A Espectroscopia no Infravermelho Próximo, ou NIR (
Near-Infrared Spectroscopy,
na sigla em inglês), é uma das mais versáteis e promissoras ferramentas
do setor agrícola. Seu emprego tem auxiliado a caracterizar material
genético de caju, analisar compostos de plantas medicinais e até
agilizar a seleção de frutas, aprimorando o controle de qualidade. Todas
essas aplicações feitas com velocidade muito maior do que os métodos
convencionais.
Uma pessoa bem treinada consegue selecionar uma
fruta por segundo, em um centro de embalagem e distribuição de frutas.
Utilizando a NIR, é possível ampliar a produtividade de seleção para
mais de 50 frutas por segundo.
As frutas seguem em uma esteira e
passam pelo aparelho, que capta comprimento de onda e a intensidade da
absorção de luz infravermelha. Os resultados são estimados por meio dos
espectros captados. De acordo com modelos matemáticos e parâmetros
previamente estabelecidos que associam as respostas obtidas a atributos
de qualidade, as frutas são rapidamente selecionadas e separadas para
diferentes destinações. O método permite a determinação simultânea de
vários atributos de qualidade, tais como doçura, acidez, vitaminas,
firmeza e, até, compostos funcionais
“Estudos realizados com
aplicação de NIR em frutas mostram que se consegue selecionar 70, 80 até
100 frutas por segundo”, diz o pesquisador Ebenezer Silva, da
Embrapa Agroindústria Tropical
(CE), responsável por estudos que utilizam a técnica para melhorar o
controle de qualidade em diversas aplicações agroindustriais.
Silva
explica que a técnica tem sido usada na chamada “Indústria 4.0”, ou
quarta revolução industrial, para realizar o controle de qualidade em
tempo real. As aplicações estão cada vez mais próximas dos consumidores.
Existem estudos para embarcar a tecnologia em smartphones. Assim,
usando equipamentos NIR do tamanho de um chip, associado ao Big Data
armazenado na nuvem, o consumidor poderá selecionar, com uma foto, as
melhores frutas em uma gôndola de supermercado. Será possível saber, por
exemplo, quão doce e suculento está um melão.
O NIR é capaz de
realizar análises de forma rápida, sem destruir as amostras, eliminando a
necessidade de realização de testes laboratoriais sofisticados e caros.
O pesquisador esclarece, ainda, que é importante investir no
desenvolvimento de modelos de calibração, já que esses protocolos podem
custar caro. “A tecnologia é cara se vai buscar modelos de fora, porque
os modelos são patenteáveis”, salienta.
Método facilita organização de material genético de cajueiro
A
técnica NIR está em uso desde 2015 para acelerar a organização do Banco
Ativo de Germoplasma do Cajueiro (BAG Caju) da Embrapa, que reúne os
exemplares de plantas utilizados no Programa de Melhoramento Genético do
Cajueiro. A expectativa é reduzir drasticamente os custos e o tempo de
caracterização do banco, bem como facilitar futuras pesquisas com novos
usos da planta.
“Seria uma forma de turbinar a caracterização do
banco, de investigar aspectos de interesse de cada acesso, mesmo quando
só temos uma árvore”, diz a pesquisadora Ana Cecília Ribeiro de Castro,
coordenadora do BAG Caju.
O trabalho começou com a construção de
um banco de espectros dos pseudofrutos e castanhas. Depois, os
pesquisadores correlacionaram o banco de espectros com os dados obtidos
em laboratório para determinadas características de interesse. No
futuro, a caracterização de acessos do BAG Caju poderá dispensar a
necessidade de realização de demorados e dispendiosos testes de bancada
nos laboratórios.
“Podemos caracterizar o banco só com a captura
dos espectros. Isso leva um tempo, mas é infinitamente mais rápido e
ordenado do que analisar fruto a fruto no Laboratório de Pós-colheita”,
explica a pesquisadora Ana Cecília Castro. “Quanto mais dados eu tenho,
mais fácil será a utilização do acervo para outros fins. Seja a
aplicação direta na química, seja para o melhoramento genético. Por
isso, a caracterização é uma atividade contínua, que se aprimora com
ferramentas analíticas como NIR”, detalha a pesquisadora.
Análise de planta medicinal sem usar reagentes
Outro
estudo com NIR realizado na Embrapa resultou em um método para
identificar diferentes quimiotipos de macela-da-terra (Egletes viscosa),
planta da família do girassol que possui propriedades farmacológicas. O
aparelho capta os espectros de luz infravermelha de um pequeno punhado
de inflorescências e identifica características da amostra. O
procedimento dura poucos minutos e não usa reagentes.
Silva
acredita que o modelo desenvolvido para macela-da-terra pode, no futuro,
passar por ajustes para utilização na indústria. “É útil para controlar
algumas características ou compostos de interesse em alta velocidade e
com alta precisão”, afirma.
No caso da macela-da-terra, a
composição química do óleo essencial, que é uma característica
intrínseca para cada quimiotipo, pôde ser determinada indiretamente por
meio de modelos matemáticos aplicados aos espectros de infravermelho de
suas inflorescências. No método convencional, seria necessário extrair o
óleo, um processo que demora de três a quatro horas, e em seguida
analisá-lo em um equipamento de bancada (cromatógrafo gasoso com
espectrômetro de massas), processo que poderia demorar mais de uma hora.
Por
enquanto, o modelo desenvolvido para macela-da-terra está em uso no
laboratório para seleção de material utilizado em um projeto que estuda o
potencial da planta para tratamento de problemas gastrintestinais. Mas o
protocolo também poderá ser aplicado, futuramente, na indústria para o
controle de qualidade da matéria-prima.
O projeto, em curso no
Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais em Fortaleza
(CE), deve avaliar a atividade gastroprotetora dos dois quimiotipos
(exemplares que apresentam características químicas diferentes).
Pretende, ainda, desenvolver métodos de autenticação botânica dos
diferentes tipos da planta para avaliar qual o mais eficiente. “Uma vez
que eles realmente apresentem diferença significativa em atividade
biológica, será necessário um método que permita a seleção e o controle
de qualidade”, explica o pesquisador Kirley Canuto.
O pesquisador
acredita que esse tipo de teste rápido é útil para o controle de
qualidade na indústria de processamento de plantas aromáticas e
medicinais. “Uma mesma planta pode ter diversos quimiotipos, que muitas
vezes não são identificáveis a olho nu”, explica o pesquisador. “Por
esse motivo, são necessários métodos para garantir que aquele produto
contém o quimiotipo que apresente o conjunto de substâncias ativas”,
explica.