Infravermelho detecta contaminantes em grãos

Publicado em 15/08/2016

Método prático executado por equipamento portátil tem sido utilizado com êxito para avaliar a qualidade e detectar contaminantes em grãos como arroz, milho, trigo e soja. Por meio da técnica chamada NIRS, sigla em inglês de "espectroscopia no infravermelho próximo", pesquisadores têm conseguido detectar com precisão e economia contaminantes presentes nesses alimentos.

clique para ampliarEquipamento NIR espectral (Foto: Casiane Tibola)

Os dispositivos portáteis NIRS permitem realizar análises fora do laboratório, de forma mais rápida e com menor custo. "Os resultados de determinações de qualidade de grãos podem ser gerados pelo próprio técnico, no local onde o produto é obtido, no campo ou na indústria, sem destruir a amostra e em tempo real. Isso inverte o caminho de obter a amostra e entregar ao laboratório. Com os NIRS portáteis o ‘laboratório' vai até a amostra, melhorando e agilizando o acesso a informações para a tomada de decisão", explica o pesquisador da Embrapa Algodão (PB) Everaldo Paulo de Medeiros.

As avaliações por meio do NIRS fazem parte do projeto Métodos Rápidos para Avaliar Indicadores de Qualidade Tecnológica e Contaminantes em Grãos, liderado pela Embrapa Trigo (RS) e executado em colaboração com cooperativas, indústria de alimentos e outros centros de pesquisa da Embrapa. A contaminação dos grãos pode comprometer a qualidade final dos alimentos, seja por meio de resíduos e impurezas, ou mesmo por causa de micotoxinas que podem ser acumuladas ainda na lavoura.

O NIRS é um método de alta precisão que analisa alimentos por meio de radiação eletromagnética. A técnica é uma integração da espectroscopia e quimiometria (estatística associada a dados químicos) que trata os dados obtidos gerando curvas de calibração e de validação. "Os métodos baseados em espectroscopia têm recebido atenção, especialmente devido à preparação mínima da amostra, rapidez, otimização de mão de obra e baixo custo. O tempo de análise requer dois minutos e o custo limita-se à manutenção periódica do equipamento", explica a pesquisadora da Embrapa Trigo Casiane Tibola.

Custos operacionais menores

Além da portabilidade e facilidade de operação, o preço também é um diferencial nos equipamentos, de acordo com Medeiros, da Embrapa Algodão. "O instrumento que estamos avaliando é de 30 a 70 vezes mais barato do que outros disponíveis no mercado, além de não depender de instalações físicas de laboratório para realização do trabalho", compara. Segundo o pesquisador, o instrumento que a Embrapa está testando custa U$ 1 mil, enquanto um similar chega U$ 30 mil. Um equipamento de bancada (estático) custa U$ 72 mil, ou seja, daria para comprar 30 ou 70 unidades de dispositivos portáteis.

Além disso, os NIRS portáteis resultam em menor impacto ambiental, sem o uso de reagentes, geração de resíduos e menor exposição dos colaboradores a condições insalubres. "Obviamente os instrumentos estáticos de laboratório tendem a produzir melhores resultados sem as interferências do ambiente externo, mas os equipamentos portáteis têm apresentado uma série de vantagens", conclui o pesquisador.

Nas empresas e cooperativas, o método NIR está sendo adotado para monitoramento online de lotes de soja e derivados, permitindo agilidade na obtenção de resultados e economia na realização das análises. As principais funcionalidades são para quantificar teores de proteína, umidade e óleo. "A pesquisa está verificando para quais parâmetros de qualidade dos grãos o NIR apresenta melhor desempenho em relação aos métodos tradicionais de análise", conta a pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo Maria Lúcia Simeone.

Conforme a pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo (MG) Maria Lúcia Simeone, a técnica de espectroscopia NIR foi reconhecida como uma poderosa ferramenta para análises quantitativas e qualitativas de parâmetros químicos e físicos. "Sua propagação nos vários ramos da indústria pode ser atribuída principalmente à sua habilidade para processar amostras com mínima ou nenhuma manipulação analítica. Mas, para que a técnica seja empregada com boa acurácia e precisão, a cada característica de interesse, é necessário realizar a construção de um bom modelo multivariado de calibração", explica a pesquisadora.

Aplicações do NIRS

As principais aplicações do NIRS no Brasil são na indústria farmacêutica, de combustíveis e de polímeros, além da agricultura. Na Embrapa Trigo, o NIR tem sido utilizado para análise de qualidade tecnológica de trigo. Dessa forma, grãos e derivados são avaliados em características como umidade, glúten úmido, teor de óleo, proteína, aminoácidos, ácidos graxos, entre outras. Um novo equipamento adquirido recentemente, o NIR hiperespectral, será utilizado para detectar grãos com sintomas de giberela na predição dos níveis de micotoxinas, além de grãos germinados e fragmentos de insetos.

Veja como funciona o equipamento NIRS:

Ajustando a metodologia

Um workshop realizado em maio, em Passo Fundo (RS), reuniu colaboradores do projeto com a finalidade de discutir o tratamento de dados gerados no uso do NIR e compartilhar resultados na troca de experiência entre os usuários. "Neste momento, estamos priorizando o desenvolvimento, a adaptação e a validação das metodologias, por isso as informações e os encontros são restritos aos colaboradores. Posteriormente, vamos compartilhar com a cadeia produtiva para ampliar a adoção dos equipamentos em estratégias que assegurem a qualidade final dos alimentos", acrescenta a pesquisadora da Embrapa Trigo Casiane Tibola.

O projeto prioriza quatro culturas: trigo, arroz, soja e milho e envolve as Unidades da Embrapa: Trigo, Milho e Sorgo, Soja e Clima Temperado. Além dessas, o tratamento estatístico e matemático dos dados conta com a colaboração da Unicamp da Universidade Federal da Paraíba e outras três Unidades da Embrapa: Algodão, Informática e Instrumentação. A cadeia produtiva envolvida com esses grãos também está colaborando na divulgação e na validação das tecnologias.

Fonte: Embrapa