Espectroscopía VIS-NIR para la clasificación en línea de frutas y hortalizas frescas

Por Vijayalaxmi Kinhal Science Writer, CID Bio-Science

Los consumidores desean comprar frutas y hortalizas de óptima calidad. Por ello, cada vez más, se utilizan sistemas de clasificación y control de calidad para garantizar que los productos que llegen al mercado minorista cumplan con todos los estándares requeridos. Actualmente, la mayoría de las frutas y hortalizas se clasifican en función de sus características externas: color, tamaño, peso y presencia de defectos. No obstante, resulta fundamental controlar los parámetros internos para poder cumplir con las expectativas del mercado. La luz está formada por vibraciones electromagnéticas de diferentes longitudes de onda. El rango visible (VIS; 400-700 nm) es sólo una pequeña parte. Para clasificar y controlar la calidad de los alimentos, se utiliza también el rango del infrarrojo, incluyendo el rango del infrarrojo cercano (NIR; 700–1400 nm) y el infrarrojo de onda corta (SWIR; 1400–3000 nm). Inicialmente, se utilizó la espectroscopía basada en el rango visible para clasificación en línea del color de los frutos ya que varios de los pigmentos reaccionan a la luz en este rango. A continuación, se empezó a aplicar el espectro infrarrojo para identificar y cuantificar ciertos compuestos orgánicos ya que la absorción en este espectro está asociada con la vibración de los enlaces de hidrógeno formados entre elementos. Además, las longitudes de onda NIR son útiles para determinar la calidad de productos enteros porque pueden penetrar desde unos pocos milímetros a varios centímetros. La espectroscopía NIR puede utilizarse en combinación con el espectro VIS o SWIR. Los espectrómetros SWIR son más precisos que los VIS-NIR pero, también, mucho más caros y aportan menos datos. Por ello, los últimos desarrollos se centran en la espectrometría VIS-NIR.

Desafíos actuales para la monitorización en línea mediante espectroscopía

Aunque la espectroscopía y la quimiometría se han desarrollado para una amplia gama de aplicaciones, existen algunos factores que deben tenerse en cuenta: - La velocidad de la cinta transportadora. La posición del muestreo es fundamental, por lo que un movimiento demasiado rápido puede afectar negativamente a los resultados - Hay que tener en cuenta las variaciones en el tamaño y forma del fruto - Hay que medir una parte representativa del fruto, teniendo en cuenta la distribución de los biocompuestos en su interior - Los sistemas en línea requieren una mayor calibración y son más complejos de utilizar que los dispositivos portátiles

Parámetros medidos en los almacenes hortofrutícolas

La combinación de quimiometría y espectroscopia NIR se utiliza para determinar varios parámetros internos, tales como sólidos solubles totales, materia seca, carotenoides, acidez, color interno y presencia de defectos internos. Estos parámetros se utilizan ampliamente para fijar el tiempo de cosecha y monitorizar la calidad durante toda la cadena de suministro. Sin embargo, no todos se utilizan durante la clasificación en línea. Los parámetros que se utilizan para la clasificación comercial en línea son SST, materia seca, defectos internos, acidez y color.

Sólidos solubles totales

Los primeros desarrollos comerciales clasificaron los frutos según su contenido total de sólidos solubles (SST). Actualmente, sigue siendo uno de los parámetros más utilizados, especialmente para las variedades de frutas de piel fina, ya que su concentración se puede relacionar con la madurez de los productos y, por lo tanto, con su calidad organoléptica. Los productos frescos en los que se puede utilizar la concentración de SST de forma fiable son, en orden decreciente de precisión: manzana, fruta de hueso, mandarina, plátano, melón, cebolla, tomate y papaya.

Materia seca

Actualmente, la estimación del contenido en materia seca está ganando importancia. En muchos casos, se trata de un buen indicador del momento óptimo de cosecha, permite predecir el sabor final y la calidad de consumo de los frutos.

Defectos internos

Según Walsh et al. 2020, la detección de defectos internos es el tercer uso más popular de la espectroscopia NIR durante la clasificación. El NIR puede detectar con éxito los cambios en el núcleo de agua, composición interna, pardeamiento, daños por heladas y presencia de hongos.

Acidez titulable

Este parámetro tiene una importancia variable. La acidez titulable se utiliza para estimar el sabor, ya que el dulzor por sí solo no es suficiente.

Color interno

La espectroscopía NIR es útil para analizar el color y puede proporcionar medidas objetivas de color externo e interno.