indicadores convencionales de grado metamórfico. Más aún, esta información puede obtenerse con espectrómetros de campo portátiles”. [1]
• “El principal beneficio de utilizar el espectrómetro de campo ha sido la posibilidad de brindar información pertinente para comprender las variaciones en mineralogía y, por consiguiente, en los tipos de roca en un lugar determinado. Esta información ha sido decisiva para decidir la estrategia general de exploración. Al incorporar las estimaciones de los tipos de roca y su distribución, el equipo de geología y geomorfología logró mejorar su entendimiento de la geología regional y de la historia de los accidentes geográficos presentes en el campo”. [3]

 

La solución:

Los espectrómetros TerraSpec® de ASD son instrumentos portátiles que poseen un diseño óptimo de relación señal/ruido para mediciones más rápidas y una amplia cobertura espectral de 350-2500 nm para determinar una serie de importantes parámetros geológicos.

ADS ofrece distintas configuraciones de instrumentos y muchas opciones de accesorios para distintos enfoques de muestreo y configuración bajo los escenarios de medición más convenientes y productivos.

 

Los instrumentos ASD ofrecen una solución práctica para aplicaciones de Petrología.

El analizador de minerales TerraSpec 4 puede utilizarse en el campo o en el laboratorio; mide con precisión una amplia gama de muestras geológicas, incluida la arcilla y otros minerales de alteración. La elevada relación de señal/ruido de este espectrómetro permite medir incluso rocas oscuras con abundante contenido de minerales de silicato de hierro.

 

 

Identificador de minerales TerraSpec Halo

El identificador de minerales TerraSpec Halo es un espectrómetro de rango completo integrado (350-2500 nm), que mide las regiones infrarrojas visibles y de onda corta. Halo incluye un GPS integrado que produce información compatible con GIS, grabador de audio y estándar interno de longitud de onda que permite un funcionamiento simple y el monitoreo eficiente del estado del instrumento. También incluye un software de avanzada propietario de ASD para la identificación de hasta siete minerales incluidos en una muestra natural en el campo o en el laboratorio con un solo clic.

• Extensa biblioteca espectral con múltiples ejemplos de minerales, totalmente validada para garantizar una identificación exacta.
• Predicciones de múltiples minerales, niveles de confianza y escalares espectrales que permiten monitorear los cambios en cristalinidad, las variaciones sutiles en la composición y los patrones de alteración asociados en los gradientes geoquímicos y geotérmicos.

 

Ideal para aplicaciones de Petrología:

• Solución portátil para campo
• No destructiva
• Independiente del tamaño de partícula
• Mínima o ninguna preparación de la muestra
• Mediciones en tiempo real simples, rápidas y costo efectivas (análisis de datos en el campo)
• Registro digital del instrumento, los procesos se pueden automatizar
• Relación de la mineralogía a nivel del afloramiento con la observada en
• las imágenes multi e hiperespectrales de detección remota.

 

 

Halo Manager, el software de escritorio, permite la configuración del instrumento TerraSpec Halo, la visualización de los resultados de identificación espectral y de minerales y la exportación de datos a programas de software externos como el software de análisis mineral The Spectral Geologist (TSG®) Pro de AusSpec.

• Las coordenadas de GPS y la identificación de minerales pueden exportarse a ENVI® y GIS.

 

Referencias

1. Duke, E.F., y Lewis, R.S. (2010). Near infrared spectra of white mica in the Belt Supergroup and implications for metamorphism. American Mineralogist, 95, 908-920. doi: 10.2138/am.2010.3281
2. Duke, E.F. (2016). NIR, Metamorphic Petrology & Remote Sensing [Video Webinar]. Extraído de http://www.asdi.com/learn/resources/videos/nir-metamorphic- petrology-and-remote-sensing.
3. Gazis, P., Newsom, H.E., & Stoker, C. (2001). Geological characterization of remote field sites using visible and infrared spectroscopy. Journal of geophysical research, 106(E4), 7683-7711.
4. Hubbard, M. (2003, noviembre). Application of VIS/NIR spectral reflectance in sourcing and recognition of heat-treatment in cherts. En la Seattle Annual Meeting de 2003 .
5. Memorial University of Newfoundland (MUN). (2014, 2 de septiembre). Petrology and Mineralogy. Extraído de http://www.mun.ca/earthsciences/Research/Areas_of_ Research/Petrology.php.
6. Pilorget, C., Fernando, J., Ehlmann, B. L., Schmidt, F., & Hiroi, T. (2016). Wavelength dependence of scattering properties in the VIS–NIR and links with grain-scale physical and compositional properties. Icarus, 267, 296-314.
7. Qiu, J.T., Li, P.J., Yu, Z.F., & Li, P. (2015). Petrology and Spectroscopy Studies on Danxia Geoheritage in Southeast Sichuan Area, China: Implications for Danxia Surveying and Monitoring. Geoheritage, 7(4), 307-318.

