Учитывая разнообразие требований к оценке качества на разных этапах переработки пшеницы — от хранения до помола и производства продуктов питания — растёт потребность в изучении современных возможностей применения технологии NIR в анализе пшеницы. Кроме того, понимание эффективности NIR в обнаружении конкретных компонентов в зёрнах имеет решающее значение для повышения её эффективности и точности. По мере дальнейшего развития NIR его роль в повышении эффективности и надёжности оценки качества пшеницы будет только возрастать, поддерживая всю цепочку поставок.
Зерновые и злаковые культуры являются основными источниками энергии для человека и глубоко интегрированы в нашу повседневную жизнь. Например, пшеница входит в тройку самых распространенных зерновых культур в мире и является жизненно важным продуктом питания, богатым углеводами, белками и необходимыми микроэлементами. Прежде чем пшеничные зерна будут перемолоты в муку для производства таких продуктов, как хлеб, печенье и другие продукты, необходимо тщательно контролировать их качество. Этот этап гарантирует соответствие последующей обработки высоким стандартам.
Зерна пшеницы проверяются на влажность, уровень белка, силу клейковины, аминокислотный состав, содержание крахмала и наличие любых дефектов, что является решающим фактором при определении пригодности пшеницы к хранению и переработке. Характеристики пшеницы определяют её наилучшее применение: твердая пшеница и сорта с высоким содержанием белка, известные своей сильной клейковиной, идеально подходят для хлеба и ферментированных продуктов благодаря своей способности обеспечивать структуру и стабильность. В то же время, мягкие сорта пшеницы и сорта с низким содержанием белка лучше подходят для выпечки, печенья и лапши. Как для фермеров, так и для покупателей оценка качества пшеницы по этим ключевым показателям обеспечивает справедливое ценообразование и оптимальное использование. Анализатор зерна в ближнем инфракрасном диапазоне IAT — предпочтительный инструмент для быстрой и точной оценки этих важных параметров, позволяющий принимать обоснованные решения, выгодные для всей цепочки поставок.
Существуют различные методы оценки качества зёрен пшеницы, но многие химические и физические подходы требуют предварительной обработки образцов и использования токсичных реагентов. Например, анализ белка часто основан на методе Кьельдаля, который занимает 5-6 часов на один тест. Из-за размеров оборудования и большого количества необходимых химических реагентов эти тесты можно проводить только в лабораторных условиях. Это создаёт значительные ограничения как по времени, так и по месту, затрудняя удовлетворение потребностей в быстром проведении испытаний на месте и ценообразовании в процессе закупки.
Аналогичным образом, тестирование качества клейковины, например, ручное промывание, может привести к существенному разбросу результатов — до 2 процентных пунктов и более в зависимости от техники оператора. В результате лабораторные методы испытаний требуют высококвалифицированного персонала и стабильного оборудования. Однако надежность этих тестов часто снижается из-за человеческого фактора, вариабельности оборудования и методологических различий. Поэтому существует острая необходимость в портативном, быстром, неразрушающем, точном и высоковоспроизводимом испытательном устройстве для решения задач, возникающих в процессе закупок, где качество пшеницы часто оценивается исключительно по сорту, текстуре и опыту.
БИК-спектроскопия получила признание как ведущая технология оценки качества пшеницы, во многом благодаря своей доступности, скорости, точности и неразрушающему характеру испытаний. Этот инновационный метод широко используется в научных исследованиях и зерновой промышленности для обеспечения надёжной оценки качества. Портативные БИК-анализаторы зерна широко используются для измерения ключевых параметров, таких как влажность, содержание крахмала и белка в зёрнах пшеницы, предоставляя ценную информацию для оптимизации условий хранения и ускорения классификации специализированных сортов пшеницы.
Учитывая разнообразие требований к оценке качества на разных этапах переработки пшеницы — от хранения до помола и производства продуктов питания — растёт потребность в изучении современных возможностей применения технологии NIR в анализе пшеницы. Кроме того, понимание эффективности NIR в обнаружении конкретных компонентов в зёрнах имеет решающее значение для повышения её эффективности и точности. По мере дальнейшего развития NIR его роль в повышении эффективности и надёжности оценки качества пшеницы будет только возрастать, поддерживая всю цепочку поставок.
УПРАВЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЕМ ВЛАГИ В ЗЕРНАХ ПШЕНИЦЫ
Содержание влаги в зёрнах пшеницы, определяемое как отношение массы воды к общей массе зёрен, критически важно для переработки, транспортировки и хранения. Оптимальный уровень влажности достигается путём сушки зерна до уровня чуть ниже порогового значения, при котором могут развиваться микроорганизмы, что обеспечивает более безопасное хранение и лучшую сохранность свежести, съедобности, всхожести и качества семян. Избыточная влажность приводит к потере ёмкости и повышению активности ферментов, что приводит к разрушению питательных веществ, повышению температуры и таким проблемам, как рост плесени и заражение насекомыми. И наоборот, недостаток влаги может сделать зёрна хрупкими, что скажется на качестве пищевых продуктов и жизнеспособности семян. Поэтому точное измерение и контроль влажности крайне важны на протяжении всего процесса хранения и транспортировки зерна.
В связи с этим, использование спектроскопии в ближнем инфракрасном (БИК) диапазоне для обнаружения при транспортировке и хранении зерна имеет важное значение. IAS-5100, разработанный компанией IAT, портативен и компактен, что делает его идеальным инструментом для обнаружения при транспортировке и хранении. По мере развития общества растет потребность в автоматизации и безлюдных операциях при транспортировке и хранении. Для удовлетворения этой потребности компания IAT разработала спектрометр, предназначенный для удобного онлайн-детектирования в реальном времени, использующий технологию фиксированной решетки и матричного детектора. Это обеспечивает время обнаружения всего несколько миллисекунд на образец, что отвечает требованиям онлайн-детектирования в реальном времени. Систему также можно настраивать в соответствии с конкретными условиями эксплуатации, включая требования к взрывозащите, конструкции зонда и решения для многоблочного детектирования.
Анализ зерна в первую очередь ориентирован на определение питательных компонентов. IAS-5100 разработан для крупнозернистых культур, включая не только пшеницу, но и сою, рапс, семена подсолнечника, рис и рис-сырец. К основным показателям анализа относятся влажность, содержание белка, жира, крахмала, золы и кислотное число, которые имеют решающее значение для контроля качества. В IAT работает профессиональная и опытная команда специалистов, которая регулярно обновляет модели анализа зерна для удовлетворения потребностей в большем количестве сортов, в более широких регионах и в разных годах урожая. Кроме того, доступна разработка индивидуальных моделей для удовлетворения конкретных требований заказчика.
Разработка приборов для спектроскопии в ближнем ИК-диапазоне постоянно развивается, обеспечивая большую стабильность, надежность и скорость. В условиях промышленного производства интеграция онлайн-детектирования в ближнем ИК-диапазоне с оптическими волокнами и интернетом позволяет осуществлять мониторинг качества продукции в режиме реального времени, предлагая точное решение для контроля качества. В анализе зерна применение технологии ближнего ИК-диапазона для оценки качества значительно повысило эффективность производства и качество продукции, способствуя более безопасному хранению зерна и повышению безопасности пищевых продуктов.
По мере роста уровня жизни и потребностей в питании всё более распространёнными становятся специализированные зерновые, такие как богатые питательными веществами цветные сорта пшеницы. Эти зерна содержат больше антоцианов, каротиноидов и других питательных веществ по сравнению с обычной пшеницей, что делает их более питательными и привлекательными на вид. Однако наличие этих пигментов может влиять на спектры поглощения в ближнем инфракрасном диапазоне, приводя к значительным отклонениям в измерениях таких показателей качества, как крахмал, белок и влажность. Поэтому оптимизация оборудования для ближнего инфракрасного диапазона или прогностических моделей для улучшения оценки качества таких специализированных сортов пшеницы имеет большое значение.
Компания IAT постоянно совершенствует приборы и модели для спектроскопии ближнего ИК-диапазона в соответствии с потребностями рынка. Используя текущие возможности и внедряя инновации, IAT стремится содействовать развитию мировой индустрии ближнего ИК-диапазона.
