Sua dieta depende da espectroscopia de infravermelho próximo.

Você dificilmente conseguiria começar o dia sem alguns grãos. Isso pode incluir aveia, um muffin de farelo ou até mesmo canjica, se você gostar.

Na verdade, os grãos fazem parte da nossa alimentação diária. O Departamento de Agricultura dos EUA define grãos como qualquer alimento feito de trigo, arroz, aveia, fubá, cevada ou outro cereal. Isso inclui pão, macarrão, mingau de aveia, cereais matinais e tortillas.

O que você talvez não saiba é que a espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) desempenha um papel crucial no monitoramento da segurança, qualidade e benefícios para a saúde desses grãos.

A espectroscopia NIR é amplamente aplicada na pesquisa em ciência e tecnologia de alimentos. Tornou-se uma das técnicas analíticas mais comuns no setor devido ao seu baixo custo, processamento rápido e natureza não destrutiva. Atualmente, a espectroscopia NIR é uma técnica bem reconhecida na indústria de processamento de trigo e cereais para avaliação rotineira da qualidade.

Os cereais são um alimento básico em todo o mundo. Trigo, arroz e milho representam as culturas agrícolas mais importantes. Esses produtos fornecem mais da metade da ingestão calórica, ou energética, mundial, de acordo com o USDA (Departamento de Agricultura dos Estados Unidos). A qualidade dos produtos alimentícios depende estritamente da qualidade das matérias-primas utilizadas. Portanto, avaliar sua composição, pureza e características físico-químicas é de interesse para a indústria alimentícia, para os produtores rurais e para a comunidade científica que atende a esses setores.

Os grãos possuem diversas propriedades que impactam sua qualidade, segurança e valores nutricionais. Proteínas, umidade, compostos fenólicos e fungos são algumas dessas características. Engenheiros utilizam a espectroscopia NIR para detectar essas propriedades.

A medição de proteína e umidade em trigo e outros grãos está entre as aplicações mais difundidas da espectroscopia NIR, de acordo com uma pesquisa de 2018 conduzida por Nicola Caporaso, Martin Whitworth e Ian Fisk. A espectroscopia fornece informações sobre as propriedades químicas de um material, e a espectroscopia NIR é utilizada na avaliação de grãos de cereais. O grupo demonstrou o potencial de métodos baseados em NIR para prever o teor de proteína, danos por germinação e atividade da α-amilase em trigo e cevada. Eles também mostraram uma avaliação de parâmetros de qualidade em outros cereais, como arroz, milho e aveia, e a estimativa de infecção fúngica.

As aplicações tradicionais da espectroscopia NIR para cereais utilizavam trigo moído no estudo. No entanto, os pesquisadores demonstraram que é possível prever com precisão a composição do trigo usando NIR diretamente em grãos inteiros. Isso representa um grande avanço com benefícios em termos de preparação da amostra, custo e aplicabilidade.

A espectroscopia NIR tem sido aplicada para prever alguns componentes principais de grãos, como umidade, proteínas e lipídios. Ela demonstrou um desempenho tão bom que, em muitos casos, é preferida aos métodos tradicionais de química úmida para análises de rotina.

Tradicionalmente, o uso de material moído elimina a informação relativa à variabilidade natural dos grãos individuais dentro de uma amostra. Sua natureza implica a medição de uma média. No entanto, a moagem proporciona um material uniforme no espectrômetro. Portanto, os pesquisadores geralmente obtêm melhores previsões em comparação com a medição de grãos inteiros.

Mas a moagem consome muito tempo e representa uma limitação quando os engenheiros precisam analisar um grande número de amostras. A espectroscopia NIR permite analisar grãos individuais em vez de amostras em massa.

O teor de proteína no trigo tem sido um dos principais objetivos da espectroscopia NIR para aplicações em grãos individuais e em massa. Por exemplo, a espectroscopia de reflectância NIR tem sido aplicada para avaliar a variabilidade proteica em grãos individuais de trigo de diferentes classes do USDA. Também foi demonstrado que o teor de proteína no trigo pode ser estimado por espectros de reflectância NIR de grãos individuais com desempenho equivalente ao da instrumentação NIR convencional para grãos em massa.

A espectroscopia NIR permitiu previsões precisas do teor de fenólicos totais e de ácido p-cumárico livre na cevada. A espectroscopia NIR também foi utilizada para prever o teor de proteínas e amilase na farinha de arroz.

Segundo os pesquisadores, as micotoxinas do milho são um problema comum em todos os países produtores. O crescimento de fungos toxigênicos pode afetar drasticamente a qualidade e a segurança dos produtos, tanto para a nutrição humana quanto animal. A espectroscopia NIR tradicional tem sido utilizada em diversas aplicações para a detecção de fungos micotoxigênicos e seus metabólitos tóxicos.

HORIBA Scientific fabrica diversos espectrômetros NIR, incluindo unidades manuais e como parte de sistemas personalizados.