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A importância do uso do NIRS na produção animal

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O agronegócio é um dos mais importantes segmentos da economia brasileira. De acordo com os dados do CEPEA (Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada – Esalq/USP), a participação do setor na economia, no ano de 2022, foi de 25% do PIB (Produto Interno Bruto).

Nesse cenário, a produção de proteína animal é fundamental para a economia do país. O VBP (Valor Bruto da Produção) gerado pela produção de frangos de corte entre 2010 e 2021, por exemplo, registrou um aumento de 54% (ABPA, 2022).

nutrição animal agroceres multimix

De acordo com Deepa et al. (2016), com o aumento da concorrência na indústria de alimentação animal e as estreitas margens de lucro, a necessidade de melhorar a eficiência do processo de produção e a redução de desperdícios aumentaram cada vez mais no decorrer dos anos.

Dentre os custos envolvidos na produção animal, a nutrição é responsável por 80% do custo de produção. Segundo dados da ABPA (2022), a nutrição atingiu 75,36% e 81,10% do custo de produção do frango e suíno vivo, respectivamente, no ano de 2021.

Dessa maneira, fica evidente a necessidade de sempre formular as rações visando a atender às exigências nutricionais dos animais, bem como elaborar as rações garantindo a qualidade das matérias-primas e uma boa mistura, a fim de oferecer alimentação adequada para atender o máximo do potencial genético das aves.

Qualidade das matérias-primas

O monitoramento e a inspeção de ingredientes é uma ferramenta fundamental para garantir a qualidade das matérias-primas, o que se traduzirá, no final, em produtos superiores para a alimentação dos animais de produção, e, portanto, em maior lucro operacional.

Contribuem para a variabilidade e qualidade final dos ingredientes utilizados nas rações animais (MANZKE et al., 2011), fatores como:

        • a genética da semente,
        • a fertilidade do solo,
        • o clima,
        • o manuseio,
        • o processamento e a armazenagem,
        • a mistura de lotes, entre outros aspectos.

A utilização de matérias-primas com alta variabilidade, sem uma monitoria, ou controle do que se está recebendo na fábrica, favorece o fornecimento de rações fora do padrão esperado em termos de formulação. Isso resulta em:

        • dificuldade de formular com maior precisão,
        • redução do potencial produtivo dos animais e
        • perdas econômicas.

NIRS

NIRS

Uma maneira de avaliar as amostras de matérias-primas com rapidez e eficiência é através do uso do NIRS (Near Infrared Spectroscopy). A espectroscopia NIRS facilita medições, em tempo real, em todas as etapas da produção, desde a análise da matéria-prima até a verificação dos ingredientes e do produto acabado (WOODCOCK et al., 2008; BERZAGHI; RIOVANTO, 2009).

De acordo com Pasquini (2018), o NIRS é um tipo de espectroscopia vibracional de alta energia realizada na faixa de comprimento de onda de 750 a 2500 nm. Segundo Rech e Werner (2020), após a onda eletromagnética produzida pelo NIRS incidir na amostra a ser analisada, uma parte será absorvida e outra refletida.

As ligações covalentes das substâncias orgânicas absorvem essa energia, que é transformada em vibração das ligações moleculares. A radiação que não é absorvida é refletida, analisada e quantificada.

Assim, quando uma amostra é irradiada, a luz é absorvida seletivamente, de acordo com as frequências de vibração específicas das moléculas presentes e esse processo dá origem a um espectro (GIVENS; DEAVILLE, 1999).

esquema NIRS

O espectro depende dos grupos funcionais que absorvem a radiação NIRS que, por sua vez, estão correlacionados aos principais componentes químicos, físicos e/ou sensoriais de uma substância. Todas as informações decorrentes da interação da luz com a amostra, bem como artefatos instrumentais, coleta de dados e erros computacionais são responsáveis pela composição do espectro (BURNS; CIURCZACK, 2007).

Após a obtenção dos dados espectrais é necessário processá-los matematicamente para extrair as informações sobre as propriedades químicas das amostras. Para tal, é necessário construir um modelo de previsão geralmente denominado calibração. A calibração é um modelo de regressão que permitirá a previsão da composição química com base em dados espectrais (BERZAGHI; RIOVANTO, 2009).

Vantagens do NIRS

Cabe destacar que, além da rapidez de análise, a espectroscopia NIRS oferece outras vantagens importantes em relação aos métodos químicos tradicionais. Trata-se de um método físico, não destrutivo, que requer preparação mínima (ou nenhuma) da amostra e sua precisão é alta.

