Stratégies d'acquisition pour les procédés de fermentation avec un spectromètre NIR miniaturisé à faible coût et partant de zéro : problèmes et défis

Résumé :

Ces dernières années, les spectromètres NIR miniaturisés à faible coût sont devenus extrêmement utiles pour résoudre les problèmes de quantification, de discrimination et de classification dans de nombreux domaines d'application sur le terrain et industriels. L'industrie laitière montre un intérêt particulier pour l'utilisation de la spectroscopie proche infrarouge portable comme méthode d'évaluation de la qualité ou outil d'analyse des processus, mais, en ce qui concerne les possibilités en ligne, il n'existe aucune littérature efficace et explicative expliquant comment aborder le développement de méthodes analytiques, même si la spectroscopie portable est inestimable pour évaluer la fermentation en tant qu'opération laitière cruciale. Dans cette étude, le potentiel et les limites d'un spectromètre portable (1350—2550 nm) pour obtenir des informations sur un processus de fermentation laitière étaient enquêté. Le kéfir est un produit laitier fermenté qui suscite un intérêt croissant en raison de ses effets bénéfiques sur la santé et de la complexité du processus qui implique des transformations chimiques et physiques qui aboutissent au produit final à partir du lait en inoculant les « grains de kéfir » ; bien que la chimie et la physique impliquées soient complexes, le processus lui-même peut être facilement réalisé à la maison. Les spectrophotomètres portatifs pourraient être utiles pour déterminer les premiers stades de la fermentation, avant que des changements visuels ne se produisent ; ils constituent un outil utile pour les citoyens en bonne santé. Les caractéristiques spectrales et la variabilité liées aux différents dispositifs expérimentaux ont d'abord été explorées, pour les produits de départ et de fin, puis pendant la fermentation. Du lait demi-écrémé a été utilisé comme milieu de fermentation. Après avoir ajouté les grains de kéfir, des spectres ont été acquis à intervalles réguliers au cours de l'évolution du procédé réalisé sous contrôle de température. Pour saisir toutes les informations incluses dans les spectres et étudier les possibilités d'ouvrir la voie à la surveillance des processus, différentes approches ont été utilisées.