La evolución de los métodos de análisis de granos y oleaginosas

por Wes Shadow, Global Market Manager for Grain & Processed Food, PerkinElmer, Inc. Applied and Food segment

e estado involucrado en la industria

Hdel grano por más de 30 años. Esto comenzó cuando me incorporé a Perten Instruments, trabajando y administrando el departamento de aplicaciones. Me enfoqué en el desarrollo de la calibración NIR y en apoyar las pruebas de número descendente. Durante ese tiempo, NIR realmente ha crecido hasta ser la técnica de visita para el análisis rápido de alimentos, granos, harina y análisis de piensos.

En 2014, cuando Perten Instruments se convirtió en parte de PerkinElmer, pudimos combinar la experiencia de larga data de PerkinElmer en análisis y desarrollo metodológico con la experiencia de Perten en el mercado de alimentos para ofrecer ahora el conjunto más completo del mundo de soluciones de análisis de alimentos a través de pruebas de seguridad y calidad.

Analizar el grano en todo el flujo de trabajo

Las presiones cada vez más fuertes continúan creando desafíos como regulaciones en constante cambio, mercados cambiantes, fuerzas globales y de la cadena de suministro y cambio climático.

Para tratar de controlar estos residuos tóxicos, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) ha establecido niveles de acción de 20 partes por mil millones (ppb) para micotoxinas en varios tipos de granos. Los límites regulatorios de la UE van tan bajos como 2ppb. Como tal, los contaminantes deben detectarse con tecnologías precisas, sensibles e innovadoras para evitar que surja problemas; desde el silo de grano hasta la cadena de suministro de ingredientes y molienda.

Otro reto al que se enfrenta la industria —y que afecta actividades como las pruebas de micotoxinas— es la necesidad de utilizar a las personas de operaciones —camioneros, operadores de planta etc— para realizar pruebas sensibles. Cuando se tiene que monitorear constantemente estos contaminantes a niveles tan bajos, puede ser difícil, especialmente sin una capacitación e instrumentación adecuadas. Las tiras reactivas rápidas que hacen uso de lectores automatizados manuales han surgido ayudando a personal no científicamente capacitado a llevar a cabo pruebas cruciales de primera línea.

Luego, se pueden realizar pruebas confirmatorias más amplias y profundas con tecnologías más avanzadas, como la cromatografía líquida y LC/MSMS, para brindar soporte completo de flujo de trabajo y detección y confirmación definitivas.

Los granos también están asumiendo un nuevo desafío —a base de plantas— alimentos libres de animales. Granos, legumbres, legumbres y otras fuentes de proteínas y almidón de origen vegetal se están transformando en análogos de carne o se utilizan como insumos para productos cárnicos cultivados.

Nuevos procesos para aislamientos, fracciones y extracciones están ocurriendo a un ritmo muy rápido. Agregue el reciclaje de antiguos productos de “desecho”, y estos nuevos usos están creando nuevos requisitos de rendimiento de ingredientes y, por lo tanto, nuevos tipos de pruebas y evaluaciones.

Finalmente, si realiza un respaldo más allá de los flujos de trabajo individuales a toda la cadena de suministro de granos, un gran desafío es garantizar que los diferentes actores de la cadena de valor obtengan los datos de prueba y análisis que necesitan y desean en cada etapa del viaje del grano.

Aunque existe cierta superposición en las necesidades de datos de los agricultores, comerciantes, procesadores y proveedores de ingredientes, pueden necesitar diferentes rebanadas de información o usarla de diferentes maneras. Comprender los matices de esas diferencias, que también pueden ser regionales, es muy importante para garantizar que nuestras soluciones de prueba de granos realmente satisfagan las necesidades tanto de la industria como de los usuarios individuales en el camino.

A medida que estos desafíos convergen, las pruebas rápidas intuitivas, los flujos de trabajo de alto rendimiento de extremo a extremo y las soluciones de prueba automatizadas son cada vez más vitales para respaldar la integridad de la cadena de suministro y la valoración de granos.

A medida que crece la población mundial, los granos siguen viendo un crecimiento en la demanda. Al mismo tiempo, las actitudes de los consumidores hacia la alimentación, la salud y la sostenibilidad están en constante evolución para incluir más alimentos de origen vegetal, libres de animales, sin gluten y de etiqueta limpia, a medida que los consumidores comienzan a tomar decisiones más ecológicas e impulsadas por la salud. Estas tendencias convergentes ejercen una mayor presión sobre el análisis de granos.

Con los consumidores aumentando sus demandas de alimentos a base de granos más sustentables y limpios, la sustentabilidad en la agricultura y la agricultura también está alterando las cadenas de suministro de granos. A medida que las granjas y los procesadores adoptan métodos más ecológicos para promover la sustentabilidad, surgen varios desafíos. Greener regulatory approaches to pesticide use and its resulting residues can impact yields and overall grain quality. Esto tendrá un efecto en toda la cadena de suministro, impulsando la demanda de herramientas de prueba portátiles, versátiles y precisas para garantizar la trazabilidad en la cadena de suministro y brindar a las partes interesadas plena confianza en sus granos, ingredientes, procesos y resultados en cada etapa.

