La technologie proche infrarouge (NIR) représente une innovation significative – voire révolutionnaire – dans le domaine des aliments et du contrôle qualité. Sa fiabilité, sa polyvalence et sa capacité à réaliser des analyses rapides, non destructives et multiparamétriques permettent, entre autres, de traiter une empreinte numérique (empreinte digitale) des produits.
Les progrès technologiques de la dernière décennie ont permis d'étendre l'application de cette technique, du niveau du laboratoire à celui des usines de production, en utilisant également des appareils portables en réseau. Son utilisation est donc utile pour mettre en œuvre des systèmes de contrôle de qualité et prévenir la fraude alimentaire.
1) Technologie NIR, introduction
NIR (Proche infrarouge) est une technique de spectroscopie vibrationnelle qui, en administrant de l'énergie aux molécules qui composent n'importe quel produit, permet de mesurer leur vibration et d'obtenir une vue détaillée de la composition chimique et nutritionnelle des produits alimentaires. Afin de permettre un suivi efficace des processus de production et une identification exacte des produits.
Cette technologie offre de nombreux avantages, notamment :
- l'immédiateté du résultat
- la possibilité d'effectuer des contrôles directement sur les produits en cours de transformation sans que ceux-ci subissent aucun dommage ni modification
- la possibilité de mesurer plusieurs paramètres simultanément
- le manque de personnel qualifié pour son utilisation.
Ci-dessous quelques exemples d'application de la technologie NIR à diverses fins dans le secteur de la production alimentaire.
2) Contrôle qualité, composition chimique et nutritionnelle
Contrôle de qualité il s’agit d’une phase critique de la production alimentaire, où la technologie NIR peut jouer un rôle extrêmement utile et important. Le contrôle qualité peut en effet inclure de nombreux aspects allant du contrôle (de la qualité et de la quantité) des matières premières à toutes les phases des processus de transformation, de conservation et de conditionnement.
Spectroscopie vibrationnelle NIR en effet cela permet par exemple de :
– analyser la composition chimique et nutritionnelle des produits
– estimer le durée de conservation d'un aliment
– identifier les paramètres de processus spécifiques qui influencent la qualité du produit fini.
L'avantage principal est lié à la possibilité d'effectuer des mesures en temps réel, soit « en ligne », soit « en ligne », dans les différentes phases spécifiques du processus de production, pour garantir un contrôle continu et immédiat.
L'utilisation de la technologie NIR cela peut donc nous permettre d'optimiser les processus de production, de réduire le gaspillage alimentaire et de garantir que les produits finaux répondent aux normes de qualité établies.
3) Prise d'empreintes digitales, traçabilité et prévention de la fraude alimentaire
La possibilité de créer une empreinte chimie matricielle numérique (empreintes digitales), grâce à la technologie NIR, permet de :
– renforcer la traçabilité par l’identification et la classification des matières entrantes, par exemple par origine géographique ou par caractéristiques spécifiques définies dans les spécifications de production
– détecter ainsi toute falsification ou remplacement de matières premières, d'ingrédients et de produits par des matériaux de qualité inférieure ou autrement différente, en vue de prévenir la fraude alimentaire.
La méthode de empreintes digitales via NIR, il permet donc de comparer rapidement les profils spectraux des échantillons avec ceux de référence, en détectant les écarts pouvant indiquer une fraude ou une non-conformité. Également par un dépistage massif, avec des contrôles spécifiques sur les échantillons suspects.
4) Surveillance des processus de production
Surveillance des processus de production C'est un autre domaine dans lequel la technologie NIR trouve de plus en plus d'applications. Lors des processus de transformation - comme la fabrication du fromage, la torréfaction ou le mélange - la spectrométrie vibrationnelle NIR est en effet utilisée pour suivre et contrôler les variations chimiques dans le temps et ainsi guider l'opérateur ou l'usine dans les différentes phases.
L’analyse des informations spectrales pendant le processus, il est donc utilisé pour guider le processus lui-même. Par exemple, en vue d'améliorer la consistance du produit final, d'augmenter l'efficacité opérationnelle ou de contribuer à atteindre un objectif de transformation tel que le mélange homogène de plusieurs ingrédients. L’IA facilite à son tour l’interprétation des données et la mise en œuvre de stratégies de contrôle avancées, bénéficiant ainsi d’un scénario d’utilisation plus large.
Jacopo Ferlito
Bibliographie
– Mourad Kharbach, Mohammed Alaoui Mansouri, Mohammed Taabouz, Huiwen Yu. Application actuelle des techniques avancées de spectroscopie dans l'analyse des aliments : gestion des données avec des approches chimiométriques. Aliments 2023, 12(14), 2753 ; https://doi.org/10.3390/foods12142753
– Giacomo Squeo, José Manuel Amigo. Applications réussies de la spectroscopie NIR et de l'imagerie NIR dans la chaîne de transformation des aliments. Aliments 2023, 12(16), 3041 ; https://doi.org/10.3390/foods12163041
– Qu, JH, Liu, D., Cheng, JH, Sun, DW, Ma, J., Pu, H. et Zeng, XA (2015). Applications de la spectroscopie proche infrarouge dans l'évaluation et le contrôle de la sécurité alimentaire : un examen des progrès récents de la recherche. Examens critiques en science alimentaire et nutrition, 55(13), 1939-1954. https://doi.org/10.1080/10408398.2013.871693
Jacopo Ferlito
Auteur d'une spin-off universitaire pour le développement de systèmes de mesure NIR pour les machines agricoles, il est fondateur et responsable du secteur « Applications et Chimiométrie » d'Itphotonics.
