Ressonância magnética investiga padrão de qualidade de alimentos

Publicado em 05/04/2017

Conhecida principalmente como técnica de diagnóstico médico por imagens, a Ressonância Magnética (RM) não só enxerga detalhes do corpo humano como tem potencial para investigar alterações em produtos que fazem parte da mesa do consumidor. Essa tecnologia foi adaptada por cientistas para analisar alimentos frescos (frutas e carne bovina) e industrializados (azeite de oliva, maionese, molhos de salada e vinho).

A análise pode ser feita em segundos, sem destruir a amostra ou abrir a embalagem, e é capaz de identificar alterações nos produtos e outras informações como teor de gordura, excesso de água na composição das amostras analisadas e ainda se a fruta está doce ou azeda.

A RM de baixo campo é o mais simples dos aparelhos de ressonância magnética e pode ser usado em todo tipo de alimento, desde que não esteja em embalagem metálica. A nova metodologia difere da RM de alta resolução e de uso laboratorial que vem sendo usada para determinar a estrutura química dos princípios ativos dos agroquímicos há mais de cinco décadas. Nessa técnica, as análises são realizadas em equipamentos tão caros quanto os de uso médico e as amostras são colocadas em tubos de cerca de meio centímetro de diâmetro, o que limita o tamanho do objeto a ser investigado.

O pesquisador Luiz Alberto Colnago, no Laboratório de Ressonância Magnética da Embrapa Instrumentação (SP) explica que a RM de baixo campo é cerca de 10 vezes mais barata que as técnicas usadas na medicina e em laboratórios: “Enquanto nos aparelhos de uso médico e laboratorial a análise pode durar horas, com a RM de baixo campo as análises químicas de amostras são feitas em apenas alguns segundos”.

Ao contrário dos aparelhos de uso médico, o de RM de baixo campo não gera imagem, nem um espectro, como nos equipamentos de uso laboratorial. O que se mede é o tempo de desaparecimento do sinal de ressonância. “Esse sinal é comparado com um banco de dados por programas estatísticos que transformam essa informação na composição química dos produtos agroalimentares”, explica.

Alimentos in natura
Com esse aparelho e os métodos desenvolvidos, é possível saber se algumas frutas estão doces ou azedas. Essa é uma dúvida constante do consumidor, porque ao chegar ao local de compra – supermercado, sacolão, frutaria, varejão e feiras – não é possível abrir e nem experimentar um melão ou uma ameixa, entre outras. Alguns comerciantes até colocam à disposição amostras para experimentar, mas são raras exceções.
No método convencional, a análise é por amostragem e a fruta é danificada, tendo de ser descartada após ser cortada em pedaços ou extraído o suco, que depois é avaliado em pequenos tubos.

No entanto, com o auxílio da tecnologia de RM, essa tarefa pode ser completada em poucos segundos, sem danificar a fruta, ao contrário do método convencional, no qual é preciso cortá-la para análise. 

A carne bovina é outro alimento que pode ser analisado pela RM de baixo campo. Considerada um alimento altamente nutritivo, uma fonte de proteínas e vitaminas A, B6, B12, D, E, além de minerais como ferro, zinco e selênio, entre outros nutrientes, a carne adquirida em supermercados não traz as informações da porção. “Os dados constantes nos rótulos das embalagens – quando há um rótulo – atualmente informam apenas um valor padrão para um tipo de carne”, explica Colnago.

Trabalhos desenvolvidos na Embrapa Instrumentação mostram que a RM pode indicar, em minutos, o teor de gordura, umidade, maciez, sabor e suculência da carne bovina. Nesse estudo foram realizados testes com carne da raça Bonsmara, fornecida pela Faculdade de Engenharia de Alimentos da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), em colaboração com a Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (Unesp) em Araraquara.

A técnica permite identificar até a raça ou sexo do animal, como mostraram os estudos com carne da raça Canchim, Angus e Bonsmara, da Embrapa Pecuária Sudeste. “A expectativa é que um dia, com essa análise, a carne adquirida no supermercado venha acompanhada de uma etiqueta com os parâmetros nutricionais, o valor de gordura daquele pedaço e não da carne bovina em geral, como é feito hoje”, diz o pesquisador. Dessa maneira, o consumidor poderia comprar a carne com o teor de gordura preferencial, levando em conta os fatores nutricionais e de paladar.

Alimentos industrializados
Além dos produtos in natura, a RM chegou também a alimentos industrializados, permitindo análises diretamente nas embalagens. Os testes comprovam que a técnica pode detectar alterações no azeite de oliva – como a mistura com óleo de soja – o teor de gordura em maionese, molhos de saladas e o volume de água em molhos, como o de mostarda – tudo isso sem que seja necessário retirar o produto da embalagem. 

No vinho, é possível identificar a origem ou as regiões produtoras sem ter de abrir a garrafa. Um experimento concluído no começo de 2016 com 53 garrafas de vinho tinto, originárias de 10 países, 16 regiões produtoras e 11 castas de uva apontou que os vinhos podem ser diferenciados pela região de plantio, segundo a concentração de manganês, que é um dos micronutrientes da uva. 

