Potencialidades da espectroscopia NIR para análise de arroz comercial

Abstract

O arroz é um cereal cujo principal destino comercial é o consumo alimentar. A arrozeira é uma planta herbácea, monocotiledónea, a qual pertence à família das “Gramíneas” e ao género Oryza, existindo cerca de 21 espécies silvestres e 2 espécies principais de cultivo, encontrando-se duas subespécies derivadas de uma delas, a subespécie índica e a subespécie japónica. Dentro do genótipo das subespécies de arroz podem ser encontrados genes e mutações, promovendo diferentes níveis de atividade enzimática na biossíntese do amido, alterando consequentemente as propriedades físico-químicas e funcionais dos grãos. Existem também outros fatores com influência nas características qualitativas dos grãos, podendo ser estes ambientais, de manuseamento ou de processamento. O amido é o principal constituinte do arroz, sendo o componente determinante na qualidade de cozedura e consumo deste. No entanto o conteúdo proteico e lipídico, tal como outros compostos minoritários apresentam influências nesta qualidade. A qualidade de cozedura e consumo do grão é definida pelo comportamento do grão durante e após a cozedura, sendo este geralmente avaliado por vários parâmetros como o conteúdo em amilose do grão, e a viscosidade e textura. Com o estudo da relação entre parâmetros físico-químicos dos grãos de arroz e a espectroscopia de Infravermelho próximo, pretendeu-se verificar as potencialidades desta última para ser aplicada como técnica de análise industrial, permitindo assim uma melhor resposta da indústria às preferências dos consumidores. Foram realizadas várias análises a parâmetros qualitativos de referência, nomeadamente razão comprimento/largura, brancura total e vítrea, Kett, área gessada, humidade, conteúdo de amilose, tempo de cozedura e taxa de absorção de água. Os resultados obtidos foram utilizados na construção de modelos de PLS. Através dos resultados, verificou-se que a ferramenta de NIR tem um bom potencial para ser aplicado na medição qualitativa e quantitativa de várias caraterísticas físico-químicas do arroz em simultâneo, tendo demonstrado uma boa aplicabilidade na diferenciação de variedades, granulometrias e tipos de grão. Além disso, demonstrou uma boa aplicabilidade para a construção de modelos de previsão para vários parâmetros físico-químicos relacionados com a qualidade dos grãos de arroz comercial.

Rice is a cereal whose main comercial target is the food intake. The rice plant is a herbaceous plant, monocot, which belongs to the family of “Grasses” and to the genus Oryza, existing about 21 wild species and 2 major species of cultivation, two subspecies being derived from one of them, namely the subspecie índica and the subspecie japonica. Within the genotype of these subspecies of rice it can be found genes and mutations, promoting different levels of enzymatic activity associated with the biosynthesis of starch, thereby altering the physico-chemical and functional properties of the grains. In addition, there are other several factors that influence the quality characteristics of grains, namely environmental, handling or processing factors. Starch is the main constituent of rice, and a key component in determining the cooking and consumption quality. However, protein and lipid content, as other minor components present, influences this quality. The cooking and consumption quality of grain is defined by the grain behavior during and after cook, which is usually assessed by various parameters, such as the amylose content of the grain, and the viscosity and texture. With the study of the relationship between physicochemical parameters of rice grains and the near infrared spectroscopy, we intend to verify the potential of the latter to be applied as a technique for industrial analysis, for determining the quality of the rice, allowing for better industry response to consumers preferences. Various analysis were performed to determine reference qualitative parameters, including length/width ratio, overall whiteness, glassy whiteness, Kett, chalky area, moisture contente, amylose content, cooking time and rate of water absorption. The results were used in the construction of PLS models. From the results, it was found that the Near infrared technique has a good potential to be applied to the qualitative and quantitative measurement of various physico-chemical characteristics of rice simultaneously, having demonstrated a good applicability in the differentiation of varieties and types of grain granulometry. Moreover, it showed a good applicability for building predictive models for various physico-chemical parameters related to commercial grain quality.