Como tal, toda la cadena de suministro, desde los agricultores hasta los procesadores, está implementando proactivamente nuevos procesos que se adaptan a los gustos cambiantes de los clientes. Como ejemplo, estamos viendo que más procesadores de alimentos están aprovechando las versátiles tecnologías de pruebas reológicas para obtener una mejor comprensión del rendimiento de los granos y los productos de grano, incluidos los materiales reciclados, lo que permite el desarrollo de productos innovadores.

Estas tecnologías proporcionan una solución para satisfacer el doble Cambiando las tecnologías de prueba

Hay tres categorías principales de análisis en el trabajo: las pruebas de micotoxinas mencionadas, las pruebas de rendimiento y el monitoreo de procesos.

La demanda de granos más especializados -incluyendo 'nuevos' granos viejos, híbridos, fracciones y aislamientos- ha llevado a que los dispositivos que analizan el rendimiento sean más importantes que nunca. Estos dispositivos pueden monitorear de manera efectiva el rendimiento bajo diferentes parámetros de temperatura, cizallamiento y tiempo. Las tendencias de consumo de nuevos productos han aumentado la necesidad de realizar pruebas basadas en reología.

Algunos de los avances tecnológicos más importantes incluyen un innovador análisis de rendimiento basado en reología que se ha vuelto cada vez más importante para proporcionar un análisis preciso y rápido para el desarrollo de nuevos productos, la reformulación, la selección de ingredientes y la optimización de procesos. Estas tecnologías son vitales debido al desarrollo de la próxima generación de alimentos a base de plantas/libres de animales. Esta tecnología se puede utilizar para dar a los científicos conocimientos sobre cómo mejorar mejor los ingredientes para satisfacer la demanda de los consumidores.

Al mismo tiempo, con los márgenes delgados del comercio y procesamiento de granos, el monitoreo de procesos y el control del proceso resultante también son críticos. El monitoreo de procesos de infrarrojo cercano (NIR) en línea y en línea finalmente está experimentando una adopción generalizada. Esto está sucediendo por varias razones.

Primero, las tecnologías más nuevas están demostrando ser lo suficientemente robustas como para ser confiadas durante períodos

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prolongados. En segundo lugar, las capacidades quimiométricas han mejorado constantemente y, finalmente, los propios procesadores han comenzado a darse cuenta del valor de los datos en tiempo real al realizar ajustes de procesamiento y decisiones a mitad de curso.

La implementación de analizadores de procesos, como en línea, también ayuda a reducir el desperdicio en todas sus formas: mano de obra, costo de ingredientes, energía y materiales que obviamente también impacta los márgenes de manera positiva, por lo que esta es una razón fuerte para adoptar la tecnología.

La evolución de los métodos de análisis de granos y oleaginosas

La industria del grano en su conjunto, se ocupa de materias primas a granel y, por lo tanto, requiere pruebas lo suficientemente rápidas para mantenerse al día con el intercambio y procesamiento de materiales. Deben determinar de manera rápida y precisa el valor material para permitir una valoración adecuada y justa.

Por lo tanto, tienen que ser utilizados por personal operacional/no científico también o ser automatizados. En pocas palabras, las técnicas de análisis continúan volviéndose más rápidas, simples, más robustas y más precisas.

Más específicamente, los cambios en las fuentes de granos y plantas —que son necesarios por los consumidores, la sostenibilidad y las demandas del cambio climático— generarán nuevos requisitos de prueba.

Mientras que la industria seguirá dominada por el trigo, el arroz, el maíz, la soja, las legumbres, las legumbres, los granos 'locales' y otros materiales de origen vegetal —mandioca, fruta de gato, etc— verán crecimiento. Estas fuentes se incorporarán a la infraestructura existente pero también requerirán expansión y desarrollo variando según la geografía. Los alimentos de etiqueta limpia y un cambio hacia ingredientes más naturales también requieren métodos de análisis y prueba más extensos, ya que los procesadores se preparan para lidiar con las nuevas matrices de alimentos mencionadas anteriormente. Esto también exige más y diferentes requisitos de prueba.

Por último, la revisión en curso de las preocupaciones de seguridad impulsadas por los nuevos materiales, el cambio climático y los materiales de origen geográfico continuará aumentando la demanda de pruebas de alto rendimiento y alta calidad por parte de laboratorios contratados para las principales preocupaciones de seguridad: patógenos y micotoxinas.

La automatización será el componente principal aquí y continuará aumentando para satisfacer la demanda de flujos de trabajo menos prácticos y proporcionar pruebas más rápidas y precisas con límites de detección más bajos.

Esto también aumentará el rendimiento al proporcionar a los laboratorios soluciones que pueden probar múltiples parámetros en una sola muestra, lo que ayuda a reducir los costos y mejorar los tiempos de respuesta de los resultados.

Acerca del autor:

Wes Shadow es el Gerente de Mercado Global de Grano y Alimentos Procesados como parte del segmento de Alimentos en PerkinElmer, Inc. Después de graduarse de Westminster College en Utah, ha forjado una carrera de 30 años en la industria de pruebas científicas e investigación, sirviendo al mercado mundial de alimentos y granos.

En su papel actual, trabaja para mostrar la cartera “mejor en su clase” de PerkinElmer de análisis de granos y alimentos y soluciones y servicios de prueba para ayudar a garantizar la calidad e inocuidad de los productos a los productores y consumidores.

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