O teor de manganês da uva é incorporado pelo vinho e o seu teor depende diretamente das características do local de origem, tanto do solo no qual a uva foi plantada quanto do clima a que foi submetida. A ressonância magnética permite identificar alterações, como adição de água, álcool ou corante.

Colnago explica que a técnica gera informações que permitem obter a composição química e bioquímica dos produtos agroalimentares. “A ressonância é possível porque núcleos atômicos de cada elemento químico do material absorvem energia em uma frequência e rádio específica, sendo possível diferenciá-los dentro de uma mesma molécula, o que permite obter a composição química e bioquímica dos produtos analisados”, esclarece.

Atualmente são utilizados métodos químicos invasivos para a análise, o que quer dizer que o produto tem de ser retirado da embalagem.

Esquema de funcionamento

As pesquisas com ressonância magnética são desenvolvidas em parceria com diversas instituições, como a Universidade de São Paulo (USP) de São Carlos, Unesp de Araraquara, Unicamp, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), em Curitiba e Londrina, e Embrapa Pecuária Sudeste (SP). 

Princípio de funcionamento da RM em baixo campo
Assim como no caso do equipamento de uso médico e laboratorial, o aparelho de RMN em baixo campo consiste em um imã, uma antena ou sonda e uma estação de transmissão e recepção de ondas de rádio e um computador. Da mesma forma que em uma estação transmissora de rádio AM, o aparelho de RM envia um sinal de rádio para a amostra via uma antena desenvolvida pelo pesquisador Luiz Alberto Colnago. Essa antena fica dentro do imã, onde a amostra é colocada. 

A antena faz com que o sinal de rádio penetre no alimento. Após isso, a amostra – alimento – emite um sinal de rádio que é captado pela mesma antena. Esse sinal é digitalizado e analisado em um computador, que o converte para o usuário a informação sobre a qualidade do produto em análise. 

O pesquisador explica: “Quanto mais rápido o sinal de uma fruta desaparecer, mais doce ela será, isso porque o desaparecimento do sinal é proporcional à viscosidade da água dentro da fruta que, por sua vez, depende da quantidade de açúcar”. 

Para que o aparelho identifique as frutas com maior ou menor teor de açúcar é estabelecido primeiro um padrão. “É como se ele fosse treinado para reconhecer – de acordo com uma escala numérica – qual fruta tem em seu interior a água mais viscosa”, comenta.

Desafios
Bioquímico de formação, com dois pós-doutorados  na Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, o pesquisador vem estudando o tema há mais de 30 anos. Com resultados científicos já consolidados, o desafio agora é tecnológico, de construção de aparelhos portáteis e de baixo custo, que estejam disponíveis nos supermercados, onde os próprios consumidores possam analisar a composição dos produtos na hora e no próprio local da compra.

Os primeiros protótipos de pequeno porte, construídos com recursos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) de quase R$ 700 mil e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) – R$ 300 mil – já são realidade no Laboratório de Ressonância Magnética da Embrapa Instrumentação. Os aparelhos estão sendo testados e representam alternativas aos equipamentos gigantescos e de altos custos.

Os aparelhos de pequeno porte têm a capacidade de analisar uma fruta de cada vez, como um mamão ou maçã e embalagens de um quilo. Um deles, com 40 cm de diâmetro, que pesa 110 quilos, custa em torno de R$ 100 mil, preço bem inferior aos aparelhos comerciais, de 600 quilos e de 1,5 m de comprimento, que ficam na casa de milhões de reais. 

Atualmente o pesquisador lembra que não há nenhuma instituição no mundo realizando testes para análises de frutas, carnes frescas e produtos comerciais embalados utilizando aparelhos de baixo custo.
 

Interesse comercial
Os aparelhos da Embrapa Instrumentação ainda estão em fase de testes, mas já atraíram a atenção da empresa privada Fine Instrument Technology (FIT), que aposta na tecnologia de forma comercial. 

Daniel Consalter, gerente de produtos, acredita que no prazo de um ano os primeiros protótipos já estejam prontos para atender a uma demanda de cinco mil clientes, entre eles centrais de abastecimento de produtos agroalimentares, centros exportadores e importadores, cooperativas e centros de pesquisa. Alguns aparelhos já estão sendo produzidos sob encomenda e para algumas aplicações, como avaliação de óleo de dendê e suco de laranja.

Consalter adianta que o consumidor não terá dificuldade para analisar o produto que está disposto a adquirir, porque o aparelho terá uma interface amigável, dispensando conhecimento técnico. “Bastará apertar um botão para que o cliente daquele estabelecimento tenha acesso à informação sobre o produto”, explica. 

A FIT será a primeira empresa brasileira a desenvolver o módulo de controle do aparelho, que é a peça responsável por controlar o experimento. De acordo com Consalter, no mundo existem apenas dez empresas fabricantes do sistema.

Joana Silva (MTb 19.554/SP) 
Embrapa Instrumentação 
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Fonte: Embrapa