 

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Elaboración de cerveza y producción de etanol

 

“El proceso de elaboración de cerveza consta de varios pasos: molienda, maceración de la malta, cocción, filtrado previo, obtención del mosto, fermentación, maduración, filtrado y envasado. La fermentación es crítica para la calidad final de la cerveza debido a que varios factores (temperatura, pH, composición de azúcares, tipo de levadura) pueden afectar un gran número de parámetros de calidad.” (Aernouts et al., 2013)

 

El valor de NIR y los espectrómetros de rango completo:

• “El análisis de la respuesta espectral de vegetación a través de detección remota podría constituir un medio válido para investigar y definir rápidamente la condición fitosanitaria y nutricional general.” (Fluvià, 2015)
• Las mediciones NIR han demostrado ser útiles para la fitocultura y el monitoreo de la maduración de cultivos con fines de análisis de detección. (Halsey, 1987)
• Se puede utilizar NIR para las pruebas de control de calidad de materias primas (cebada, malta, lúpulo, levadura), productos intermedios y productos terminados (Valeria et al., 2012)
• Se ha aplicado un análisis NIR convencional en lúpulo sobre muestras de terreno, para analizar parámetros de humedad, ácidos α, ácidos β, aceite de lúpulo y la predicción del índice de almacenamiento del lúpulo (Halsey, 1987)
• El etanol puede elaborarse de muchas fuentes distintas de almidón, que incluyen maíz, trigo, cebada y papas. La tecnología NIR ha posibilitado medir directamente la composición de estos ingredientes crudos y predecir el rinde del etanol (Fluvià, 2015)
• La tecnología NIR constituye una herramienta útil para medir la composición de granos de destilerías que se utilizan como alimento para animales (ASD Inc., 2009)
• La utilización de NIR ha permitido establecer que las muestras de cerveza pueden distinguirse claramente en relación con su estadio de envejecimiento (Ghasemi-Varnamkhasti et al., 2012)

 

Uso de quimiometría (análisis multivariante) para el desarrollo de calibraciones cuantitativas de las propiedades asociadas a la elaboración de cerveza y producción de etanol:

• Las calibraciones multivariantes se pueden desarrollar a fin de proporcionar una serie de características composicionales o de procesamiento.
• Análisis cuantitativo en tiempo real que emplea calibraciones configuradas para operar con el analizador LabSpec® de ADS (GRAMS IQ; The Unscrambler®).
• Uso de análisis de regresión para correlacionar distintos métodos de laboratorio con la reflectancia NIR
• Es posible desarrollar calibraciones para todas las partes del proceso de fermentación: humedad, contenido proteico y de almidón (recepción del grano), calidad y proteína de la malta (maceración de la malta), carbohidratos totales, carbohidratos fermentables, parámetros del mosto (filtrado previo), azúcares solubles, contenido ácido (fermentación), contenido de azufre, humedad, proteína, fibra (subproducto para elaboración de alimento para animales)
• Realice múltiples análisis con una sola medición.

 

 

 

ASD ha sido una empresa pionera en la ciencia de la espectroscopía de campo desde hace más de 25 años y continúa liderando la industria con los analizadores NIR portátiles para campo más confiables del mundo.

 

La solución:  

Los espectrómetros de ASD poseen un diseño de elevada relación señal/ruido para una óptima sensibilidad y velocidad, junto con un rango espectral de 350-2500 nm, que resultan ideales para la medición de varios parámetros importantes de composición y de procesamiento.

Los instrumentos de ADS constituyen una solución práctica para la determinación de las propiedades involucradas en la elaboración de cerveza y producción de etanol.

 

LabSpec® 4 ofrece rendimiento de laboratorio en un diseño robusto y portátil apto para el análisis de sobremesa o el transporte al lugar de la muestra.

