Jason Pierce
Presidente de StellarNet, Inc.
A medida que los fabricantes de alimentos para mascotas amplían su gama de ingredientes y diversifican sus redes de proveedores, garantizar una calidad constante de las materias primas se ha convertido en un reto cada vez mayor. Aunque los certificados de análisis (COA) y los métodos de laboratorio tradicionales siguen siendo esenciales, muchos programas de calidad están incorporando análisis espectroscópicos rápidos para comprender mejor la variabilidad de los ingredientes antes de que comience la producción.
Las fórmulas de alimentos de alta gama para mascotas suelen incluir proteínas, cereales, aceites, vitaminas, ingredientes botánicos, probióticos e ingredientes especiales procedentes de múltiples proveedores y regiones geográficas. Incluso cuando los materiales entrantes cumplen las especificaciones establecidas, la variación natural en las condiciones de cultivo, los métodos de procesamiento, el contenido de humedad y el tamaño de las partículas puede influir en el rendimiento de la fabricación.
Para los equipos de calidad, el reto ya no consiste simplemente en confirmar que un ingrediente es lo que el proveedor afirma. Cada vez más, el objetivo es comprender el grado de uniformidad en el rendimiento de ese ingrediente de un envío a otro.
La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) se ha convertido en una de las diversas herramientas analíticas que respaldan ese objetivo. Utilizada junto con métodos de laboratorio consolidados, proporciona información rápida y no destructiva que puede ayudar a identificar una variabilidad inusual en los ingredientes antes de que los materiales pasen a la fase de producción.
Photo Credit : Stephanie Boxel, StellarNet Inc.
Por qué es importante la variabilidad de los ingredientes
Pequeñas diferencias en las materias primas pueden influir de manera significativa en la fabricación. Los cambios en la humedad, el tamaño de las partículas, la composición proteica o los métodos de procesamiento pueden afectar a:
- El rendimiento de la extrusión
- textura del producto
- La consistencia de la humedad
- La uniformidad entre lotes
- El aspecto del producto acabado
- Eficiencia de producción
Muchas de estas diferencias son difíciles de detectar únicamente mediante inspección visual. Las mediciones espectroscópicas aportan una capa adicional de información al evaluar la huella espectral global de un material, en lugar de basarse únicamente en el aspecto o la documentación.
Más allá de los análisis de identidad
Tradicionalmente, la inspección de entrada se ha centrado en confirmar la identidad de los ingredientes y verificar la documentación de los proveedores.
El cribado espectroscópico rápido permite a los equipos de calidad plantearse preguntas adicionales:
- ¿Se parece este envío a los lotes aprobados anteriormente?
- ¿Hay algún proveedor que presente una mayor variabilidad que otro?
- ¿Están empezando a aparecer cambios estacionales?
- ¿Es necesario someter este envío a una evaluación de laboratorio adicional antes de su liberación?
Las respuestas no sustituyen a los métodos analíticos establecidos. En cambio, pueden ayudar a los profesionales de la calidad a determinar en qué casos una investigación adicional puede aportar el mayor valor.
Lo que muestran las investigaciones publicadas
La espectroscopia del infrarrojo cercano (NIR) se lleva utilizando en el análisis de alimentos y productos agrícolas desde hace más de medio siglo. Hoy en día, los investigadores están ampliando esos mismos principios analíticos más allá del análisis rutinario de la composición para incluir la autenticación de ingredientes, la verificación de proveedores y la clasificación quimiométrica.
Un estudio publicado en la revista *Journal of Near Infrared Spectroscopy* investigó si la espectroscopia NIR podía distinguir la harina de pescado auténtica de la harina de pescado adulterada intencionadamente con harina de carne y huesos. Los investigadores señalaron que su modelo de clasificación de mínimos cuadrados parciales (PLS) identificó correctamente casi todas las muestras de validación adulteradas, al tiempo que demostró que las muestras de calibración representativas tenían una mayor influencia en el rendimiento del modelo que muchas de las técnicas matemáticas de preprocesamiento evaluadas.
Esa conclusión sigue siendo aplicable a los programas modernos de verificación de ingredientes.
Una biblioteca de calibración que refleje la variación normal de los proveedores y los ingredientes suele ser más valiosa que los algoritmos cada vez más complejos desarrollados a partir de conjuntos de datos limitados.
Otros estudios publicados que analizan los ingredientes de los piensos han llegado a conclusiones similares. Los investigadores han demostrado que la espectroscopia visible y del infrarrojo cercano, cuando se combina con métodos quimiométricos adecuados y datos de referencia representativos, permite clasificar rápidamente muestras de ingredientes, detectar variaciones inesperadas y respaldar los programas de autenticación de ingredientes.
