Analiza aktywności wody w paszy dla zwierząt za pomocą Visum Palm™ portable NIR

Aktywność wody (Aw) jest dokładniejszą miarą niż zawartość wilgoci do przewidywania stabilności mikrobiologicznej i okresu przechowywania paszy. Aktywność wody jest definiowana jako stosunek ciśnienia pary wody w paszy do ciśnienia pary czystej wody w tej samej temperaturze. Jest ona wyrażana w skali od 0 do 1, gdzie 1 oznacza obecność czystej wody.

W paszach dla zwierząt typowa wartość Aw mieści się zazwyczaj w zakresie od 0,2 do 0,7 dla produktów suchych, co pozwala na większą stabilność podczas przechowywania. Gdy aktywność wody jest wyższa niż 0,7, rozwój mikroorganizmów, takich jak pleśnie i bakterie chorobotwórcze, jest ułatwiony.

W związku z tym utrzymanie aktywności wody poniżej 0,70 ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania rozwojowi drobnoustrojów i zapewnienia bezpieczeństwa pasz.

^{Po lewej: Wynikowa krzywa regresji dla Aw – próbki kalibracyjne (szary) i próbki walidacyjne (niebieski) Po prawej: Test permutacji Fishera-Pitmana w celu określenia ryzyka nadmiernego dopasowania modelu Aw.}

Najpopularniejszą w branży tradycyjną metodą pomiaru zawartości wody w paszy dla zwierząt jest suszenie w suszarce. Procedura ta obejmuje następujące kroki:

• Próbka paszy: Określona ilość próbki jest pobierana i ważona.
• Suszenie: Próbka jest umieszczana w piecu w stałej temperaturze (zwykle między 105°C a 110°C) na określony czas (zwykle między 2 a 4 godzinami).
• Obliczanie zawartości wody: Pod koniec suszenia próbka jest ponownie ważona, a utrata masy jest obliczana jako ilość odparowanej wody.

Metoda ta jest szeroko stosowana ze względu na jej dokładność i prostotę, chociaż jest czasochłonna i pracochłonna pod względem pobierania próbek.

W celu opracowania modelu predykcyjnego do oznaczania aktywności wody ściśle współpracowaliśmy z meksykańskim producentem karmy dla zwierząt domowych. Łącznie wykorzystano 345 próbek kalibracyjnych w zakresie 0,1 – 1% Aw, z których 20% zostało automatycznie oddzielonych przez oprogramowanie Model Builder Visum Master™ w celu wewnętrznej walidacji metody NIRS.

Ponieważ przetwarzanie danych (widm i referencji laboratoryjnych) jest w pełni zautomatyzowane, oprogramowanie samo wykonuje i stosuje najwygodniejszą procedurę przetwarzania i parametryzacji zgodnie z danymi wejściowymi. Na koniec automatycznie stosuje test permutacji, aby sprawdzić, czy wynikowy model jest przydatny do analizy przyszłych próbek i czy nie jest wynikiem nadmiernego dopasowania, które jest również znane jako ryzyko nadmiernego dopasowania, wskaźnik zaufania do metody analitycznej.

W rezultacie model opracowany w celu przewidywania aktywności wody w paszy dla zwierząt uzyskał współczynnik korelacji (R²) wynoszący 0,96 i RMSEP (średni kwadratowy błąd przewidywania) wynoszący ± 0,04. Potwierdza to zastosowanie przenośnego analizatora NIR Visum Palm™ jako metody czasu rzeczywistego (< 3 sekundy) do określania aktywności wody w paszy i paszy dla zwierząt jako znacznie skuteczniejszej alternatywy dla metody tradycyjnej.

Kontrolowanie zawartości wody i aktywności wody w paszy dla zwierząt ma zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa żywności z kilku powodów:

• Zapobieganie rozwojowi drobnoustrojów: Mikroorganizmy potrzebują wolnej wody do wzrostu i rozmnażania. Jeśli zawartość wilgoci i Aw są zbyt wysokie, ułatwia to wzrost patogenów, takich jak Salmonella, E. coli i pleśnie, które mogą powodować choroby zarówno u zwierząt, jak i ludzi, ponieważ są one powiązane z łańcuchem pokarmowym.
• Konserwacja produktu: Pasza o kontrolowanej aktywności wody ma dłuższy okres przydatności do spożycia. Wzrost drobnoustrojów i reakcje chemiczne, które powodują pogorszenie jakości składników odżywczych, są zminimalizowane, gdy Aw jest w optymalnych zakresach.
• Kontrola toksyn: Złe zarządzanie zawartością wody może pozwolić na pojawienie się toksyn grzybiczych, takich jak aflatoksyny, które mogą być bardzo niebezpieczne dla zwierząt, a tym samym dla ludzkiego łańcucha pokarmowego.
• Utrzymanie jakości odżywczej: Odpowiedni poziom wilgotności zapewnia, że składniki odżywcze obecne w paszy pozostają stabilne. Utlenianie tłuszczu i degradacja witamin są przyspieszone w warunkach wysokiej wilgotności, co obniża jakość odżywczą paszy.
• Koszty i wydajność: Kontrolowana zawartość wody zmniejsza straty ekonomiczne, ponieważ pasza będzie miała lepszą stabilność podczas transportu i przechowywania, zmniejszając ryzyko strat spowodowanych zanieczyszczeniem lub zepsuciem.

^{Ręczny analizator Visum Palm™ lub analizator laboratoryjny}

Kontrolowanie zawartości wody i aktywności wody w paszy dla zwierząt ma kluczowe znaczenie nie tylko dla utrzymania jakości odżywczej paszy, ale także dla zapewnienia bezpieczeństwa żywności i zapobiegania ryzyku związanemu z rozwojem drobnoustrojów i zanieczyszczeniem.

Tradycyjne metody analizy, takie jak suszenie w piecu, zapewniają niezbędne narzędzia do utrzymania tych czynników pod kontrolą, ale są zasobochłonne i czasochłonne w porównaniu z analizą aktywności wody za pomocą spektroskopii w podczerwieni NIRS.

Przenośny analizator Visum Palm™ jest w stanie przewidzieć Aw w próbkach paszy w czasie krótszym niż 3 sekundy z dokładnością ± 0,04, przyczyniając się do właściwego zarządzania aktywnością wody podczas procesu produkcji, co ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jakości paszy, zdrowia zwierząt i zrównoważonego rozwoju produkcji żywności. Jako ręczny lub stacjonarny (laboratoryjny) analizator wieloparametryczny, może być używany jednocześnie do określania zawartości wilgoci, tłuszczu i błonnika, aby wspomnieć o najważniejszych parametrach w produkcji karmy dla zwierząt domowych, stanowiąc w ten sposób podstawowe narzędzie do skutecznej analizy i kontroli produktów, nawet w przypadku surowców rolno-spożywczych.