Estratégias de aquisição para processos de fermentação com um espectrômetro NIR/espectrômetro miniaturizado de baixo custo a partir do zero: problemas e desafios

Resumo:

Nos últimos anos, espectrômetros NIR miniaturizados de baixo custo se tornaram extremamente úteis para problemas de quantificação, discriminação e classificação em muitos domínios de aplicação industrial e de campo. A indústria de laticínios está demonstrando particular interesse em usar a espectroscopia portátil de infravermelho próximo como método de avaliação de qualidade ou ferramenta analítica de processo, mas, quando se trata de possibilidades on-line, in/on-line, não há literatura explicativa e eficaz que apresente como abordar o desenvolvimento de métodos analíticos, embora a espectroscopia portátil seja inestimável para avaliar a fermentação como uma operação leiteira crucial. Neste estudo, o potencial e os limites de um espectrômetro portátil (1350—2550 nm) na obtenção de informações sobre um processo de fermentação de laticínios foram investigado. O kefir é um produto lácteo fermentado de crescente interesse, devido aos seus efeitos benéficos à saúde e à complexidade do processo que envolveu transformações químicas e físicas que levam ao produto final a partir do leite, inoculando os chamados “grãos de kefir”; embora a química e a física envolvidas sejam complicadas, o processo em si pode ser facilmente conduzido em casa. Os espectrofotômetros portáteis podem ser úteis para determinar os estágios iniciais da fermentação, antes que ocorram mudanças visuais; sendo uma ferramenta útil para cidadãos saudáveis. As características espectrais e a variabilidade relacionadas às diferentes configurações experimentais foram exploradas primeiro, para os produtos iniciais e finais e depois, durante a fermentação. Leite semidesnatado foi usado como meio de fermentação. Depois de adicionar os grãos de kefir, os espectros foram adquiridos em intervalos de tempo durante a evolução do processo que foi realizado sob controle de temperatura. Para capturar todas as informações incluídas nos espectros e investigar as possibilidades de abrir caminho para o monitoramento do processo, diferentes abordagens foram empregadas.