Muglight está diseñado para el análisis de materias primas que requieran mediciones de reflectancia y absorbancia.

Rapid Analysis Probe está diseñado para la recolección espectral de polvos y otros materiales de granos finos.

 

Ideal para la elaboración de cerveza y producción de etanol:

• Solución portátil; apto para laboratorio y línea de producción
• No invasivo y no destructivo
• Mediciones en tiempo real simples, rápidas y costo efectivas (datos y análisis en el campo)
• Mínima o ninguna preparación de la muestra

 

Referencias

ASD Inc. (2009). Distillers Grain Sulfur and Moisture Modeled using LabSpec 5000. Boulder, CO: Dan Shiley.

Fluvià, S. (2015, 26 de octubre). NIR techniques and chemometric data analysis applied to food adulteration detection. Extraído de http://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/78402/memoria.pdf

Ghasemi-Varnamkhasti, M.; Mohtasebi, S.; Rodriguez-Mendez, M.; Gomes, A.; Araújo, M.; Galvão, R. (2012), Screening analysis of beer ageing using near infrared spectroscopy and the Successive Projections Algorithm for variable selection. Talanta(89), 286-291. doi: 10.1016/j.talanta.2011.12.030

Grassi, S.; Amigo, J M.; Lyndgaard, C.B.; Vigentini, I.; Casiraghi, E. (2013, June). Monitoring beer fermentation by using FT-NIR spectroscopy. Paper presented at NIR2013 Proceedings; A1-Agriculture and Environment, La Grande-Motte, France (pp. 79-81).

Halsey, S. (1987). Near infrared reflectance analysis of whole hop cones.

Journal of the Institute of Brewing(93), 399-404. doi: 10.1002/j.20500416.1987.tb04526.x

Valeria, S; Marconi, O.; Perretti, G. (2012). Near-infrared Spectroscopy in the Brewing Industry. Critical Reviews in Food Science and Nutrition(55), 1771-1791. doi: 10.1080/10408398.2012.726659

 

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NIR y la industria láctea

El valor de NIR en la industria láctea

• “La espectroscopía del infrarrojo cercano (NIR, por su sigla en inglés) se ha utilizado para medir los componentes de varios productos lácteos como leche, leche en polvo, suero y queso” (Tsenkova et al.,
• 1999)
• “La composición de la leche elaborada posee gran valor para el productor lácteo. Determina el valor económico de la leche y proporciona información valiosa sobre el metabolismo del ganado vacuno en cuestión. Los espectros de transmitancia Vis/NIR de las muestras de leche han revelado predicciones exactas de grasas y proteínas crudas (R2 > 0,90) y predicciones de lactosa útiles (R2 = 0,88).” (Aernouts et al., 2011)
• “El contenido de los componentes principales (grasas, proteínas, y carbohidratos) constituye uno de los factores importantes para la calidad de la leche en polvo. La espectroscopía NIR constituye un método viable para la determinación de los componentes de la leche en polvo con base en los espectros NIR.” (Wu et al., 2008)
• “…los predictores basados en escáneres NIR brindan resultados más confiables que los predictores basados en el envejecimiento del contenido de los aminoácidos libres importantes para la maduración del queso.” (Freten et al., 2007)
• “Los laboratorios gubernamentales u oficiales que se dedican al control de calidad de productos lácteos puede utilizar NIRS como método de detección para el análisis rápido de la composición de muestras desconocidas. Además, NIRS permite determinar parámetros de calidad que en el pasado ninguna correlación directa con métodos físicos y químicos permitía hacerlo.” (Burns y Ciurczak, 2007)

 

Uso de la quimiometría (análisis multivariante) para el desarrollo de calibraciones cuantitativas de las propiedades lácteas:

• Las calibraciones multivariantes se pueden desarrollar a fin de proporcionar una serie de características composicionales o de procesamiento.
• Análisis cuantitativo en tiempo real que emplea calibraciones configuradas para operar con el analizador LabSpec® de ADS (GRAMS/AI, PLSplus/ IQ; The Unscrambler®)
• Uso de análisis de regresión para correlacionar distintos métodos de laboratorio con la reflectancia NIR
• Las calibraciones se pueden crear para múltiples componentes como: materia seca, contenido graso (tal como está), contenido graso (como materia seca), contenido de agua del queso libre de grasa, determinación de proteínas totales, lactosa, humedad.
• Realice múltiples análisis con una sola medición

 

 

La solución:  

Los instrumentos de espectroscopía óptica de ADS ofrecen el valor agregado de la portabilidad, con un diseño óptimo de relación señal/ ruido para mediciones más rápidas y una amplia cobertura espectral de 350-2500 nm para una serie de opciones de detección de propiedades químicas. ADS ofrece distintas configuraciones de instrumentos y muchas opciones de accesorios para distintos enfoques de muestreo y configuración bajo los escenarios de medición más convenientes y productivos.

