CONTROL DE CALIDAD DE LOS TRIGOS CHILENOS EN LA INDUSTRIA MOLINERA MEDIANTE TECNOLOGÍA NIR

Transcripción

1 CONTROL DE CALIDAD DE LOS TRIGOS CHILENOS EN LA INDUSTRIA MOLINERA MEDIANTE TECNOLOGÍA NIR I. González-Martín 1, G. Wells Moncada 2, J.M. Hernández-Hierro 1, C. González-Pérez 1, N. Zapata San Martín 2, F. López-González 1, I. Lobos Ortega 1 1 Departamento de Química Analítica, Nutrición y Bromatología. Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Salamanca, España. 2 Facultad de Agronomía, Universidad de Concepción, Chile. Proyecto Acción integrada. AECID A/023960/09

2 INTRODUCCIÓN El trigo es el cultivo anual más importante en Chile: 250 mil hectáreas Las regiones con mayor superficie de este cultivo son: Región VII. Región del Maule (13%) Región VIII. Región del Bio-Bio (28%) Región IX. Región La Araucanía (33%) Su producción anual es de 2 millones de toneladas País con una geografía y climatología muy variada Gran heterogeneidad en la calidad de los trigos debidas a las diferentes condiciones metereológicas Región VIII Chile Región VII, Latitud: 34º,45 Región IX, Latitud: 39º,26

3 INTRODUCCIÓN Chile La calidad comercial y el precio dependen de ciertas características no muy exigentes (Proteína total, Gluten, Sedimentación ) Los parámetros varían según la región proporcionando diferentes grados de calidad La norma de trigo harinero (Nch , voluntaria) busca atributos de calidad orientados al uso final, requisitos de uniformidad y certificación por regiones

4 OBJETIVOS Conocer el origen geográfico del trigo y la harina en Chile Clasificar muestras de trigo en las regiones VII, VIII y IX ( 80 % de la producción) Disponer de una herramienta que promocione una trazabilidad del trigo chileno de acuerdo con el origen Cuantificar los parámetros de acuerdo con la norma Chilena Espectroscopía NIR Técnica rápida, multiparamétrica, con escasa o nula preparación de muestra y bajo coste de análisis por muestra

5 ESPECTROSCOPÍA NIR La espectroscopía en el infrarrojo cercano (NIR) corresponde a la zona del espectro entre 700 y 2500 nm Espectro NIR Incidente Reflectancia especular Reflectancia difusa Señal de conjunto Log (1/R) Quimiometría Transmitida Longitudes de onda (nm) Información útil

6 REGISTRO DE ESPECTROS NIR Muestras de trigo y harina Equipo, detalle de la sonda de fibra óptica y registro NIR 0º ILUMINACIÓN 45º RECOGIDOS Conexión de la fibra óptica MUESTRA SÓLIDA VENTANA DE CUARZO (5X5) Log (1/R) Longitudes de onda nm

7 METODOLOGÍA DE TRABAJO Recogida, selección de trigo y harinas Representativas Medida de Parámetros: Norma Nch Proteína, Gluten, Sedimentación Universidad de Concepción, n, Chile Registro de las muestras Construcción del modelo de calibración Análisis discriminante Universidad de Salamanca Validación del modelo Aplicación a trigos y harinas desconocidas Chile- España Resultados en 2 min

8 MUESTRAS: Características Se utilizan 249 muestras en ambas presentaciones (trigo y harina) Proceden de las tres regiones con mayor superficie de este cultivo: Región VII (90) Región VIII (91) Región IX (68) Corresponden a 14 variedades de trigo diferentes Provienen de diferentes épocas de siembra: primavera e invierno Siembra Nº de Muestras Variedades Primavera Septiembre-Octubre Invierno Junio-Agosto Región VII % 10% Región VIII % 50% Región IX % 90%

9 ESPECTROS NIR Espectros promedio de la zonas VII, VII y IX. Muestras de trigo y harina Harinas Trigos VIII IX VII 0.3 VII Log (1/R) 0.6 Log (1/R) 0.25 IX 0.2 VIII Wavelengths (nm) Wavelengths (nm)

10 RESULTADOS: Modelo de discriminación D-PLS Trigo Muestras Validación Interna % Muestras Correctamente Clasificadas Muestras Validación Externa % Muestras Correctamente Clasificadas REGIÓN VII REGIÓN VIII REGIÓN IX Total Harina Muestras Validación Interna % Muestras Correctamente Clasificadas Muestras Validación Externa % Muestras Correctamente Clasificadas REGIÓN VII REGIÓN VIII REGIÓN IX Total

11 4 3,5 3 VII Discriminación de Harina de las tres regiones de VIII IX Dummy values 2,5 2 1,5 1 0,5 Validación interna 4, Sam ples IX RESULTADOS DE DISCRIMINACIÓN 3,5 3 2,5 2 VII VIII Validación externa 1,5 1 0,

12 Norma Chilena Nch de los trigos harineros: Determinación de parámetros Falling number, Gluten húmedo, Gluten seco Falling number: Depende de los granos brotados y se relaciona con la fermentación Gluten: potencial del volumen final del pan Ghumedo (%).REF Gluten Húmedo Ghumedo (%). NIR RSQ: SEP: SEP(c): 1.41 Falling (% ).REF Falling number Falling (%). NIR RSQ: 0.70 SEP: SEP(c): Gseco.REF Gluten seco Gseco.NIR RSQ: SEP: SEP(c):0.366

13 CONCLUSIONES La codificación binaria de las muestras y un modela de discriminación es efectivo para clasificar muestras de trigo y harinas por regiones chilenas empleando la información espectral NIR El NIR clasifica las regiones de procedencia del trigo y harina forma rápida y sin preparación ni destrucción de la muestra chileno de En la harina se han obtenido mejores resultados ( superior al 90%), lo que es importante para la trazabilidad del trigo harinero. La procedencia geográfica de las muestras marca una pauta fundamental para la certificación por regiones ( Norma Nch ). Sin tratamiento de muestra, aplicando directamente la sonda de fibra óptica sobre las harinas o trigos desconocidos, se predice el origen geográfico de las muestras y los parámetros químicos falling number, gluten y proteína.

14 Gracias por su atención