septiembre 10, 2020

Para muchas personas sería difícil comenzar el día sin consumir algunos granos; eso podría incluir avena, un muffin, una tostada o cereal.

De hecho, los cereales forman parte de nuestra dieta diaria. El Departamento de Agricultura de EE.UU. define los cereales como cualquier alimento elaborado con trigo, arroz, avena, harina de maíz, cebada u otro cereal. Eso incluye pan, pasta, avena, cereales para el desayuno y tortillas.

Lo que quizás no sepa es que la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) juega un papel crucial en el monitoreo de los beneficios de seguridad, calidad y salud de esos granos.

La espectroscopia NIR se aplica ampliamente en la investigación de la tecnología de los alimentos. Se ha convertido en una de las técnicas analíticas más comunmente empleadas en el sector por sus bajos costes, rapidez de procesamiento y carácter no destructivo. Hoy en día, la espectroscopia NIR es una técnica reconocida en la industria de procesamiento de trigo y cereales para la evaluación de calidad de rutina.

Los cereales son un alimento básico en todo el mundo. El trigo, el arroz y el maíz representan los cultivos agrícolas más importantes. Estos productos proporcionan más de la mitad del aporte calórico o energético de la dieta mundial, según el USDA. La calidad de los productos alimenticios depende estrictamente de la calidad de las materias primas utilizadas. Por lo tanto, evaluar su composición, pureza y características fisicoquímicas es de interés para la industria alimentaria, los criadores y agricultores, y para la comunidad científica al servicio de estas industrias.

Los cereales tienen una serie de propiedades que influyen en sus valores de calidad, seguridad y salud. Las proteínas, la humedad, los fenólicos y los hongos son algunas de esas características. Los ingenieros usan espectroscopía NIR para detectar estas características.

La medición de la proteína y la humedad en el trigo y otros granos se encuentra entre las aplicaciones de espectroscopía NIR más extendidas en uso, según la investigación de 2018 realizada por Nicola Caporaso, Martin Whitworth e Ian Fisk. La espectroscopia proporciona información sobre las propiedades químicas de un material y la espectroscopia NIR se utiliza en la evaluación de granos de cereales. El grupo mostró el potencial de los métodos basados ​​en NIR para predecir el contenido de proteínas, el daño de los brotes y la actividad de la α-amilasa en el trigo y la cebada. También mostraron una evaluación de los parámetros de calidad en otros cereales como el arroz, el maíz y la avena, y la estimación de la infección por hongos.

Las aplicaciones tradicionales de la espectroscopia NIR para cereales utilizaron trigo molido en el estudio. Sin embargo, los investigadores demostraron que es posible una predicción confiable de la composición del trigo usando NIR directamente en granos enteros. Esto representa un gran avance con beneficios en términos de preparación de muestras, costo y aplicabilidad.

La espectroscopia NIR se ha aplicado para predecir algunos componentes principales de los granos, como la humedad, las proteínas y los lípidos. Ha demostrado un rendimiento tan bueno que, en muchos casos, se prefiere a los métodos tradicionales de química húmeda para análisis de rutina.

Tradicionalmente, el uso de material molido elimina la información sobre la variabilidad natural de granos individuales dentro de una muestra. Su naturaleza implica la medición de un promedio. Sin embargo, la molienda proporciona un material uniforme en el espectrómetro. Por lo tanto, los investigadores suelen obtener mejores predicciones en comparación con la medición del núcleo completo.

Pero el pulido lleva mucho tiempo y representa una limitación cuando los ingenieros necesitan escanear una gran cantidad de muestras. La espectroscopia NIR puede escanear granos individuales en lugar de hacerlo a granel.

El contenido de proteína en el trigo ha sido un objetivo importante de la espectroscopia NIR para aplicaciones a granel y de un solo grano. Por ejemplo, se ha aplicado la espectroscopia de reflectancia NIR para evaluar la variabilidad de proteínas en granos de trigo individuales de varias clases de trigo del USDA. También se demostró que el contenido de proteína en el trigo se puede estimar mediante espectros de reflectancia NIR de un solo grano con un rendimiento equivalente al de la instrumentación convencional NIR de grano a granel.

La espectroscopia NIR logró predicciones precisas para los fenólicos totales y el contenido de ácido p-cumárico libre en la cebada. La espectroscopia NIR también se ha utilizado para predecir el contenido de proteína y amilasa en la harina de arroz.

Las micotoxinas del maíz son un problema común en todos los países productores, según los investigadores. El crecimiento de hongos toxigénicos puede afectar drásticamente la calidad y seguridad de los productos, tanto para la nutrición humana como animal. La espectroscopia NIR tradicional se ha utilizado en varias aplicaciones para la detección de hongos micotoxigénicos y sus metabolitos tóxicos.

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