A utilização de instrumentos NIT (Near Infrared Transmission) para determinar os parâmetros de qualidade da cevada

Introdução

A cevada (Hordeum vulgare) é a quarta maior cultura de cereais do mundo. É um cereal versátil com um papel importante na agricultura e na indústria alimentar.

A cevada é utilizada principalmente na alimentação animal, sendo um alimento muito comum devido ao seu elevado teor energético e à sua contribuição para a saúde animal. É também uma matéria-prima para a produção de malte, que é um dos principais ingredientes da cerveja e das bebidas espirituosas fermentadas com cereais (whisky, vodka). Estas são as duas principais utilizações da cevada.

Em quantidades muito menores do que as duas utilizações acima referidas, a cevada é também moída em farinha (por exemplo, para pão e massas), uma vez que é rica em fibras e minerais.

Além disso, os extractos de cevada são utilizados numa série de produtos das indústrias cosmética e farmacêutica.

O teor de proteínas é um dos parâmetros nutricionais mais importantes da cevada, uma vez que influencia a composição da alimentação animal e a qualidade do malte. Os métodos analíticos químicos convencionais para determinar o teor de proteínas são demorados e dispendiosos, pelo que as tecnologias rápidas e não destrutivas, como a transmissão por infravermelhos próximos (NIT), estão a tornar-se mais comuns. A tecnologia de infravermelhos próximos foi descrita na nossa publicação anterior no blogue (https://www.infracont.com/pt/blog/a-utilizacao-de-instrumentos-nit-near-infrared-transmission-para-determinar-os-parametros-de-qualidade-do-trigo), pelo que não a discutiremos aqui.

Parâmetros e caraterísticas de medição que podem ser medidos com NIR

Humidade
O teor de humidade é um dos parâmetros de qualidade mais importantes para a cevada, uma vez que um teor de humidade demasiado elevado pode reduzir o tempo de armazenamento e aumentar o risco de desenvolvimento de bolores. Os grupos O-H absorvem a luz em determinadas bandas do espetro do infravermelho próximo. Com uma calibração adequada e conhecimento da taxa de absorção de luz, o teor de humidade pode ser determinado com rapidez e precisão, e existe uma elevada correlação entre os resultados laboratoriais e os resultados NIR.

Intervalo de medição NIR: ~9-20%
Exatidão prevista da medição NIR: variação máxima ~0,2% (a variação do resultado estimado pelo instrumento em comparação com o resultado de referência medido no laboratório)
Método laboratorial de referência: estufa de secagem

Proteína
Os grupos N-H absorvem a luz em determinadas bandas do espetro do infravermelho próximo. Tal como no caso do trigo, o teor proteico da cevada pode ser determinado de forma rápida e precisa através de uma calibração adequada, utilizando a taxa de absorção da luz, pelo que se trata essencialmente de uma medição do teor de azoto. O teor de proteínas da cevada é o teor de azoto total medido, expresso em percentagem de matéria seca, multiplicado por 6,25. Uma vez que se trata de uma medição “direta”, existe uma elevada correlação entre os resultados laboratoriais e os resultados NIR.

Intervalo de medição NIR: ~7-18%
Exatidão prevista da medição NIR: desvio-padrão máximo de ~0,3-0,35%
Método laboratorial de referência: método Kjelhdal (destruição húmida) ou Dumas (queima)

O teor de proteína da cevada está intimamente relacionado com o teor de azoto do solo. Leia sobre esta relação na publicação do blogue sobre a análise NIR do trigo.

Em termos de teor de proteínas, as necessidades dos utilizadores são completamente diferentes para a cevada destinada à alimentação animal e para a cevada destinada ao fabrico de cerveja:

• para a cevada forrageira, é desejável um elevado teor de proteínas devido ao seu maior valor nutricional, enquanto
• a cevada para malte tem um teor proteico mais baixo do que a cevada para forragem, mas o teor proteico ótimo situa-se entre 9,5 e 11,5%, dependendo da tecnologia de produção.

Para o fabrico de malte, utiliza-se geralmente a cevada de primavera, principalmente das variedades de cevada de duas filas, enquanto que para a alimentação animal se utiliza geralmente a cevada de outono, sendo a maioria das variedades de cevada de seis e de várias filas (mas existem também variedades de cevada para alimentação animal de duas filas e de cevada para o fabrico de malte de seis filas).

Do ponto de vista do NIR, vale a pena medir o teor proteico da cevada de primavera e de outono utilizando calibrações separadas, porque os instrumentos NIR “vêem” os dois grupos de forma ligeiramente diferente. Isto significa, normalmente, apenas uma alteração do teor proteico, ou seja, a calibração proteica da cevada de inverno medirá ligeiramente abaixo ou acima da cevada de primavera e vice-versa. (Na América do Norte, são utilizadas calibrações separadas para a cevada de duas e de seis linhas pela mesma razão, mas estas são basicamente as mesmas que as calibrações europeias da cevada de primavera e de inverno).

Peso hectolitro

O peso do hectolitro não é medido por espetroscopia de infravermelhos, mas por um módulo independente de gravidade específica incorporado. O módulo mede o peso de uma amostra de trigo de um determinado volume utilizando uma célula de pesagem incorporada, a partir da qual o instrumento calcula o resultado.

Gama de medição: 58-76 kg/hl
Exatidão prevista: variação máxima de ~ 0,7 kg/hl
Método laboratorial de referência: condrómetro

No caso da cevada, o peso hectolitro é um parâmetro muito importante, que indica a densidade do grão.

• quanto mais elevado for o peso hectolitro, mais importante é o peso do grão,
• quanto mais elevado for o teor de amido do grão menos detritos e impurezas,
• quanto menor for a proporção de grãos vazios, maior será a proporção de grãos germináveis aptos para a maltagem,
• e quanto melhor resistir ao armazenamento, menos suscetível de se deteriorar ou mofar.

Parâmetros que não podem ser medidos com espetroscopia NIR ou com precisão insuficiente

Os seguintes parâmetros não podem ser medidos por instrumentos NIR:

Teor de amido: baixa correlação entre os resultados NIR e os resultados laboratoriais, não mensurável por NIR. (Se for absolutamente necessário saber, é geralmente determinado indiretamente por estimativa com base na quantidade de componentes bem medidos).

• Clareza (quantidade de matérias estranhas, percentagem de grãos partidos, contaminados, etc.)
• Toxinas
• Classificação dos grãos
• Germinação

 
Resumo

Os instrumentos NIT permitem a medição rápida e não destrutiva dos três parâmetros de qualidade mais importantes da cevada: teor de humidade, teor de proteínas e peso hectolitro. A vantagem deste método é que um grande número de amostras pode ser analisado num curto espaço de tempo e é fácil separar lotes adequados para maltagem e para alimentação. As medições NIR apresentam uma elevada correlação com os resultados laboratoriais. Outros parâmetros, como a capacidade de germinação ou a pureza, não podem ser medidos por espetroscopia NIR.