Sensores químicos

Publicado no Portal da SBQ Rio em 04/08/2009

Vai um abacaxi “no ponto”?

Contribuição de Rosângela de A. Epifanio e Claudia M. Rezende (Professoras do IQ-UFF e IQ-UFRJ, respectivamente), recebida em 3 de agosto de 2009

rosangela@rmn.uff.br e crezende@iq.ufrj.br

Sensores químicos (e-noses) já são usados na avaliação de alimentos perecíveis e novos sensores estão sendo desenvolvidos

 Quem já tentou comprar um abacaxi maduro, sabe que isso é um abacaxi! Tentamos apalpar, cheirar, perguntar para aquela senhora com cara de avó ao nosso lado no supermercado (que acreditamos ser mais experiente) ... e quando chegamos em casa e descascamos ... não está doce! Ou então o deixamos mais um dia enrolado em jornal ou tiramos a coroa e colocamos de cabeça para baixo na geladeira e quando achamos que está maduro, temos que jogar metade fora pois passou do ponto.

Supermercados e outros fornecedores de alimentos frescos (pelo menos da Europa) já contam com potentes aliados: sistemas que detectam componentes voláteis dos alimentos e indicam se estão maduros e prontos para serem consumidos. Por exemplo, já se encontra disponível o RipeSense, uma embalagem provida de um sensor que muda do vermelho (sinal da fruta no estágio verde ou imaturo) para o amarelo (fruta madura), indicando que o alimento está pronto para o consumo. Na figura 1 pode-se ver esta tecnologia aplicada ao acondicionamento de peras. A tecnologia se enquadra num conceito definido como e-nose, ou nariz eletrônico, um equipamento capaz de detectar substâncias voláteis na fase gasosa através de sensores eletrônicos. É bastante empregado na indústria no controle de qualidade de matéria prima, avaliação de interações de embalagem-produto e estudos de estabilidade e vida de prateleira.

Figura 1. Fotos demonstrando o uso do RipeSense

[Figuras disponíveis em: http://www.ripesense.com]

O processo de amadurecimento dos frutos pode ser climatérico ou não-climatérico, o que é relacionado à sua respiração. O abacaxi, por exemplo, pertence ao segundo caso e deverá estar no estágio de amadurecimento ótimo para consumo na época da colheita. Frutas não-climatéricas vão reduzindo sua taxa respiratória até a morte e não possuem a capacidade de amadurecer após a colheita, ou seja, seu sabor é definido quando a planta é retirada do pé: se forem colhidas verdes, começarão e terminarão azedas.  As frutas climatéricas, por sua vez, amadurecem fora do pé (como as peras, bananas e abacates) e são capazes de processar diversas reações químicas ao longo do amadurecimento, catalisadas por enzimas que transformam macronutrientes, como polissacarídeos e triglicerídeos, em moléculas menores como sacarose e voláteis de aroma (Figura 2).

Pesquisadores alemães do Fraunhofer Institutes for Molecular Biology and Applied Ecology IME em Schmallenberg e Physical Measurement Techniques IPM em Freiburg extenderam esta idéia e desenvolveram um sistema que detecta, em-linha e pela diferença de condutividade elétrica, a emissão dos gases dos vegetais ao longo de seu amadurecimento como, por exemplo, em armazéns de depósito. O sistema se assemelha ao utilizado nos automóveis para proteger os passageiros da poluição em ambientes fechados, como em túneis, levando ao fechamento automático da ventilação do automóvel. Outros sistemas envolvem a detecção do gás etileno, liberado durante o amadurecimento de frutas (Figura 3).

Figura 3. Sensor de óxido metálico e protótipo de sensor de infra-vermelho para o gás etileno [Figuras disponíveis em: http://www.ipm.fraunhofer.de]

Além do abacaxi, o churrasco do final de semana também pode ficar mais gostoso ou mais barato com esta mesma tecnologia.

Os mesmos pesquisadores também estão testando se o equipamento pode ser usado para avaliar a carne de porco. O suíno macho produz hormônios e certas substâncias odoríferas que são necessárias para sua reprodução (Figura 4). Embora a porca o ache atraente por conta destes odores, os mesmos não são nada agradáveis para nós, humanos.  Sabe-se, inclusive, que muitos suínos são abatidos antes da sua maturidade sexual e antes que qualquer um destes odores indesejáveis (para nós e não para a porca) seja produzido. No entanto, como existe o risco dos mesmos produzirem os odores prematuramente, todos os leitões são castrados quando ainda são bem jovens. A castração pode não ser necessária no futuro, se o porco puder ser testado antes de ser abatido para o consumo.

Fontes de informação:

Ripe pineapple and delicious pork, Matéria da Fraunhofer-Gesellschaft para o site Alpha Galileo em 3 de agosto de 2009. Disponível em: <http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=59968&CultureCode=en>. Acesso em: 3 agosto 2009.

A small guide to Nature's fragrances, Bo Jensen Website. Disponível em: <http://www.bojensen.net/EssentialOilsEng/EssentialOils.htm>. Acesso em: 3 de agosto 2009.

Rius, M. A.; García-Regueiro, J. A. Skatole and indole concentrations in Longissimus dorsi and fat samples of pigs. Meat Science 2001,59, 285. [CrossRef]

Para saber mais:

Valdes, M.G.; Gonzalez, A. C. V.; Calzon, J. A. G.; Diaz-Garcia, M. E. Analytical nanotechnology for food analysis. Microchim. Acta 2009, 116, 1. [CrossRef]

Fonollosa, J.; Halford, B.; Fonseca, L.; Santander, J.; Udina, S.; Moreno, M.; Hildenbrand, J.; Wollenstein, J.; Marco, S. Ethylene optical spectrometer for apple ripening monitoring in controlled atmosphere store-houses. Sens. Actuators B 2009, 136, 546. [CrossRef]

Palzer, S.; Moretton, E.; Ramirez, F. H.; Romano-Rodriguez, A.; Wollenstein, J. Nano- and microsized metal oxide thin film gas sensors. Microsyst. Technol. 2008, 14, 645. [CrossRef] 

Para citar esta matéria:

Epifanio, R. de A.; Rezende, C. M. Vai um abacaxi “no ponto”?Novidades na Ciência – SBQ Rio, 4 Agosto 2009. Disponível em: <http://www.uff.br/sbqrio/>.

Fonte: http://www.uff.br/sbqrio/novidades/Novidades2009/SensorEletronico.html