Analyse de l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux avec le Visum Palm™ portable NIR

L’activité de l’eau (Aw) est une mesure plus précise que la teneur en humidité pour prédire la stabilité microbiologique et la durée de conservation des aliments pour animaux. L’activité de l’eau est définie comme le rapport entre la pression de vapeur de l’eau dans l’aliment et la pression de vapeur de l’eau pure à la même température. Elle est exprimée sur une échelle de 0 à 1, où 1 indique la présence d’eau pure.

Dans les aliments pour animaux, la valeur typique de l’Aw se situe généralement entre 0,2 et 0,7 pour les produits secs, ce qui permet une plus grande stabilité pendant le stockage. Lorsque l’activité de l’eau est supérieure à 0,7, la croissance de micro-organismes tels que les moisissures et les bactéries pathogènes est facilitée.

Il est donc essentiel de maintenir l’activité de l’eau en dessous de 0,70 pour empêcher la croissance microbienne et garantir la sécurité des aliments pour animaux.

^{A gauche : Courbe de régression résultante pour l’Aw – échantillons d’étalonnage (gris) et échantillons de validation (bleu).   À droite : test de permutation de Fisher-Pitman pour déterminer le risque de surajustement du modèle de l’Aw.}

The most common traditional method in the industry for measuring the water content in animal feed is oven drying. This procedure involves the following steps.

• Feed sample: A specified amount of sample is extracted and weighed.
• Drying: The sample is placed in an oven at a constant temperature (usually between 105°C and 110°C) for a certain period of time (usually between 2 and 4 hours).
• Calculation of water content: At the end of drying, the sample is reweighed and the weight loss is calculated as the amount of water evaporated.

This method is widely used due to its accuracy and simplicity, although it is time-consuming, labour-intensive in terms of sampling.

Pour le développement du modèle prédictif de détermination de l’activité de l’eau, nous avons travaillé en étroite collaboration avec un fabricant mexicain d’aliments pour animaux de compagnie. Au total, 345 échantillons d’étalonnage dans la gamme 0,1 – 1 % Aw ont été utilisés, dont 20 % ont été automatiquement séparés par le logiciel Model Builder Visum Master™ pour la validation interne de la méthode NIRS.

Le traitement des données (spectres et références de laboratoire) étant entièrement automatisé, le logiciel exécute et applique lui-même la routine de traitement et les paramétrages les plus appropriés en fonction des données d’entrée. À la fin, il applique automatiquement un test de permutation pour vérifier que le modèle résultant est utile pour l’analyse des échantillons futurs et qu’il n’est pas le produit d’un surajustement, ce qui est également connu sous le nom de risque de surajustement, un indicateur de confiance dans la méthode analytique.

En conséquence, le modèle développé pour prédire l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux a donné un coefficient de corrélation (R²) de 0,96 et une RMSEP (erreur quadratique moyenne de prédiction) de ± 0,04. Cela valide l’utilisation de l’analyseur NIR portable Visum Palm™ comme méthode en temps réel (< 3 secondes) pour déterminer l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux et l’alimentation animale comme une alternative beaucoup plus efficace à la méthode traditionnelle.

Le contrôle de la teneur en eau et de l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux est essentiel pour la sécurité alimentaire, et ce pour plusieurs raisons :

• Prévention de la croissance microbienne : Les micro-organismes ont besoin d’eau libre pour se développer et se reproduire. Une teneur en eau et une Aw trop élevées favorisent le développement d’agents pathogènes tels que Salmonella, E. coli et les moisissures, qui peuvent provoquer des maladies chez les animaux et les humains, puisqu’ils sont liés à la chaîne alimentaire.
• Préservation du produit : Un aliment dont l’activité de l’eau est contrôlée a une durée de conservation plus longue. La croissance microbienne et les réactions chimiques qui provoquent la détérioration des nutriments sont minimisées lorsque l’Aw se situe dans des plages optimales.
• Contrôle des toxines : Une mauvaise gestion de la teneur en eau peut favoriser l’apparition de toxines fongiques, telles que les aflatoxines, qui peuvent être très dangereuses pour les animaux et donc pour la chaîne alimentaire humaine.
• Maintien de la qualité nutritionnelle : Un taux d’humidité adéquat garantit la stabilité des nutriments présents dans les aliments pour animaux. L’oxydation des graisses et la dégradation des vitamines sont accélérées dans des conditions d’humidité élevée, ce qui réduit la qualité nutritionnelle des aliments pour animaux.
• Coûts et efficacité : Une teneur en eau contrôlée réduit les pertes économiques, car les aliments pour animaux sont plus stables pendant le transport et le stockage, ce qui réduit le risque de pertes dues à la contamination ou à la détérioration.

^{Analyseur de poche ou de laboratoire Visum Palm™}

Le contrôle de la teneur en eau et de l’activité de l’eau dans les aliments pour animaux est essentiel non seulement pour maintenir la qualité nutritionnelle des aliments, mais aussi pour garantir la sécurité alimentaire et prévenir les risques liés à la croissance microbienne et à la contamination.

Les méthodes d’analyse traditionnelles telles que le séchage au four fournissent des outils essentiels pour garder ces facteurs sous contrôle, mais elles nécessitent beaucoup de ressources et de temps par rapport à l’analyse de l’activité de l’eau à l’aide de la spectroscopie infrarouge NIRS.

L’analyseur portable Visum Palm™ est capable de prédire l’Aw dans les échantillons d’aliments pour animaux en moins de 3 secondes avec une précision de ± 0,04, contribuant ainsi à une bonne gestion de l’activité de l’eau au cours du processus de production, ce qui est essentiel pour garantir la qualité des aliments pour animaux, la santé des animaux et la durabilité de la production alimentaire. En tant qu’analyseur multiparamétrique portable ou de table (laboratoire), il peut être utilisé simultanément pour déterminer la teneur en eau, en graisses et en fibres, pour ne citer que les paramètres les plus importants dans la production d’aliments pour animaux de compagnie, constituant ainsi un outil fondamental pour des contrôles analytiques et de produits efficaces, même pour les matières premières agroalimentaires.