- Desenvolvida pela Embrapa e a Spectral Solutions, a nova prática reúne as vantagens da ferramenta analítica NIR e do modelo matemático de calibração multivariada.
- A inovação reduz custos de produção e abre novas perspectivas para a agricultura de precisão, o controle de qualidade e a segurança alimentar.
- Pode contribuir também para reduzir perdas e manter a qualidade dos grãos armazenados na fase de pós-colheita.
- Tem potencial para beneficiar consumidores, uma vez que permite identificar e rejeitar lotes de baixa qualidade, garantindo produtos mais seguros e nutritivos.
- A tecnologia será apresentada na 34ª edição do Congresso Nacional de Milho e Sorgo, que acontece de 9 a 12 de setembro, em Palma, TO.
Uma pesquisa inovadora está revolucionando a forma de avaliar a qualidade de grãos, como o milho e o sorgo. Cientistas da Embrapa e da Spectral Solutions conseguiram aliar a técnica analítica de Espectroscopia do Infravermelho Próximo (NIR, sigla em inglês) em um equipamento portátil ao modelo matemático de calibração multivariada para identificar e quantificar diferentes componentes em amostras de grãos. Esse novo método é capaz de determinar a composição química de alimentos essenciais à saúde humana e animal com rapidez, precisão, baixo custo e sem destruir o material avaliado. O estudo está publicado no Journal of Food Composition and Analysis.
Segundo a pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo (MG) e líder desse projeto, Maria Lúcia Simeone, a NIR (Near-Infrared Spectroscopy) é reconhecida hoje como uma ferramenta poderosa para análises quantitativas e qualitativas de parâmetros químicos e físicos. “Ao interagir com a matéria, gera um espectro característico, semelhante a uma impressão digital molecular. Este espectro contém informações detalhadas sobre a composição química da amostra”, explica.
Por outro lado, é classificada como uma técnica secundária, pois depende de um modelo matemático que correlacione os dados espectrais com resultados obtidos por métodos analíticos convencionais (métodos de referência). “É aí que entra a calibração multivariada, que permite tratar os dados obtidos pela luz NIR”, acrescenta Simeone
Nessa nova prática, os pesquisadores utilizaram um equipamento portátil de espectroscopia NIR para analisar um grande número de amostras de milho e sorgo. Os espectros das amostras moídas foram, então, submetidos a uma análise estatística complexa, conhecida como quimiometria.
Essa análise relaciona as características espectrais das amostras com os valores de referência obtidos por métodos analíticos convencionais. “Os modelos produzidos foram incorporados no Spectral Software para permitir que a avaliação de novas amostras possa ser acompanhada diretamente na tela de um notebook ou celular”, conta a pesquisadora.
Segundo ela, essa nova abordagem com o NIR portátil traz muitos benefícios. Um deles é a rapidez. “A análise por espectroscopia NIR é muito mais rápida do que os métodos tradicionais, permitindo uma avaliação em tempo real da qualidade dos grãos”, destaca.
A precisão também se destaca. A calibração multivariada garante alta precisão na determinação da composição química, com resultados comparáveis aos métodos de referência.
Outra vantagem é não ser destrutiva. A técnica não danifica a amostra, permitindo análises subsequentes. Além disso, o equipamento é portátil, permite a análise dos grãos diretamente na amostra moída, facilitando o controle de qualidade em diferentes etapas da cadeia produtiva.
“Com tudo isso, temos um custo-benefício melhor. A redução do tempo de análise e a eliminação da necessidade de reagentes químicos tornam a técnica mais econômica e sustentável”, pontua a pesquisadora.
Futuro da análise de grãos
“A espectroscopia NIR portátil e a calibração multivariada representam um avanço significativo na área de análise de alimentos. Têm o potencial de transformar a forma como avaliamos a qualidade dos grãos, abrindo novas perspectivas para a agricultura de precisão, o controle de qualidade e a segurança alimentar”, considera Simeone.
São diversos benefícios para a indústria de alimentos e para o consumidor, relatados na pesquisa, incluindo a melhoria na qualidade dos produtos. “A avaliação rápida e precisa da composição química dos grãos permite identificar e rejeitar lotes de baixa qualidade, garantindo produtos mais seguros e nutritivos”, acrescenta.
A otimização dos processos produtivos também é uma vantagem. A técnica pode ser utilizada para monitorar a qualidade das matérias-primas, aperfeiçoar os processos de produção e garantir a consistência dos produtos finais.
“A automatização das análises e a redução do tempo contribuem para a diminuição dos custos de produção e para o aumento da rastreabilidade, uma vez que a tecnologia pode ser utilizada para rastrear a origem e a qualidade dos grãos ao longo de toda a cadeia produtiva, aumentando a confiança do consumidor”, destaca a pesquisadora.
Pós-colheita e qualidade dos grãos armazenados
Alguns gargalos observados nas operações após a colheita dos grãos também podem ser minimizados com a aplicação da espectroscopia NIR portátil e da calibração multivariada nas cadeias de grãos, proteína animal e biocombustíveis, que recebem e processam estes produtos.
“A redução do tempo de análise, mantendo a precisão, é uma grande vantagem, especialmente nas épocas de pico de safra, quando a operação de colheita é rápida e a entrega dos grãos nas indústrias e unidades armazenadoras tem que acompanhar a mesma dinâmica para não reduzir a fluidez e gerar filas, com consequente prejuízo à qualidade dos grãos”, evidencia o pesquisador da Embrapa Marco Aurélio Guerra Pimentel.
Ainda nas etapas de pós-colheita a técnica pode contribuir para reduzir perdas e manter a qualidade dos grãos armazenados. “Além dos resultados relativos à composição química dos grãos, a nova prática pode identificar a presença de insetos, que têm sua fase larval interna, dentro dos grãos, o que dificulta a identificação visual e demanda uma análise demorada para identificar a infestação. Com a espectroscopia NIR portátil e a calibração multivariada, temos condições de identificar lotes infestados de forma rápida e com precisão”, ressalta Pimentel.
Outro detalhe enfatizado pelo pesquisador é que o monitoramento da qualidade dos grãos durante a armazenagem também é muito importante para atender aos padrões de qualidade demandados pelas indústrias e consumidores internos e externos.
“O uso do equipamento portátil traz a flexibilidade aos operadores para avaliar em tempo real a qualidade do produto que estão comprando, vendendo ou que está sendo destinado ao processamento, garantindo os níveis de qualidade e nutricionais para alimentação humana e animal”, diz Pimentel.
Análise em dois segundos
O MicroNIR já está disponível no mercado. É um equipamento NIR portátil, de apenas 200 gramas e operação via smartphones (tanto Android quanto iOS), que analisa grãos em dois segundos com precisão. “A parceria com a Embrapa foi chave para o uso de nosso equipamento no setor de grãos e de nutrição animal”, diz Felipe de Aquino, fundador da Spectral Solutions.
“A Embrapa é uma referência mundial em pesquisa agrícola e seu time de especialistas contribuiu para a qualidade analítica que entregamos com esta solução”, acrescenta.
Aquino observa que, além do milho e do sorgo, o MicroNIR pode receber diversas outras calibrações. A Spectral Solutions tem parcerias com outros centros da Embrapa para o desenvolvimento de aplicações com diferentes culturas agrícolas.
