USPOREDBA NIRS (Near Infrared Spectroscopy) ANALIZA I METODA „MOKRE KEMIJE“ U PRIMJENI KOD HRANE ZA ŽIVOTINJE
Uvodno
U industriji krmnih smjesa primarno govorimo o proteinima. Sadržaj proteina pomaže u procjeni vrijednosti hraniva i ishrani životinja. Pojam proteina koji je u osnovi karakterizacije hraniva je takozvani “ s i r o v i p r o t e i n “ , ova rutinska kemijska mjera postoji već od 1800-tih.
Sadržaj proteina u hraniva se izračunava indirektno, preko određivanja dušika. Prosječan sadržaj dušika u proteinima je relativno konstantan i iznosi 16%. Množenjem utvrđenog sadržaja dušika s faktorom 6,25 izračunava se sadržaj sirovih proteina u hrani za životinje. Termin sirovi protein je prihvaćen zbog činjenice da je utvrđeni sadržaj dušika djelom podrijetla i iz neproteinskih dušičnih spojeva.
Prava proteinska vrijednost hraniva podrazumijeva doprinos proteina tog hraniva tkivnoj sintezi proteina i naziva se b i o l o š k a v r i j e d n o s t p r o t e i n a. Metode “mokre kemije“ su standardne metode analize stočne hrane koje se primarno temelje na ispitivanjima koja zahtijevaju uporabu kemijskih reagensa.
NIR spektroskopija u blizini infracrvene refleksije je neizravna metoda procjene sastava hrane.
Pravovremenost i točnost
Industrija krmnih smjesa , optimiranje dnevnih obroka zahtijeva brze i točne podatke o hranjivoj vrijednosti svih korištenih hraniva. Točna, pouzdana i pravovremena analiza hrane, nužna je za smanjenje troškova hrane i maksimiziranje proizvodnja. NIRS tehnologija standardno se koristi za određivanje sadržaja proteina, vlage, masti i pepela u hrani za dobivanje potrebnih informacija o pojedinoj sirovini. Međutim navedeni standardni parametri nisu dovoljni jer samo u ograničenom rasponu koreliraju s realnom hranjivom vrijednošću stočne hrane. Bolji parametri za procjenu realne hranjive vrijednosti su dostupnost sadržaja aminokiselina, neto energije stočne hrane , ukupne probavljivosti i dinamike probavljivosti pojedinih hranjivih sastojaka.
Preciznost
Mokre kemijske metode su primarne u analizi pojedine hranjive tvari. Hranjive tvari se izoliraju pomoću kemikalija i topline za destrukciju krme. Na primjer, NDF (neutralna vlakna) je postotak vlakana (celuloza, lignin, hemiceluloza) u uzorku hrane koja nije topiva nakon vrenja uzorka u otopini neutralnog deterdženta (koji otapa pektine, proteine, šećere i lipide). NIRS spektrofotometar se koristi za analizu odraza svjetlosnog spektra na uzorku izloženom bliskom infracrvenom svjetlu. Svaki nutrient ima jedinstvene karakteristike refleksije na temelju njegove molekularne strukture (ugljik, dušik i vodikove veze). Refleksija uzoraka se uspoređuju sa skupom sličnih uzoraka (umjeravanje) koji su analizirani mokrom kemijom. NIRS zahtijeva sofisticirani razvoj kalibracije, standardizaciju instrumenata i stalni sustav kontrole kvalitete za osiguranje dobrih rezultata.
Razvijanje NIRS kalibracija
NIRS sustav koji laboratorij koristi mora biti umjeravan iz podataka dobivenih analizom hraniva mokrim kemijskim metodama. NIRS je točan ako se ispitni uzorak nalazi u rasponu kalibracijskog uzorka postavljenom u skladu s tipom krmiva, zemljopisnom području i uvjetima uzgoja.Važna je točna identifikacija uzorka kako bi se mogla primijeniti najprikladnija NIRS jednadžba. U većini organskih sastojaka NIRS će “vidjeti” traženu hranjivu tvar sasvim dobro.
NIRS kalibracije nutrijenata validiraju se određenim statističkim analizama koje se koriste za procjenu kakvoće umjeravanja.
Zahtjeva se niska standardna pogreška predviđanja i visoka vrijednost R2. R2 vrijednost je statistik koji pokazuje koliko je slaganje između
vrijednosti izračunatih modelom (NIRS) i izmjerenih vrijednosti (mokra kemija). Dobra vrijednost R2 za predviđanje NIRS hranjivih sastojaka je ako je veća od 0,95; ispod 0,80 smatra se upitnim predviđanjem. Utvrđeno je npr. za analiziranu vrijednost proteina u hrani ako se razlikuje rezultat vlažne kemije i NIRS-a da je u ponavljanju analiza kemijski rezultat isti kao i rezultat NIRS-a u cca 80% slučajeva. Kod ADF-a i NDF-a utvrdilo se da su ponovljeni rezultati vlažne kemije isti kao početni NIRS rezultati u cca 50% slučajeva.
Zaključno
NIRS tehnologija je sekundarna referentna analitička metoda za procjenu hranjivih tvari i po definiciji ne može biti više točna od kemijskih metoda na kojima se temelji. Međutim, kao praktičan analitički alat, NIRS je često precizniji ili ponovljiviji od analize mokrom kemijom i može se iskoristiti za smanjenje analitičkih varijacija. U praktičnoj primjeni je to često presudno za ostvarenje glavnog cilja kontinuirano
optimaliziranog (nutritivno - zdravstveno - financijski) preciznog hranjenja životinja.
Precizne informacije o hranjivim sastojcima u hranidbenim obrocima osiguravaju proizvodnju provjerene, dosljedne, sigurne i isplative stočne hrane, a time i optimalne performanse životinja. Probava je dinamičan proces i NIRS analitika podržava nužnu potrebu za dinamičkim mjerenjima probavljivosti hranjivih sastojaka. NIRS je postao globalni industrijski standard za postizanje tog cilja, ali korisnost ove tehnologije uvelike se oslanja na validirane operativne postupke i pouzdane, sveobuhvatne podatke o kalibraciji, kao i posljedično praćenje podataka.
SANO kroz instaliran , efektivno održavan i kontinuirano razvijan Sustav Upravljanja Kvalitetom provodi svoje operativne proizvodne, kontrolno-analitičke , primjenske i poslovne postupke u cjelini . SANO NIRS laboratorij je na dnevnoj bazi kontinuirano ( 24h dnevno / 7dana u tjednu ) on-line povezan sa sustavom kalibracija s ugovornim partnerom CVAS (Cumberland Valley Analytical Services).
NIRS analitika u području hrane za životinje se i nadalje intenzivno razvija te su dopune sadašnjeg opsega kontrolno analitičkih i metabolitičkih parametara kontinuirane. SANO će i nadalje pratiti taj razvoj proširivati sadašnji obuhvat SANO NIRS analitike, dopunjavati drugim instrumentalnim analizama (npr XRF instrument) za anorganske materijale koji nemaju odraza na infracrvenu svjetlost kao i referentnim analizama „mokre kemije“.
Pripremio: Branko Stuburić, 10.10.2019.