Los instrumentos ADS brindan una solución práctica para la determinación de mediciones de la composición y el análisis de propiedades en la industria láctea.

 

LabSpec® 4 ofrece rendimiento de laboratorio en un diseño robusto y portátil apto para el análisis de sobremesa o el transporte al lugar de la muestra.

Muglight está diseñado para el análisis de materias primas que requieran mediciones de reflectancia y absorbancia.

Rapid Analysis Probe está diseñado para la recolección espectral de polvos y otros materiales de granos finos.

 

Ideal para aplicaciones lácteas:

• Solución portátil
• No invasiva y no destructiva
• Mediciones en tiempo real simples, rápidas y costo efectivas (datos y análisis en el campo)
• Mínima o ninguna preparación de muestras
• Mínimo o ningún desperdicio de muestras

 

Referencias

Aernouts, B.; Polshin, E.; Lammertyn, J.; Saeys, W. (2011). Visible and near-infrared spectroscopic analysis of raw milk for cow health monitoring: Reflectance or transmittance? Journal of Dairy Science, 94: 5315-5329. doi: 10.3168/jds.2011-4354.

ASD Inc. (2010). Cheese Calibration Development using LabSpec 5000. Boulder, CO: Dan Shiley.

Burns, D.A., y Ciurczak, E.W. (2008). Use of NIRS in the Dairy Industry, In: Handbook of Near-Infrared Analysis (3rd ed.). Boca Raton, FL: Taylor & Francis Group, LLC.

Feten, G.; Skeie, S.; AlmØy, T.; Østlie, H.; Isaksson, T. (2007). Using NIR spectroscopy for the prediction of free amino acids during cheese ripening. NIR News, 18(1): 4-5. doi:10.1016/j.idairyj.2005.03.008.

Tsenkova, R.; Atanassova, S.; Toyoda, K.; Ozaki, Y.; Itoh, K.; Fearn, T. (1999). NearInfrared Spectroscopy for Dairy Management: Measurement of Unhomogenized Milk Composition. Journal of Dairy Science, 82(11): 2344-51. doi:10.3168/jds.S00220302(99)75484-6.

Wu, D.; He, Y.; Feng, S. (2008). Short-wave near-infrared spectroscopy analysis of major compounds in milk powder and wavelength assignment. Analytica chimica acta, 610(2): 232-42. doi: 10.1016/j.aca.2008.01.056.

 

 

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NIR y proteínas

El valor de los espectrómetros de rango completo para el análisis de las proteínas:

 

La tecnología del infrarrojo cercano (NIR) es confiable

• “En los últimos 30 años, la espectroscopía por reflectancia de infrarrojo cercano (NIR) demostró ser una de las herramientas más eficaces y avanzadas para calcular los atributos de calidad en la carne y en los productos cárnicos”. [6]
• “Varias aplicaciones de NIR demostraron su capacidad para predecir la composición química de la carne y para brindar información acerca de las distintas uniones moleculares y ultraestructura tisular.” [4]

 

La tecnología NIR es portátil

• Los sistemas NIR de ASD pueden utilizarse en donde sea necesario realizar una medición. Los sistemas pueden emplearse en el laboratorio, en la faena o en la planta de producción.

