Testes de qualidade de alimentos que tradicionalmente levam horas – ou dias – para serem realizados no laboratório agora podem ser concluídos em apenas alguns minutos, sem a necessidade de se afastar da linha de produção.
“Isso é uma virada de jogo para a indústria. Isso permite que você saia do laboratório e teste na linha de produção ou até mesmo no campo”, disse Luis Rodriguez-Saona, professor de ciência e tecnologia de alimentos na Universidade Estadual de Ohio.
Nos últimos 16 anos, o cientista alimentar da Universidade Estadual de Ohio Faculdade de Ciências Alimentares, Agrícolas e Ambientais tem examinado o uso da tecnologia infravermelha para determinar a qualidade dos produtos alimentícios. Rodriguez-Saona também é cientista do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Agrícola de Ohio, o braço de pesquisa da faculdade.
Nos últimos quatro anos, surgiram no mercado scanners portáteis e o seu trabalho revelou-se inestimável na sua adaptação às necessidades da indústria alimentar.
“Com o suco de tomate, podemos observar 12 atributos diferentes em menos de um minuto”, disse Rodriguez-Saona. “Tudo isso levaria várias horas, senão dias, para coletar e testar uma amostra da maneira tradicional.”
Entre outras colaborações, nos últimos cinco anos Rodriguez-Saona assinou contrato com o Liga de Processadores de Alimentos da Califórnia para testar suco de tomate e pasta de tomate. Califórnia produz mais de 90% dos tomates processados do país e quase metade dos tomates processados cultivados em todo o mundo.
“A operação é incrível”, disse Rodriguez-Saona. “Eles têm muitas linhas de produção e, a cada hora, enviam amostras ao laboratório para monitorar a qualidade dos diferentes lotes.”
Esses testes são necessários para garantir a segurança e a qualidade do suco de tomate, grande parte do qual é processado posteriormente em pasta de tomate e outros produtos.
Atualmente, a indústria está a utilizar a tecnologia para complementar a monitorização tradicional, mas o trabalho de Rodriguez-Saona pode ser fundamental para obter aprovação para a utilizar como método de teste principal. Até agora, Rodriguez-Saona publicou cinco papéis científicos sobre o uso de tecnologia infravermelha para processamento de tomates.
“Agora, eles coletam amostras, levam-nas ao laboratório de garantia de qualidade e levam várias horas para concluir alguns dos testes. Eles também precisam de pessoal qualificado para fazer este trabalho. É demorado e caro.”
Se o teste identificar algum problema com o produto, o processador precisará vendê-lo com desconto ou reprocessá-lo.
“Mas com esta unidade – que é tão pequena, como uma lancheira – você pode trazê-la para a fábrica para fazer avaliações em tempo real da qualidade do produto e fazer ajustes no processamento imediatamente, em vez de esperar que os resultados do laboratório cheguem. .”
Em seus estudos, Rodriguez-Saona usa sensores infravermelhos fabricados por desenvolvedores líderes, incluindo Agilent Technologies e Thermo Fisher Scientific. Os instrumentos portáteis de luz infravermelha foram inicialmente projetados para o Departamento de Defesa, a Agência Antidrogas e a indústria farmacêutica para identificar a presença de explosivos e drogas ilícitas e para testar produtos farmacêuticos em busca de falsificações. Alguns dos scanners portáteis são tão grandes quanto caixas de ferramentas e outros são portáteis.
“Somos os primeiros a obter esses instrumentos para analisar aplicações na indústria alimentícia”, disse.
O processo de teste é aparentemente simples: uma amostra do produto, menor que uma ervilha, é colocada no scanner ou escaneada com o espectrômetro portátil. Uma luz infravermelha tem como alvo grupos funcionais específicos nas moléculas que compõem o alimento; moléculas diferentes absorvem a luz em frequências diferentes.
“Isso produz um espectro baseado na absorção de luz”, disse Rodriguez-Saona. “Submetemos esse espectro a análises multivariadas para identificar as informações que procuramos.
“Eu igualo o espectro a uma foto panorâmica. Ele contém muitas informações, mas para encontrar as informações que você procura é necessário estudá-las com atenção. A análise multivariada é como uma lupa que permite fazer isso, utilizando a quimiometria para identificar um sinal específico que está associado a uma molécula específica.
“Basicamente, é como encontrar Waldo.”
Rodriguez-Saona desenvolveu os algoritmos para os scanners usarem na detecção de diferentes aspectos dos alimentos, e seu caso verifique se os resultados estão de acordo com os testes de laboratório tradicionais. Os atributos alimentares testados em tomates processados concentram-se na consistência, textura e sabor, incluindo sólidos solúveis, pH, acidez, viscosidade, açúcares e ácidos orgânicos.
Além do trabalho com tomate processado, Rodriguez-Saona e sua equipe de estudantes de pós-graduação estudaram diferentes atributos das batatas fritas, incluindo um avaliação da qualidade do óleo e os votos de presença de acrilamida.
A qualidade do óleo é um problema, uma vez que os óleos e gorduras comestíveis são um dos a maioria dos alimentos falsificados na indústria, e os métodos tradicionais para testá-los são demorados, complicados e caros e geram grandes quantidades de resíduos, disse Rodriguez-Saona. Em julho, ele moderará uma sessão, Adulteração por Motivação Economica: Desafios e Inovações na Detecção de Fraude Alimentar, na reunião anual do Institute of Food Technologists em Chicago, e fará uma apresentação sobre tecnologias portáteis para rastrear adulterantes em alimentos.
A presença de acrilamida em batatas fritas e outros tipos de batatas fritas em altas temperaturas há muito tempo é um problema na indústria e, em 2010, a Organização Conjunta para a Alimentação e a Agricultura e um comité da Organização Mundial de Saúde consideraram-na uma preocupação para a saúde humana. Mas o equipamento necessário para testar a acrilamida tem um custo proibitivo para a maioria das empresas realizarem testes por conta própria, e o envio de amostras para um laboratório terceirizado pode levar semanas para obter resultados, disse ele.
“Os níveis de acrilamida são atualmente regulamentados apenas na Califórnia como parte da Proposta 65, oficialmente conhecida como Lei de Água Potável Segura e Repressão a Tóxicos de 1986, mas tenho conversado muito com empresas e elas querem encontrar uma maneira econômica de medir isso. Então, estamos trabalhando para desenvolver isso.”
Rodriguez-Saona também está solicitando financiamento do Departamento de Agricultura dos EUA.
“No momento, trabalhamos com empresas e desenvolvemos algoritmos que se adaptam às suas aplicações exclusivas. Mas com o financiamento do USDA, seríamos capazes de trabalhar em alguns destes grandes problemas, como a acrilamida ou a adulteração, e desenvolver algoritmos para realizar testes infravermelhos em alimentos que estariam disponíveis para qualquer pessoa.”
Os fabricantes de alimentos em Ohio e em outros lugares interessados em aprender mais sobre a tecnologia podem entrar em contato com Rodriguez-Saona por e-mail em rodriguez-saona.1@osu.edu ou ligue para 614-292-3339.