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L’infrarouge en agroalimentaire

L’infrarouge en agroalimentaire

Les analyses physicochimiques s'appuient toujours sur des méthodes de référence qui restent indispensables par leur justesse et leur précision. Cependant, des méthodes alternatives beaucoup plus rapides sont régulièrement mises en œuvre par les industriels pour de nombreuses applications. Il s'agit d'analyses par spectroscopie infrarouge dont la technologie s'est développée depuis trente ans dans le secteur agroalimentaire. Cette technique non destructive s'adapte à toutes les matrices alimentaires et fournit, en moins d'une minute, une analyse précise des principaux paramètres physicochimiques des matières premières aux produits finis.

Travail d'étalonnage

À titre d'exemple, Lucie Jaulin, chef de produit pour le Foodscan chez Foss, indique que les analyseurs proches infrarouges sont des appareils leaders dans le secteur des viandes hachées car ils permettent l'ajustement des mélanges pour être au plus proche des cahiers des charges produits.

Certes, ces méthodes ne sont pas absolues et ne peuvent être utilisées de façon performante que grâce à un travail d'étalonnage à partir de résultats obtenus avec des méthodes de référence. Les appareils comportent des pré-calibrations mais des ajustements, qui peuvent prendre un à plusieurs mois, sont toujours nécessaires, explique Patrick Bernard - Moulin, chef de produit en proche infrarouge chez Thermo Fisher Scientific. Il s'agit d'un investissement nécessaire en temps mais les appareils ne présentent ensuite pas de dérive après étalonnage, complète-t-il.

Des investigations plus larges

Outre les progrès réalisés en matière de calibration, les techniques spectroscopiques ellesmêmes ont beaucoup évoluées permettant des champs d'investigation plus larges. En premier lieu, la plupart des fournisseurs proposent des spectromètres à Transformée de Fourier (FTIR) qui travaillent avec un spectre infrarouge complet et peuvent conduire à une approche qualitative, notamment au niveau de l'authentification des matières premières. À l'heure actuelle, les industriels recherchent de nouvelles sources d'approvisionnements. Les techniques permettant l'identification des matières premières connaissent donc un gros développement, explique Damien Le Dû, responsable du marketing opérationnel chez Foss. Ceci passe par des logiciels de reconnaissance spectrale qui permettent de comparer un échantillon par rapport à une population d'échantillons conformes.

On peut ainsi détecter des problèmes d'adultération de produits comme la présence de sirop de sucre dans le miel ou de sucres ajoutés dans des jus de fruits. Cependant, ces résultats sont limités à des teneurs de 0,1 à 0,5 % du composant dans un mélange.

Secteurs laits et viandes

Des contrôles pour respecter la réglementation et les cahiers des charges:

  • Les analyses de composition pour répondre aux exigences réglementaires sont réalisées grâce à des analyseurs moyens ou proches infrarouges compacts et multiparamétriques. Ils permettent notamment de déterminer en quelques minutes la composition en protéines, matières grasses, glucides, collagène ou sel sur un échantillon unique. De façon ponctuelle, ces résultats sont validés par des méthodes de référence comme la méthode Kjeldahl pour les quantités d'azote et les taux protéiques.
  • L'identification des matières premières est une autre application possible des méthodes par rayonnement infrarouge. Cet aspect qualitatif est, en effet, obtenu après création d'une "bibliothèque" avec différents spectres qui représentent la variabilité acceptable de la qualité des matières premières. Par contre, pour les recherches de composants à l'état de traces, d'autres méthodes plus lourdes comme la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse sera nécessaire.
  • Le pilotage du process pour respecter au plus près les différents cahiers des charges est une troisième possibilité. Dans ce but, on trouve des appareils "at-line", conçus pour être installés à proximité des lignes de productions et utilisés par des opérateurs formés.
Deux technologies et deux niveaux de reconnaissance

Analyses rapides, avec la spectroscopie infrarouge:

