Uma cooperação entre a Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) e o Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) da Unicamp vem testando e aplicando equipamentos do tipo língua eletrônica na avaliação da qualidade de diversos tipos de bebidas. Esse dispositivo, composto por um arranjo de sensores químicos, simula o comportamento das papilas gustativas humanas e tem como objetivo medir e comparar sabores e outros tipos de substâncias presentes em alimentos.

Embora as línguas eletrônicas já sejam amplamente conhecidas na literatura científica, a parceria entre os dois institutos visa testar sensores desenvolvidos na própria Unicamp, baseados na espectroscopia de impedância. Ainda pouco empregada na análise de bebidas, essa técnica mede o comportamento de diferentes materiais ao estudar a resposta de um sistema à passagem de uma corrente elétrica alternada. Em línguas eletrônicas, cada sensor impedimétrico reage de forma diferente às substâncias presentes na bebida, criando, em conjunto, um padrão único de respostas elétricas que gera uma espécie de impressão digital da bebida.

“A língua humana trabalha com o conceito de seletividade global. Se a gente beber café, centenas de moléculas enviam uma enxurrada de informações para o cérebro, que as agrupa e reconhece como café. O dispositivo tenta imitar essa habilidade, então a escolha dos materiais que formam as unidades sensoriais é fundamental para extrair o máximo de informação possível”, explica o professor do IFGW Antonio Riul Jr. O docente foi o primeiro pesquisador a empregar espectroscopia de impedância em línguas eletrônicas, quando fazia pós-doutorado na Universidade de Bangor, no País de Gales (Reino Unido), e suas análises demonstraram que a simplicidade do dispositivo permite a extração de grandes volumes de informação, em comparação com tecnologias tradicionais.

Embora tenha aplicação em diversos tipos de pesquisa, como a análise do solo, na área de alimentos a língua eletrônica impedimétrica visa complementar a análise sensorial realizada por humanos, bem como as medidas físico-químicas, que tendem a ser custosas e demoradas. Por utilizar algoritmos de análise de dados que criam modelos de classificação e predição das substâncias, a língua não precisa de padrões — sensores de referência para comparar resultados obtidos —, o que agiliza e barateia o processo. Além disso, o dispositivo foi adaptado para medir as amostras de maneira ininterrupta, em um sistema microfluídico do sensor.

De acordo com o professor da FEA Douglas Fernandes Barbin, essa adaptação é benéfica porque a língua eletrônica voltamétrica, mais tradicional, necessita que as análises sejam feitas posteriormente, em recipientes separados. Entretanto, em uma futura aplicação industrial da tecnologia microfluídica, existe a possibilidade de realizar a análise visando o controle contínuo da qualidade do alimento. “Isso agilizaria o processo porque possibilita corrigir um erro durante a produção de um suco, por exemplo, ao invés de fazer a análise no produto final e, caso identifique um erro, ter que descartar todo o lote que já foi processado”, esclarece.

Em seu laboratório, Barbin lidera o grupo de pesquisa Food Process Analytical Technology, que estuda tecnologias para processamento de alimentos e de produtos agrícolas. A equipe se destaca em análises a partir de métodos ópticos, como a espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS), que ilumina a amostra com essa radiação, medindo quais frequências são absorvidas. No entanto, líquidos costumam ser translúcidos e alguns alimentos possuem partículas que modificam a trajetória da luz no meio, dificultando a análise por NIRS. Foi essa dificuldade que inspirou a parceria entre os dois institutos, iniciada quando o docente da FEA descobriu os estudos de Riul com análise do solo.

A primeira prova de conceito do uso do protótipo na análise de líquidos acaba de ser concluída pela pesquisadora Tatiana Américo da Silva. Em sua tese de doutorado, defendida na Engenharia de Alimentos, a autora avaliou a performance do dispositivo na medição da qualidade de três bebidas populares no Brasil: água de coco, suco de uva e cachaça. Ao final, o estudo constatou que, quanto mais complexo o líquido, mais amostras e análises físico-químicas são necessárias, mas que a acidez e a doçura — representada por sólidos solúveis totais — desempenharam grande influência nas medições, sendo as duas características que mais se destacaram nas análises.

No caso da água de coco, por exemplo, por ser a bebida com menor número de compostos complexos, o dispositivo identificou os sólidos solúveis totais, a acidez total titulável, que se refere ao total de ácidos em uma amostra, e os valores de pH, além de ser capaz de diferenciar as marcas que haviam passado por processamento. Já para o suco de uva, a língua foi mais eficaz somente na determinação dos valores de pH, separando, também, amostras integrais das reconstituídas. “Já nas bebidas alcoólicas, as línguas agrupam amostras de cachaça adoçada e de gin, mas só um dos sistemas testados agrupou por pH, enquanto o outro agrupou por sólidos solúveis totais e grau alcoólico”, revela a autora.

Esses resultados demonstraram que os sensores têm potencial para aplicação na diferenciação dos líquidos, mas ainda são necessários novos estudos, com uma maior quantidade e variedade de amostras, para que a tecnologia esteja apta para aplicação na indústria. Nesse sentido, um dos desafios é a durabilidade dos eletrodos, pois em medidas prolongadas há formação de um biofilme nas unidades sensoriais, que precisam ser trocadas periodicamente. Esse controle de molhabilidade é foco de um estudo que ainda está sendo desenvolvido no IFGW e, se der certo, poderá estender tanto o tempo de vida quanto a disponibilidade do dispositivo.

Outra necessidade também é comparar os resultados da medição usando a língua eletrônica com os obtidos na análise sensorial humana, o que está sendo conduzido pelo doutorando da FEA Dhanus Raj Kanaga Raj. O estudo está obtendo resultados promissores e tem como foco a análise de produtos farmacêuticos e de sabores de alimentos como café, chá e suco. “Um dos objetivos é a quantificação de diferentes tipos de adoçantes, pois agora todos esses produtos estão vindo com açúcar ou edulcorantes”, revela o pesquisador, que deve defender sua tese até o final de 2026.