Utilisation d'instruments NIT (Near Infrared Transmission) pour déterminer les paramètres de qualité de l'orge

Introduction

L'orge (Hordeum vulgare) est la quatrième culture céréalière au monde. C'est une céréale polyvalente qui joue un rôle important dans l'agriculture et l'industrie alimentaire.

L'orge est principalement utilisée pour l'alimentation animale, où elle constitue un aliment très courant en raison de sa haute teneur énergétique et de sa contribution à la santé animale. Elle est également une matière première pour la production de malt, qui est l'un des principaux ingrédients de la bière et des spiritueux fermentés au grain (whisky, vodka). Ce sont les deux principales utilisations de l'orge.

En quantités bien moindres, l'orge est également moulue en farine (pour le pain et les pâtes, par exemple), car elle est riche en fibres et en minéraux.

En outre, les extraits d'orge sont utilisés dans un certain nombre de produits des industries cosmétiques et pharmaceutiques.

La teneur en protéines est l'un des paramètres nutritionnels les plus importants de l'orge, car elle influence la composition des aliments pour animaux et la qualité du malt. Les méthodes d'analyse chimique conventionnelles pour déterminer la teneur en protéines sont longues et coûteuses, c'est pourquoi les technologies rapides et non destructives telles que la transmission par proche infrarouge (TPI) sont de plus en plus répandues. La technologie du proche infrarouge a été décrite dans notre précédent article de blog (https://www.infracont.com/fr/blog/lutilisation-dinstruments-nit-near-infrared-transmission-pour-determiner-les-parametres-de-qualite-du-ble), nous ne l'aborderons donc pas ici.

Paramètres et caractéristiques de mesure pouvant être mesurés avec le NIR

Humidité
La teneur en humidité est l'un des paramètres de qualité les plus importants pour l'orge, car une teneur en humidité trop élevée peut réduire la durée de stockage et augmenter le risque de développement de moisissures. Les groupes O-H absorbent la lumière dans certaines bandes du spectre proche infrarouge. Avec un étalonnage correct et la connaissance du taux d'absorption de la lumière, la teneur en humidité peut être déterminée rapidement et avec précision, et il existe une forte corrélation entre les résultats obtenus en laboratoire et les résultats obtenus dans le proche infrarouge.

Plage de mesure dans le proche infrarouge: ~9-20%
Précision attendue de la mesure NIR: variance maximale ~0,2 % (variance du résultat estimé par l'instrument par rapport au résultat de référence mesuré en laboratoire).
Méthode de laboratoire de référence: four de séchage

Protéines
Les groupes N-H absorbent la lumière dans certaines bandes du spectre infrarouge proche. Comme pour le blé, la teneur en protéines de l'orge peut être déterminée rapidement et avec précision par un étalonnage approprié en utilisant le taux d'absorption de la lumière, de sorte qu'il s'agit essentiellement d'une mesure de la teneur en azote. La teneur en protéines de l'orge est la teneur en azote total mesurée, exprimée en pourcentage de la matière sèche, multipliée par 6,25. Comme il s'agit d'une mesure « directe », il existe une forte corrélation entre les résultats de laboratoire et les résultats NIR.

Plage de mesure NIR: ~7-18%
Précision attendue de la mesure dans le proche infrarouge: écart-type maximal de ~0,3-0,35 %.
Méthode de laboratoire de référence: méthode Kjelhdal (destruction par voie humide) ou méthode Dumas (brûlage)

La teneur en protéines de l'orge est étroitement liée à la teneur en azote du sol. Pour en savoir plus sur cette relation, consultez l'article de blog sur l'analyse NIR du blé.

En termes de teneur en protéines, les besoins des utilisateurs sont complètement différents pour l'orge fourragère et l'orge de brasserie:

• pour l'orge fourragère, une teneur élevée en protéines est souhaitable pour sa valeur nutritionnelle supérieure, tandis que
• l'orge de brasserie a une teneur en protéines plus faible que l'orge fourragère, mais la teneur optimale en protéines se situe entre 9,5 et 11,5 %, en fonction de la technologie de production.

Pour la malterie, on utilise généralement de l'orge de printemps, principalement des variétés d'orge à deux rangs, tandis que pour l'alimentation animale, on utilise généralement de l'orge d'automne, la majorité des variétés étant des orges à six rangs et à plusieurs rangs (mais il existe également des variétés d'orge fourragère à deux rangs et d'orge brassicole à six rangs).

Du point de vue du proche infrarouge, il est intéressant de mesurer la teneur en protéines de l'orge de printemps et de l'orge d'automne en utilisant des calibrations distinctes, car les instruments du proche infrarouge « voient » les deux groupes de manière légèrement différente. Il s'agit généralement d'un simple décalage de la teneur en protéines, c'est-à-dire que le calibrage des protéines de l'orge d'hiver sera légèrement inférieur ou supérieur à celui de l'orge de printemps, et vice versa (en Amérique du Nord, des calibrages distincts sont utilisés pour l'orge à deux rangs et à six rangs pour la même raison, mais ils sont fondamentalement identiques aux calibrages de l'orge de printemps et de l'orge d'hiver en Europe).

Poids en hectolitre

Le poids hectolitre n'est pas mesuré par spectroscopie infrarouge, mais par un module de gravité spécifique indépendant et intégré. Ce module mesure le poids d'un échantillon de blé d'un volume donné à l'aide d'une cellule de pesée intégrée, à partir de laquelle l'instrument calcule le résultat.

Plage de mesure: 58-76 kg/hl
Précision attendue: variance maximale ~ 0,7 kg/hl
Méthode de laboratoire de référence: chondromètre

Dans le cas de l'orge, le poids à l'hectolitre est un paramètre très important, qui indique la densité du grain. Plus le poids à l'hectolitre est élevé, plus le poids du grain est important,

• plus la teneur en amidon du grain est élevée,
• moins il y a de débris et d'impuretés,  
• plus la proportion de grains vides est faible, de sorte que la proportion de grains germinables aptes au maltage est plus élevée,
• et plus le grain résiste au stockage, moins il est sujet à l'altération ou à la moisissure.

Paramètres qui ne peuvent pas être mesurés avec la spectroscopie proche infrarouge ou dont la précision est insuffisante

Les paramètres suivants ne peuvent pas être mesurés à l'aide de la spectroscopie proche infrarouge:

• Teneur en amidon: faible corrélation entre les résultats NIR et les résultats de laboratoire, non mesurable par NIR (s'il est absolument nécessaire de la connaître, elle est généralement déterminée indirectement par estimation sur la base de la quantité de composants bien mesurés).
• Clarté (quantité de matières étrangères, pourcentage de grains cassés, contaminés, etc.)
• Toxines
• Classification
• Germination

 
Résumé

Les instruments NIT permettent de mesurer rapidement et de manière non destructive les trois principaux paramètres de qualité de l'orge : la teneur en eau, la teneur en protéines et le poids à l'hectolitre. L'avantage de cette méthode est qu'un grand nombre d'échantillons peut être analysé en peu de temps et qu'il est facile de séparer les lots adaptés au maltage et à l'alimentation animale. Les mesures NIR présentent une forte corrélation avec les résultats obtenus en laboratoire. D'autres paramètres tels que la capacité de germination ou la pureté ne peuvent pas être mesurés par spectroscopie NIR.