Para ilmuwan dari Embrapa dan Universitas Federal Minas Gerais (UFMG) mengembangkan metode inovatif untuk mendeteksi keberadaan zat beracun, fumonisin, dalam biji jagung tanpa memerlukan penggilingan dan reagen kimia. Hal ini mengurangi biaya dan menjadikan prosesnya lebih sehat bagi lingkungan.
Teknik ini menggunakan pencitraan hiperspektral inframerah-dekat (NIR-HSI), yang mengintegrasikan prinsip-prinsip kimia dan pertanian presisi, untuk mengidentifikasi dan mengukur mikotoksin (zat kimia beracun yang dihasilkan oleh jamur), yang dianggap sebagai salah satu hambatan terbesar bagi produksi jagung di Brasil karena mencemari jagung. biji-bijian saat masih di ladang dan tidak hancur akibat proses termal.
Fumonisin diproduksi terutama oleh jamur dari genus tersebut Fusarium dan, untuk
memiliki distribusi yang luas, kejadian yang tinggi dan toksisitas yang tinggi, mereka dianggap sebagai mikotoksin terburuk yang dihasilkan oleh mikroorganisme ini.
Terkait dengan model matematika untuk analisis gambar multivariat, NIR-HSI memungkinkan
mengidentifikasi dan mengukur fumonisin langsung dalam biji jagung, yang tidak terlihat dengan mata telanjang, dengan cepat dan tanpa merusak sampel.
“Teknologi NIR-HSI bekerja berdasarkan prinsip reflektansi difus, yang bergantung pada
sifat kimia dan struktur bahan. Ini adalah pendekatan non-destruktif untuk mendapatkannya
spektrum yang terdistribusi secara spasial, yang memungkinkan Anda memvisualisasikan dan menemukan lokasi piksel demi piksel
perubahan kimia dalam sistem kompleks apa pun”, jelas Maria Lúcia Simeone, peneliti di Embrapa Milho e Sorgo (MG).
Inovasi dalam deteksi mikotoksin
Menurut Embrapa, metode yang saat ini digunakan untuk mengukur Fumonisin mahal, rumit, memakan waktu dan memerlukan penggilingan sampel serta pengetahuan teknis tingkat tinggi. Kerugian lainnya adalah kenyataan bahwa reagen kimia yang digunakan untuk melakukan analisis bersifat racun, sehingga membahayakan kesehatan analis dan lingkungan.
Menurut Simeone, metode baru ini jauh lebih cepat, tidak menggunakan bahan kimia, tidak merusak sampel, dan biaya lebih murah. “Ia bekerja melalui algoritma yang dibangun dari informasi spektral dan spasial, yang diperoleh dari peralatan NIR-HSI, menggunakan sampel jagung yang berbeda, karena datanya bergantung pada interaksi antara radiasi elektromagnetik dan atom atau molekul dalam sampel yang dianalisis. ”, tambahnya.
Peneliti juga menyoroti bahwa hasil yang diperoleh dengan teknik NIR-HSI adalah
mengejutkan, terutama karena mereka memungkinkan untuk mengidentifikasi kumpulan yang terkontaminasi dan mencegahnya
infeksi silang selama penyimpanan jagung. “Metodologi ini mempunyai potensi untuk
mengubah cara kita mengukur dan mengendalikan Fumonisin, memastikan kualitas dan keamanan makanan”, tambahnya.
Teknik baru ini memberikan beberapa manfaat bagi seluruh rantai produksi jagung:
- Lebih cepat: kuantifikasi kandungan fumonisin dilakukan dengan cepat, hanya dalam 30 detik, sehingga jumlah sampel yang lebih banyak dapat dianalisis dalam waktu yang lebih singkat dengan respons yang lebih gesit jika terjadi kontaminasi.
- Pengurangan biaya: Teknik ini lebih ekonomis dibandingkan metode tradisional, karena tidak memerlukan penggilingan dan penggunaan bahan kimia.
- Non-destruktif: analisis tidak merusak sampel, sehingga analisis dapat dilakukan langsung pada butiran dan penggunaan selanjutnya.
Masa depan yang lebih aman untuk konsumsi jagung
Penelitian tersebut dipublikasikan di jurnal Jurnal Biologi Brasil, mewakili kemajuan signifikan di bidang ketahanan pangan. “Dengan memungkinkan deteksi cepat dan langsung terhadap kandungan fumonisin dalam biji jagung, metodologi baru ini berkontribusi dalam menjamin kualitas dan keamanan pangan, melindungi kesehatan konsumen dan hewan”, kata Renata Pereira da Conceição, mahasiswa pascasarjana di UFMG.
Bagi Valéria Aparecida Vieira Queiroz, peneliti di Embrapa, “dengan teknologi ini, dimungkinkan untuk mengembangkan strategi yang lebih efisien untuk mengendalikan fumonisin dalam jagung, mengurangi kerugian produksi, memungkinkan pemisahan kumpulan sampel dan memastikan makanan yang lebih aman bagi masyarakat”.
Peneliti Embrapa Algodão (PB) Everaldo Medeiros menyatakan bahwa teknik tersebut menghasilkan a
semacam “gambar kimiawi suatu benda”, yang menggabungkan teknik pemrosesan data kemometri. Hal ini memungkinkan untuk mengeksplorasi aplikasi inovatif untuk pertanian, berdasarkan kimia hijau dan konsep pertanian presisi, yang menempatkan Embrapa dan mitranya di garis depan inovasi aplikasi dengan citra NIR-HSI.
“Partisipasi kami dalam pekerjaan ini adalah mempelajari konfigurasi gambar terbaik untuk pengukuran fumonisin langsung pada biji jagung. Hasilnya memungkinkan deteksi dan kuantifikasi mikotoksin secara otomatis dengan sensitivitas dan kecepatan lebih tinggi dibandingkan teknik yang digunakan saat ini”, Medeiros menyimpulkan.
Temukan informasi langsung tentang pertanian, peternakan, ekonomi, dan prakiraan cuaca. Ikuti Canal Rural di Google Berita.