 

NIR ofrece mediciones en tiempo real simples, rápidas y costo efectivas

• “La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS) ha sido desarrollada y aplicada en el control de calidad de productos cárnicos, dado que es una técnica rápida, no destructiva y segura que resulta útil para realizar análisis de forma simultánea. [3]
• Los espectros del espectrómetro Vis-NIR de ASD brindan información útil para predecir las características físicas o sensoriales en muestras cárnicas. [6]

 

NIR no es destructiva

• El uso de NIR en salmónidos permitió la medición directa de peces vivos. Los investigadores descubrieron que, durante las operaciones de cosecha, la tecnología NIR resultó ser una herramienta rápida y de elevado rendimiento que permitió la medición de las características de composición de modo no destructivo. Esto facilitó la toma de decisiones operativas clave relacionadas al tiempo de cosecha, los métodos de procesamiento, la clasificación del producto y la selección del cultivo. La tecnología NIR demostró ser exitosa para medir la grasa, humedad y otras características importantes. [2]

 

Quimiometría (análisis multivariante) empleada para medir modelos cuantitativos:

• Adquirir y analizar espectros NIR y crear modelos para las características de calidad, fisicoquímicas y sensoriales de las proteínas: calorías [5], colágeno, colesterol [5], humedad, proteínas, grasas [5], ácidos grasos [6], PH del músculo entero y de la carne, tonalidad de la carne, determinación de color [6] (contenido de agua en la carne, concentración de mioglobina), pérdidas durante el descongelado y la cocción [4], terneza/dureza sensorial.

 

Realice múltiples análisis con una sola medición

• El software The Unscrambler® de CAMO y GRAMS IQ™ Spectroscopy Software Suite de Thermo Fisher Scientific pueden utilizarse para desarrollar modelos de calibración cuantitativa de fácil manejo con el analizador LabSpec® de ASD para predicciones en tiempo real.
• Las calibraciones multivariantes se pueden desarrollar a fin de predecir una serie de características composicionales o de procesamiento.
• Se pueden emplear análisis de regresión para observar las correlaciones de los datos analíticos entre las variables.

 

 

 

La solución:

Los espectrómetros de ASD poseen un diseño de elevada relación señal/ruido para una óptima sensibilidad y velocidad, junto con un rango espectral de 350-2500 nm, que resultan ideales para la medición de varios parámetros importantes de procesamiento.

ADS ofrece distintas configuraciones de instrumentos y muchas opciones de accesorios para distintos abordajes de muestreo y configuración bajo los escenarios de medición más convenientes y productivos.

 

LabSpec® 4 ofrece un rendimiento a nivel laboratorio en un diseño portátil y robusto, ideal para el análisis de sobremesa o para transportarlo al lugar de la muestra. Se utiliza para aplicaciones cuantitativas.

Contact Probe: Está diseñado para mediciones de contacto de materias primas sólidas.

Muglight está diseñado para el análisis de materias primas que requieren mediciones de reflectancia y absorbancia.

 

Ideal para el análisis de proteínas:

• Confiable
• Solución portátil; apta para laboratorio y línea de producción
• Mediciones en tiempo real simples, rápidas y costo efectivas
• No destructiva
• Múltiples análisis con una sola medición

 

Referencias

1. ASD Inc. (2010). Evaluation of Pork Meat using LabSpec® 5000. Boulder, CO: Dan Shiley.
2. Brown, M. R., Kube, P. D., Taylor, R. S., & Elliott, N. G. (2014). Rapid compositional analysis of Atlantic salmon (Salmo salar) using visible-near infrared reflectance spectroscopy. Aquaculture Research, 45(5), 798-811.
3. De Marchi M., Berzaghi P., Boukha A., Merisola M., y Gallo L. (2007). Use of near infrared spectroscopy for assessment of meat quality traits. Ital. J. Anim. Sci. 6(Supl. 1):421–423.
4. De Marchi, M., Penasa, M., Battagin, M., Zanetti, E., Pulici, C., y Cassandro, M. (2011). Feasibility of the direct application of near-infrared reflectance spectroscopy on intact chicken breasts to predict meat color and physical traits. Poultry Science. 90(7): 1594-1599. doi:10.3382/ps.2010-01239
5. Kandaswamy, J., Apple, J. K., & Bajwa, S. G. (2005). Ability of Near-Infrared Reflectance Spectroscopy to Predict Fat, Cholesterol, and Caloric Content of Fresh and Cooked Ground Beef. En: Arkansas Animal Science Department Report 2005.
6. Prieto, N., Ross, D. W., Navajas, E. A., Nute, G. R., Richardson, R. I., Hyslop, J. J., Simm, G., & Roehe, R. (2009). On-line application of visible and near infrared reflectance spectroscopy to predict chemical–physical and sensory characteristics of beef quality. Meat Science, 83(1), 96-103.

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