NIRS para la detección rápida de la contaminación por aflatoxina B₁ en arroz

El arroz es uno de los cultivos alimentarios de mayor importancia económica en todo el mundo, en particular en los países asiáticos. Los principales países productores de arroz son la República Popular China, la India, Indonesia, Bangladesh, Vietnam y Tailandia . Al igual que otros cultivos de cereales, el arroz es susceptible a las infecciones fúngicas en el campo o durante el almacenamiento. Las infecciones fúngicas en el arroz pueden provocar contaminación con micotoxinas , principalmente aflatoxinas , ocratoxina A, fumonisinas y deoxinivalenol.

La aflatoxina B₁ (AFB₁) es producida por la sección Flavi de Aspergillus , especialmente A. flavus y A. parasiticus, y es la micotoxina más tóxica . La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer reconoce a la aflatoxina B₁  como carcinógena para los seres humanos (grupo 1), afectando principalmente al hígado. La AFB₁ también se considera mutagénica, teratogénica y hepatotóxica para muchas especies animales, incluidos los humanos.

Esta micotoxina se encuentra en altas concentraciones en una amplia gama de productos agrícolas, incluido el arroz, con una mayor incidencia en climas tropicales y húmedos que favorecen el crecimiento de hongos. La Comisión Europea ha fijado el límite máximo de AFB₁ en 2 μg/kg en cereales, granos , frijoles y cacahuetes, y en 5 μg/kg para maíz , arroz y especias.

La detección temprana de AFB₁ en el arroz almacenado o poscosecha es importante para reducir el riesgo de contaminación por AFB 1 en la cadena alimentaria. Se han desarrollado varios métodos analíticos para la detección de micotoxinas, incluida la AFB 1 , en granos de cereales aprovechando las propiedades físicas y químicas de estas toxinas.

Una investigación realizada en Tailandia tuvo el objetivo de aplicar la espectroscopia de infrarrojo cercano, con un rango de longitud de onda corta de 950 a 1.650 nm, para la detección rápida de contaminación por aflatoxina B₁ (AFB₁) en muestras de arroz. Los espectros se obtuvieron mediante modo de reflexión para 105 muestras de arroz: 90 muestras contaminadas naturalmente con AFB₁ y 15 muestras contaminadas artificialmente con AFB₁.

Los modelos de calibración cuantitativa para detectar aflatoxina B₁ se desarrollaron utilizando los espectros de absorbancia originales y pretratados junto con la regresión de mínimos cuadrados parciales con prueba de predicción y validación cruzada completa. El modelo estadístico del proceso de validación externa desarrollado a partir de los espectros tratados (variable normal estándar y desestabilización) fue el más preciso para la predicción, con un coeficiente de correlación ( r ) de 0,952, un error estándar de predicción de 3,362 μg/kg y un sesgo de −0,778 μg/kg.

Los modelos más predictivos según la validación cruzada completa se desarrollaron a partir de los espectros pretratados con corrección de dispersión multiplicativa ( r = 0,967, error cuadrático medio en la validación cruzada [RMSECV] = 2,689 μg/kg, sesgo = 0,015 μg/kg) y espectros pretratados con la variable normal estándar ( r = 0,966, RMSECV = 2,691 μg/kg, sesgo = 0,008 μg/kg).

Un modelo de análisis discriminante (herramienta para identificar el determinante más importante de la seguridad alimentaria y el estado nutricional que mejor puede predecirse entre un amplio conjunto de variables independientes) de mínimos cuadrados parciales basado en la clasificación de la contaminación por AFB 1 clasificó las muestras con una precisión del 90%.

Los resultados indican que la técnica de espectroscopia de infrarrojo cercano es potencialmente útil para la detección de muestras de arroz pulido en busca de contaminación por AFB₁. Los autores indican que los resultados obtenidos aquí son equivalentes o mejores que los resultados comparables informados en estudios previos sobre el potencial del NIRS para detectar la contaminación por micotoxinas en los alimentos.