Aunque estas investigaciones se centraron principalmente en los ingredientes de los piensos, más que en los productos alimenticios terminados para mascotas, el reto analítico subyacente es el mismo: reconocer la variabilidad inesperada de los ingredientes antes de que afecte a la fabricación.
Mejorar la información sobre los proveedores
Una de las ventajas del cribado espectroscópico es su capacidad para crear bibliotecas de referencia históricas.
En lugar de comparar cada envío con un único espectro de referencia, los fabricantes pueden crear bibliotecas a partir de las mediciones recopiladas a lo largo del tiempo de numerosos lotes aprobados.
Esas bibliotecas permiten a los equipos de calidad supervisar:
- La consistencia a largo plazo de los proveedores
- Las variaciones estacionales
- Las diferencias entre lotes
- Cambios en los procesos
- Tendencias emergentes que puedan justificar la realización de pruebas de laboratorio adicionales
En lugar de sustituir los análisis de laboratorio, la espectroscopia ayuda a los equipos de calidad a determinar en qué ámbitos los recursos de laboratorio pueden aportar el mayor valor, al tiempo que permite comprender mejor el rendimiento de los proveedores.
Perspectiva de ingeniería
«Cuando las mediciones se recogen de forma sistemática a lo largo del tiempo, la espectroscopia se convierte en algo más que una herramienta de identificación: se convierte en una herramienta de ingeniería para comprender el rendimiento de los proveedores».
«Los datos históricos ayudan a los equipos de calidad a identificar tendencias y a investigar la variabilidad antes de que llegue a la fase de producción».
— Muhammad S. Khan
Vicepresidente y director de ingeniería, StellarNet, Inc.
Apoyo a mejores decisiones en materia de calidad
La mayoría de los profesionales de la calidad reconocen que ninguna técnica analítica por sí sola responde a todas las preguntas.
La espectroscopia resulta más eficaz cuando se integra en un programa de calidad más amplio que incluya la cualificación de proveedores, la confirmación en laboratorio, la supervisión de procesos y el control de calidad estadístico.
Su punto fuerte radica en proporcionar información rápida que ayuda a los fabricantes a tomar decisiones mejor fundamentadas durante la inspección de recepción, al tiempo que se reservan los recursos del laboratorio para los materiales que requieren una evaluación adicional.
A medida que las gamas de ingredientes siguen ampliándose y las cadenas de suministro se diversifican cada vez más, la capacidad de detectar rápidamente variaciones inusuales está cobrando mayor importancia en el sector de la fabricación de alimentos para mascotas.
Reflexiones finales
La verificación de los ingredientes seguirá basándose en métodos de laboratorio consolidados, programas de cualificación de proveedores y sistemas de calidad sólidos.
El cribado espectroscópico rápido complementa estos esfuerzos al proporcionar información adicional en una fase temprana del proceso de recepción, lo que permite a los profesionales de la calidad comprender mejor la consistencia de los proveedores, priorizar las pruebas de confirmación y supervisar la variabilidad de los ingredientes a largo plazo.
A medida que las formulaciones de alimentos para mascotas y el abastecimiento global siguen evolucionando, la combinación del cribado rápido con los métodos analíticos tradicionales ofrece a los fabricantes otra herramienta para reforzar la calidad a lo largo de todo el proceso de producción.
Referencias
- Murray, I., Aucott, L. S. y Pike, I. H. «Uso de la espectroscopia de reflectancia en el infrarrojo cercano para detectar la adulteración de la harina de pescado con harina de carne y huesos». Journal of Near Infrared Spectroscopy. Este estudio demostró que la espectroscopia NIR, combinada con la clasificación PLS, permitía distinguir la harina de pescado auténtica de las muestras adulteradas, y puso de relieve la importancia de contar con conjuntos de datos de calibración representativos.
- Cozzolino, D., Murray, I., Scaife, J. R. y Paterson, R. «Espectroscopia de reflectancia en el visible y el infrarrojo cercano para la detección y autenticación de ingredientes de piensos para animales». Animal Feed Science and Technology. Este trabajo demostró el valor de la espectroscopia VIS/NIR y del análisis quimiométrico para la clasificación y autenticación rápidas de ingredientes.
Acerca del autor
Jason Pierce es presidente de StellarNet, Inc., donde colabora con investigadores y fabricantes en aplicaciones de espectroscopia para el control de calidad, la medición de procesos industriales y la instrumentación analítica.
En el Centro de Aprendizaje de StellarNet Industrial Analyzers se pueden consultar recursos educativos adicionales sobre aplicaciones de la espectroscopia para la verificación de ingredientes:
