Estudo de grãos demonstra a aplicabilidade do MicroNIR ™ para análise de qualidade de alimentos

Estudos realizados nos Estados Unidos pelo FDA (Food and Drug Administration: agência federal do Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos Estados Unidos, responsável pela proteção e promoção da saúde pública através do controle e supervisão da segurança alimentar, medicamentos, produtos veterinários e outros) verificaram que nos últimos anos 48 milhões de pessoas adoeceram devido à doenças transmitidas por alimentos, esse número é equivalente a 1 em cada 6 pessoas. Além disso, isso gera prejuízo para as indústrias, estimado entre USD10 e USD15 bilhões por ano, afetando aproximadamente 10% de todos os produtos alimentares vendidos.

Para tomar medidas proativas e preventivas, em vez de respostas reativas a esses problemas, os Estados Unidos aprovaram uma lei, com regras e regulamentos a serem seguidos focados na prevenção, inspecionando, aprimorando a rastreabilidade do produto, impedindo sua alteração ou contaminação, e garantindo a segurança da importação, por exemplo.

Com isso, métodos analíticos para testar e inspecionar adulteração ou contaminação de produtos desempenham um papel fundamental, ajudando as indústrias a se adequarem às novas normas.

A espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) é uma técnica conhecida, que já vem sido usada em indústrias de alimentos, rações e agricultura por décadas para análise da composição de grãos, forragens e cereais, para amadurecimento de frutas e autenticação de produtos alimentícios.

Com a crescente miniaturização e acessibilidade dos instrumentos NIR, da maneira que foi realizado com o espectrômetro da VIAVI Solutions, MicroNIR™, realizar medidas em campo, na fazenda ou em qualquer lugar da cadeia de suprimentos é crucial para democratizar a tecnologia e permitir o fornecimento de alimentos mais seguro.

Para avaliar a capacidade do espectrômetro MicroNIR para análise rápida e não destrutiva de grãos, um estudo foi realizado pela Universidade Estadual de Iowa.

Modelos de calibração e validação cruzada foram criados a partir de amostras de soja, farelo de soja, farelo de milho, farelo de padaria e grãos destilados secos, representando diferentes colheitas. Os modelos foram criados para determinar a concentração de umidade, proteína, óleos, fibras e amido. Os valores de referência de cada amostra foram medidos usando um equipamento NIR de bancada ou técnicas analíticas úmidas.

O espectrômetro MicroNIR PRO ES foi colocado sob um recipiente de acrílico com 100 mm de diâmetro com o material a ser analisado, sem rotação. O espectrômetro estava sendo utilizado no modo de reflexão difusa, o tempo de integração foi ajustado para 11.500 microssegundos, o número total de varreduras realizadas por medida foi fixado em 50 e foram feitas 3 medidas por amostra. Após a aquisição dos dados, diversos métodos de processamento de dados foram avaliados. Os melhores resultados foram obtidos com a combinação de métodos de pré-tratamentos: correção de dispersão multiplicativa, média e suavização de Savitzky-Golay. Os modelos de calibração foram desenvolvidos com regressão de mínimos quadrados parciais (PLS) usando o Software Unscrambler ®, comercializado pela CAMO Software.

Pode-se observar, na tabela ao lado, o teor de umidade, proteína, óleo e fibra presente nas calibrações de soja.

A tabela abaixo resume o modelo de calibração PLS de cada constituinte:

As curvas de regressão PLS correspondentes para os valores previstos versus medidos de cada constituinte são fornecidas abaixo. Fonte e símbolos azuis representam dados de calibração, cores vermelhas representam dados de validação cruzada, o eixo X representa dados de “referência” e o eixo Y representa dados previstos com o MicroNIR.

Este estudo preliminar mostra que o espectrômetro MicroNIR é capaz de realizar análises químicas precisas dos grãos. Pode-se esperar melhores resultados com o uso de um copo rotativo para evitar medições através de uma superfície plástica. No entanto, os resultados de desempenho são muito promissores para a indústria de alimentos e animais.

O tamanho pequeno do espectrômetro, sua relação custo-benefício e o desempenho permitirão o teste de grãos em campo durante a estação de colheita, para verificação do fornecedor ou no momento da negociação.

*Os resultados de calibração e validação cruzada de farelo de soja, farelo de milho, farelo de padaria e grãos destilados secos também mostraram resultados comparáveis aos da soja, cujos detalhes podem ser encontrados no relatório original publicado pela Iowa State University.