Além disso, não são necessários reagentes e não há produção de resíduos, o que contrasta com a análise química tradicional. Através do NIRS é possível avaliar diversos parâmetros da mesma amostra, simultaneamente, e é possível analisar a mesma amostra quantas vezes forem necessárias.

Uma vez calibrado, o espectrômetro NIR é simples de usar e um único operador pode analisar diversas amostras (GIVENS et al., 1997; BERZAGHI; RIOVANTO, 2009).

Assim sendo, o NIRS pode ser utilizado como um método alternativo rápido e simultâneo para prever os valores nutritivos dos alimentos, ocasionando melhoria do controle de qualidade e eficiência, conduzindo a uma maior rentabilidade e competitividade (DEEPA et al., 2016; SAMADI et al., 2018).

Qualidade de matéria-prima

milho

O NIRS permite a elaboração de um banco de dados robusto de resultados de matérias-primas recebidas, que possibilita a criação de um padrão de qualidade de compra para cada matéria-prima, favorecendo assim a classificação dos fornecedores. Soma-se a isso, a possibilidade de melhores negociações de compra e recebimento de matérias-primas, devido ao conhecimento sobre a variabilidade delas de acordo com a região e com parâmetros pré-estabelecidos no padrão de qualidade.

A classificação dos fornecedores colabora com a redução da variabilidade dos ingredientes, o que permite aumentar o número de amostras e construir uma base de dados robusta para atualização de matrizes nutricionais.

Ao formular rações com matrizes nutricionais mais próximas da composição nutricional das matérias-primas que se tem a campo, é possível trabalhar com formulações mais precisas, visando o atendimento das exigências nutricionais dos animais, possibilitando melhores resultados zootécnicos.

Ademais, as informações e controle obtidos através do NIRS possibilitam ao nutricionista realizar estudos econômicos por meio de formulações, por um lado e, por outro, beneficiam os setores de suprimentos e qualidade para tomada de decisões mais rápidas e precisas.

Origem

A espectroscopia do infravermelho próximo não é uma tecnologia descoberta recentemente. Pelo contrário, ela se consolidou a partir da década de 60, após os estudos e trabalho de Karl Norris em diferentes áreas da produção animal (BERZAGHI; RIOVANTO, 2009).

E, ainda hoje, o NIRS é ampla e prosperamente usado em diversas áreas, como por exemplo a agrícola, farmacêutica, de controle de processos, medicina, controle de qualidade, entre outras. Além do mais, há a possibilidade de novos usos práticos a serem descobertos para os próximos anos (CAMPESTRINI, 2005; BURNS, CIURCZACK 2007).

Pontos de Atenção

Diante do exposto, são muitas as vantagens do NIRS, com exceção da dependência de um método de referência (requer análises químicas e físicas precisas como amostras de referência), sendo fundamental reconhecer que, se forem usados valores de calibração incorretos, o NIRS fará uma previsão incorreta (UNDERSANDER et al., 2006).

Vale destacar ainda que é fundamental obter um grande conjunto de dados para incorporação na calibração, possuir pessoal altamente treinado para o desenvolvimento dos modelos de calibração e considerar que a baixa sensibilidade do sinal pode limitar a determinação de substâncias com concentrações menores.

Além disso, a transferência de calibração é limitada entre instrumentos diferentes e a interpretação de dados espectral pode ser complicada.

O alto investimento financeiro inicial para a instrumentação também pode representar um importante obstáculo para a compra (CAMPESTRINI, 2005; BERZAGHI; RIOVANTO, 2009). Em contrapartida, Deepa et al. (2016) alertam que, apesar de ser necessário investir altos custos para a implementação da tecnologia NIRS e realizar retransmissões em quimiometria, a longo prazo, e se for desenvolvida adequadamente, a aquisição e uso do NIRS se torna muito rentável para a empresa.

Em suma, a tecnologia NIRS desempenha e desempenhará um papel central em muitas indústrias e setores produtivos, visando impulsionar as cadeias de produção de alimentos para atender a requisitos de padrões de qualidade cada vez mais elevados (BERZAGHI; RIOVANTO, 2009).

Portanto, conclui-se que o NIRS é importante, uma vez que possibilita formular rações com maior garantia de qualidade das matérias-primas e com maior precisão nutricional, beneficiando o desempenho dos animais e retorno financeiro para a empresa. E ainda, o uso do NIRS de forma eficiente dentro de uma empresa, significa a mudança de forma de trabalho, onde a interação entre as áreas de suprimentos, garantia de qualidade e nutricionistas será constante e muito benéfica.

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