Comparison between Calibrations of Fish Oil and AkoFeed Examined with Near-Infrared Light for Use in Animal Feed

Abstract

The aim with this master thesis was to investigate if a certain sow feed requires different calibrations in near-infrared analysis, due to if the sow feed have fish oil or AkoFeed as fat source.

To investigate this, a basic sow feed mix was prepared and divided in 60 jars with 250 g in each. In 30 of the jars 0 to 15 g fish oil were added and in the other 30 jars 0 to 21 g AkoFeed were added. 2/3 of the jars were used for calibration and 1/3 were used as external validation sets. Then, all 60 samples were analyzed in NIR and spectra from 950 nm to 1650 nm were obtained. Additionally, the content of the nutrients water, protein, ash, fat and crude fiber were analyzed in the laboratory for some of the samples and calculated for the rest of the samples.

The calibration method PLS was used and three calibrations were made for the samples containing fish oil, AkoFeed and a combination of both. To investigate if there were any difference between the calibrations, they were validated by comparisons of the error values R2 and RMSEP. However, the calibration of the fish oil indicated to be better than the calibrations of AkoFeed and the combination. Therefore, better predicted values of unknown samples of the sow feed containing fish oil would be obtained if the calibrations are separate, while it does not matter for the predicted values of the sow feed containing AkoFeed.

Popular Abstract (Swedish)

Nära infrarött ljus (NIR) kan användas för att säkerställa djurfodrens näringsinnehåll

Det är viktigt att kunna garantera att djurfoder innehåller rätt mängd näringsämnen, oavsett vilken sorts fettkälla (såsom vegetabiliska oljor eller fiskolja) som används vid fodertillverkning. Detta kan göras med NIR-teknik!

För att djur ska vara välmående är det viktigt att de får i sig rätt mängd näringsämnen, såsom kolhydrater, protein, fett, mineraler och fibrer. Ett av de viktigaste näringsämnena är fett. Fettets viktigaste funktioner är dess isolerande egenskaper, transport av vitaminer samt används som energikälla. I djurfoder kommer fettet bland annat från vanligt spannmålsmaterial, såsom sojamjöl. Dock räcker oftast inte den mängd fett som finns i spannmålet, utan kan behövs tillsättas i form av vegetabiliska oljor eller fiskolja. Vegetabiliska oljor som har utvunnits från bland annat palm, raps, solros, soja och shea är den vanligaste fettillsatsen i djurfoder. På senare år har det upptäckts att fiskolja har flera positiva inverkningar för suggor. Om suggor äter foder som innehåller fiskolja under sin dräktighet samt under digivandet har det visat sig att fler kultingar föds levande, får bättre immunförsvar och tillväxten ökar.

Det klassiska sättet att mäta näringsinnehållet i djurfoder är genom traditionell analys i laboratorium. Detta är dyrt och tidskrävande. Vid tillverkning av stora mängder foder kan analyserna underlättas genom att skanna proverna med nära infrarött ljus (NIR) och få näringsinnehållet i nytillverkat foder. Att analysera ett foder med nära infrarött ljus innebär att fodret skannas med ljus som ligger över det synliga ljuset.

NIR-ljuset upptäcktes på 1800-talet av astronomen och musikern William Herschel. Dock dröjde det ända till 1980-talet innan NIR-analys började användas inom jordbruk- och foderbranschen. Det attraktiva med användandet av NIR-analys är att fodret kan analyseras utan någon förberedning samt att näringsinnehållet i foder kan erhållas på kort tid. En nackdel med NIR-analys är att det krävs en eller flera kalibreringar för att kunna garantera att säkra värden på näringsinnehållet fås vid analys.

Vad är då en kalibrering? Jo, kalibreringar görs hela tiden i vardagen utan att vi tänker på det. Till exempel när vågen nollställs innan vi ställer oss på den. Om vågen nollställs med en tyngd på och denna tyngd tas bort innan vi väger oss, kommer vågen visa en lägre siffra än vad som är sant. Ett annat exempel på en vardaglig kalibrering är att gå på en rak linje. Om ingen linje är utritad på marken och vi ändå ombeds att gå rakt använder hjärnan material i vår omgivning för att bestämma vad som är rakt. Till exempel ett staket eller en byggnad. Det är därför inte ovanligt att personer som har kommit vilse i öknen lätt börjar gå i en cirkel, där finns inget rakt som kan användas som kalibreringsmaterial. I fodersammanhang innebär kalibrering att ett flertal foderprover analyseras på det traditionella sättet i ett laboratorium för att sedan skannas med nära infrarött ljus. Dessa två analyser kopplas sedan samman och NIR-analys kan därefter användas för att analysera nya okända prover.

Inte allt för sällan görs bara en enda kalibrering för en större samling fodersorter, vilket resulterar i att NIR-analysen av näringsinnehållet i nytillverkade foder ger missvisande resultat som i sin tur kan resultera i att djuren får i sig fel mängd näringsämnen. I detta examensarbete undersöktes möjligheten att dela upp kalibreringen för suggfoder som innehåller vegetabiliska fetter respektive fiskolja, för att se om säkrare näringsinnehållsvärden kunde erhållas. Resultatet blev att framförallt suggfoder innehållande fiskolja fick en bättre kalibrering om denna gjordes separat, medan kalibreringen för suggfoder innehållande vegetabiliska oljor inte påverkades lika mycket.

• author: Nilsson, Camilla
• supervisor: Johan Svensson Bonde
• organization: Pure and Applied Biochemistry
• course: KBK820 20161
• year: 2016
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: RMSEP, Validation, PLS, Calibration, NIR, SNV, Sow Feed, Fish oil, AkoFeed Standard, R2, KBK820, applied biochemistry, tillämpad biokemi
• language: English
• id: 8892634
• date added to LUP: 2016-09-30 12:31:23
• date last changed: 2016-09-30 12:31:23