  • L'analyse par infrarouge est une technique rapide et non destructive basée sur le principe d'absorption de rayonnements électromagnétiques par la matière. La comparaison entre rayonnement incident et transmis à travers l'échantillon suffit en effet à déterminer les principales fonctions chimiques présentes dans l'échantillon. La précision du résultat dépend de la technologie utilisée et de la qualité des calibrations préalables. Les applications analytiques consistent ainsi en une exploitation des données spectrales obtenues par un traitement informatique approprié.
  • Pour les produits liquides ou semi liquides, les analyseurs moyen Infrarouge (MIR) sont les plus adaptés. Dans le secteur laitier, le Milkoscan de Foss est très implanté pour mesurer les taux de matières grasses, protéines, lactose et extraits secs. La version FT2 permet une analyse de produits complexes du type lait infantile. Dans la même gamme, les Laboratoires Humeau proposent le Lactoscope FTIR Advanced fabriqué par Delta Instrument.
  • Pour les produits un peu texturés comme les viandes, les fromages, le lait fermenté ou le beurre, les analyses se font dans le proche Infrarouge (PIR). Thermo Fisher Scientific propose la gamme Antaris avec coupelle ou passeur d'échantillon (en photo). Par ailleurs les dernières évolutions du FoodscanPro de Foss (en photo) sont des calibrations universelles prêtes à l'emploi et un logiciel sous Windows, qui, connecté à un Lims, permet une traçabilité complète. L'appareil est validé par l'AOAC pour les analyses de viandes.

Analyses fines, avec une méthodede référence:

  • Le procédé Kjeldhal est la méthode officielle pour le dosage des protéines dans la plupart des matrices alimentaires. Après homogénéisation de l'échantillon, la technique comporte trois étapes : la minéralisation de l'azote organique, une distillation et le dosage par titration. Pour la mettre en œuvre, Foss propose une chaîne automatisée avec passeur d'échantillon qui permet une gestion des analyses en temps masqué.
  • Le minéralisateur Tecator gère toutes les étapes de chauffe, de refroidissement et de remonte des tubes grâce à un élévateur. Il peut être équipé d'une unité Scrubber, un dispositif de neutralisation des fumées acides rendant le système parfaitement indépendant de l'eau courante.
  • Le distillateur / titrateur Kjeltec prend en charge la distillation, le dosage et le traitement des résultats. Combiné avec le passeur 2460, l'analyseur automatique 2400 peut accueillir jusqu'à 3 portoirs de 20 tubes, sans surveillance. L'investissement, de l'ordre de 40 000 euros, se justifie pour les laboratoires prestataires qui peuvent analyser jusqu'à 120 échantillons par jour.

Maîtriser la qualité de ses approvisionnements

Mélamine, une méthode pour en rechercher des traces dans les matières premières:

  • Thermo Fischer Scientific vient de présenter une nouvelle méthode pour détecter la mélamine dans les matrices alimentaires à l'aide de la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS). Grâce à l'utilisation d'un spectromètre de masse à triple quadripôle, la sélectivité de la méthode est augmentée en conjuguant le temps de rétention, la masse de la molécule et la masse d'un fragment spécifique de la mélamine. L'automatisation peut être complète grâce à un injecteur automatique, un passeur d'échantillon et une plate-forme logicielle qui se charge de l'acquisition et du traitement de données. Le système a la capacité de réaliser une injection toutes les dix minutes.
  • Les niveaux d'investissement sont de 200 à 400 000 euros pour cet équipement qui s'utilise pour de larges applications en industries agroalimentaires comme l'identification des protéines ou les recherches de contaminants. Pour les gros groupes industriels qui sont déjà équipés, il s'agit d'un transfert de méthode et d'une mise au point au niveau de la préparation des échantillons. Le spectromètre de masse TSQ Vantage, de Thermo Fischer Scientific, très sensible, a été retenu par la FDA pour les recherches de mélamine.

Marie Franck

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