Análisis cuantitativo de formas farmacéuticas mediante espectroscopía NIR
Análisis de Actividad de Agua en alimentación animal con NIR portátil Visum Palm™
Análisis de Grados Brix en manzanas enteras mediante NIRS y en tiempo real
Análisis de Grados Brix en manzanas
La industria agroalimentaria ha avanzado significativamente en los últimos años mediante la implementación de tecnologías que permiten mejorar el control de calidad y la eficiencia de los procesos de producción.
Una de las tecnologías más relevantes en este sentido es la Espectroscopía de Infrarrojo Cercano (NIRS, por sus siglas en inglés: Near-Infrared Spectroscopy). Esta tecnología ha mostrado un gran potencial para el análisis no destructivo y rápido de productos agrícolas, como las manzanas, permitiendo la medición de una amplia gama de parámetros de calidad.
Este documento tiene como objetivo presentar un análisis detallado sobre la aplicación de la tecnología NIRS en el análisis en continuo de manzanas enteras de la variedad Golden Delicious con especial foco en el análisis de grados Brix, que es el principal parámetro de control de la maduración del fruto, así como para su conservación y comercialización.
Análisis tradicional de grados Brix en manzanas - Análisis de Grados Brix
El método tradicional de análisis de grados Brix en manzanas que se emplea en la industria es la refractometría. Si bien es un método sencillo y bastante económico, tiene como contrapartida que es destructivo, off-line, basado en un muestreo aleatorio y lento, por lo que es imposible analizar grandes volúmenes de producción.
Ventajas de la tecnología NIRS
- No destructiva: A diferencia de los métodos tradicionales, NIRS no requiere la destrucción de la muestra, permitiendo analizar la fruta en su totalidad y manteniéndola apta para su comercialización.
- Rápida: El análisis es inmediato, con tiempos de respuesta de milisegundos.
- Multiparamétrica: Un solo análisis NIRS puede proporcionar información sobre varios parámetros de calidad de manera simultánea.
- Reducción de mermas: Al identificar frutas de baja calidad inmediatamente, se pueden desviar antes de que continúen en el proceso de envasado, reduciendo el desperdicio de recursos.
- Optimización del almacenamiento: La tecnología NIRS puede identificar qué frutas tienen mayor potencial de almacenamiento, ayudando a las empresas a gestionar mejor sus inventarios.
Análisis de grados Brix en manzanas con espectroscopía NIR
El modelo NIRS que veremos a continuación para grados brix se realizó con 40 muestras y referencias de la variedad de manzana Golden Delicious. Los espectros y referencias se obtuvieron de 4 puntos distintos (réplicas) de cada manzana del set de calibración con el analizador de procesos Visum NIR In-Line™. Finalmente, para obtener el conjunto de valores de referencia se utilizó un refractómetro digital.
Figura 1: Grados brix – Principales figuras de mérito analizador de procesos Visum NIR In-Line™
Figura 2: Muestras empleadas durante el entrenamiento del modelo (gris) y muestras separadas automáticamente (split) de validación interna (azul) Figura 3: Riesgo de overfitting para el modelo de grados brix en manzanas de la variedad Golden Delicious
Conclusiones: Análisis de Grados Brix mediante NIRS
Para el rango de muestras del set de calibración (11.1 – 15.8 brix) se obtuvo un RMSEP (Root Mean Square Error of Prediction) de ±0,3 y un coeficiente de correlación (R2) de 0.93 respecto a los resultados obtenidos mediante el método de referencia. El software Model Builder Visum Master™ también ejecuta automáticamente una rutina de calidad espectral para eliminar outliers espectrales, es decir, datos que se identifican fuera del campo del modelo durante la fase de entrenamiento y finalmente un test de permutaciones para determinar el riesgo de overfitting, que puede ser entendido como la probabilidad de que la calibración realizada no responda adecuadamente frente a muestras futuras (no utilizadas durante la calibración). Para este modelo el riesgo de overfitting fue de tan sólo 0.0015, demostrando la utilidad y precisión del analizador de procesos Visum NIR In-Line™ para el análisis en continuo en líneas clasificadoras de manzanas.
