Brasil - NIRS, revoluciona la evaluación de la calidad del grano

La investigación innovadora está revolucionando la forma en que evaluamos la calidad de los cereales, como el maíz y el sorgo. Científicos de Embrapa y Spectral Solutions lograron combinar la técnica analítica de Espectroscopía de Infrarrojo Cercano (NIR) en equipos portátiles con el modelo matemático de calibración multivariada para identificar y cuantificar diferentes componentes en muestras de granos. Este nuevo método es capaz de determinar la composición química de alimentos esenciales para la salud humana y animal de forma rápida, precisa, a bajo coste y sin destruir el material evaluado. El estudio se publica en Revista de Composición y Análisis de Alimentos.

Según la investigadora de la Embrapa Milho e Sorgo (MG) y líder de este proyecto, Maria Lúcia Simeone, la NIR (espectroscopia de infrarrojo cercano) es reconocida hoy como una poderosa herramienta para análisis cuantitativos y cualitativos de parámetros químicos y físicos. “Al interactuar con la materia, genera un espectro característico, similar a una huella molecular. Este espectro contiene información detallada sobre la composición química de la muestra”, explica.

Por otro lado, se clasifica como una técnica secundaria, yaque depende de un modelo matemático que correlaciona datos espectrales con resultados obtenidos por métodos analíticos convencionales (métodos de referencia). “Ahí entra la calibración multivariante, que permite procesar los datos obtenidos mediante luz NIR”, añade Simeone

En esta nueva práctica, los investigadores utilizaron equipos portátiles de espectroscopía NIR para analizar una gran cantidad de muestras de maíz y sorgo. A continuación, los espectros de las muestras terrestres se sometieron a un complejo análisis estadístico, conocido como quimiometría.

Este análisis relaciona las características espectrales de las muestras con los valores de referencia obtenidos por métodos analíticos convencionales. “Los modelos producidos fueron incorporados al software Spectral para permitir el seguimiento de la evaluación de nuevas muestras directamente en la pantalla de una notebook o de un teléfono celular”, dice el investigador.

Según ella, este nuevo enfoque con NIR portátil aporta muchos beneficios. Uno de ellos es la velocidad. “El análisis por espectroscopia NIR es mucho más rápido que los métodos tradicionales, lo que permite evaluar la calidad del grano en tiempo real”, destaca.

También destaca la precisión. La calibración multivariante garantiza una alta precisión en la determinación de la composición química, con resultados comparables a los métodos de referencia.

Otra ventaja es que no es destructivo. La técnica no daña la muestra, permitiendo su posterior análisis. Además, el equipo es portátil y permite el análisis de granos directamente en la muestra molida, facilitando el control de calidad en las diferentes etapas de la cadena productiva.

“Con todo esto, tenemos una mejor relación calidad-precio. La reducción del tiempo de análisis y la eliminación de la necesidad de reactivos químicos hacen que la técnica sea más económica y sostenible”, apunta el investigador.

El futuro del análisis de granos
“La espectroscopia NIR portátil y la calibración multivariada representan un avance significativo en el área del análisis de alimentos. Tienen el potencial de transformar la forma en que evaluamos la calidad del grano, abriendo nuevas perspectivas para la agricultura de precisión, el control de calidad y la seguridad alimentaria”, considera Simeone.

La investigación reporta varios beneficios para la industria alimentaria y los consumidores, incluidas mejoras en la calidad del producto. “La evaluación rápida y precisa de la composición química de los cereales nos permite identificar y rechazar lotes de baja calidad, garantizando productos más seguros y nutritivos”, añade.

La optimización de los procesos de producción también es una ventaja. La técnica se puede utilizar para controlar la calidad de las materias primas, mejorar los procesos de producción y garantizar la consistencia de los productos finales.

“La automatización de los análisis y la reducción de tiempos contribuyen a reducir los costos de producción y aumentar la trazabilidad, ya que se puede utilizar tecnología para rastrear el origen y la calidad de los granos a lo largo de toda la cadena productiva, aumentando la confianza del consumidor”, destaca el investigador.

Postcosecha y calidad de los granos almacenados
Algunos cuellos de botella observados en las operaciones posteriores a la cosecha de granos también pueden minimizarse con la aplicación de espectroscopía NIR portátil y calibración multivariada en las cadenas de granos, proteínas animales y biocombustibles, que reciben y procesan estos productos.

“La reducción del tiempo de análisis, manteniendo la precisión, es una gran ventaja, especialmente en las temporadas pico de cosecha, cuando la operación de recolección es rápida y la entrega de granos a las industrias y unidades de almacenamiento tiene que seguir la misma dinámica para evitar reducir la fluidez y generar colas, con el consiguiente daño a la calidad de los granos”, destaca el investigador de Embrapa Marco Aurélio Guerra Pimentel.

Incluso en las etapas de poscosecha, la técnica puede contribuir a reducir las pérdidas y mantener la calidad de los granos almacenados. “Además de los resultados relacionados con la composición química de los granos, la nueva práctica puede identificar la presencia de insectos, que tienen su estado larvario interno, dentro de los granos, lo que dificulta la identificación visual y requiere un análisis que requiere mucho tiempo para identificar la infestación. Con espectroscopía NIR portátil y calibración multivariada, podemos identificar lotes infestados de forma rápida y precisa”, destaca Pimentel.

_{^{Foto: Marco Aurélio Pimentel}}

Otro detalle que destaca el investigador es que el seguimiento de la calidad de los granos durante el almacenamiento también es muy importante para cumplir con los estándares de calidad exigidos por las industrias y los consumidores internos y externos.

“El uso de equipos portátiles brinda flexibilidad a los operadores para evaluar en tiempo real la calidad del producto que compran, venden o están destinados a procesar, garantizando calidad y niveles nutricionales para la alimentación humana y animal”, afirma Pimentel.

Análisis en dos segundos
MicroNIR ya está disponible en el mercado. Se trata de un equipo NIR portátil, de apenas 200 gramos y que funciona a través de teléfonos inteligentes (tanto Android como iOS), que analiza con precisión los granos en dos segundos. “La alianza con Embrapa fue clave para la utilización de nuestros equipos en el sector de granos y nutrición animal”, dice Felipe de Aquino, fundador de Spectral Solutions.

“Embrapa es referencia mundial en investigación agrícola y su equipo de expertos contribuyó a la calidad analítica que entregamos con esta solución”, agrega.

Aquino señala que, además del maíz y el sorgo, MicroNIR puede recibir otras calibraciones. Spectral Solutions tiene alianzas con otros centros de Embrapa para desarrollar aplicaciones con diferentes cultivos agrícolas.