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Fundamentos del análisis FTIR

23. oct., 2018
Autor Richard Mills
Esta potente tecnología de análisis es ampliamente reconocida, particularmente si está interesado en analizar muestras líquidas de alimentos y productos agrícolas como Leche y Vino.

La Transformada de Fourier (FTIR) es ampliamente reconocida, particularmente si está interesado en analizar muestras líquidas de alimentos y productos agrícolas como Leche y Vino. Veamos primero un poco de teoría básica, para después continuar con interesantes aplicaciones de este método tan versátil.

 

Análisis FTIR: fundamentos
Infrarrojo Transformado de Fourier (FTIR) es una técnica de análisis espectroscópica que utiliza una parte del espectro electromagnético. Concretamente, longitudes de onda entre los 2.500 nanómetros (nm) y los 25.000 nm. Esta es la región del “Infrarrojo Medio” y es por ello que también al FTIR se le conoce como tal. Aunque de forma general la abreviatura FTIR es el nombre de una técnica matemática utilizada para convertir datos numéricos en resultados útiles, también se ha popularizado este término para denominar esta técnica analítica.

 

La Transformada de Fourier fue desarrollada por el matemático francés Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830). Seguro que estaría orgulloso de saber que su trabajo adaptado a los últimos avances en tecnología analítica todavía es utilizado a día de hoy. Fourier es también conocido como el descubridor del “Efecto Invernadero”, mucho antes de que nadie hubiera pensado en el impacto de las emisiones de CO2.

 

El análisis FTIR funciona de la siguiente manera: 

  • La luz emitida por una Fuente que produce todo el espectro completo de longitudes de onda, se hace pasar por un dispositivo llamado Interferómetro.
  • El Interferómetro modifica la luz de una manera particular que permite el consiguiente procesado de datos.
  • El haz de luz atraviesa la muestra y esta absorbe parte de la energía.
  • Al otro lado, un Detector recibe el haz de luz que deja pasar la muestra y lo envía a un ordenador.
  • El PC procesa toda la información, infiere cuál es la absorción correspondiente a cada longitud de onda y genera un espectro utilizando la técnica de la Transformada de Fourier

El espectro del Infrarrojo medio (2.500 – 25.000 nm) es una banda muy ancha en comparación, por ejemplo, con el Infrarrojo cercano (800 – 2.500 nm). Debido a que el espectro generado por un analizador FTIR está basado en multitud de datos, esto proporciona una representación muy exacta del espectro de la muestra que se está analizando. De hecho, la Exactitud y la Repetibilidad de los resultados es normalmente tan buena, o incluso mejor, que la de los análisis químicos tradicionales. A esto hay que añadir, que el tiempo de medición es inferior a 1 minuto y sin el uso de reactivos químicos. Tradición y Tecnología: aplicaciones inteligentes para la tecnología FTIR

 

La industria láctea fue la primera en beneficiarse de la comodidad y rapidez del análisis FTIR a través de las primeras soluciones que FOSS introdujo en los 80. Hoy en día, el análisis FTIR a través de instrumentos como el MilkoScan FT1 tiene un valor incalculable como método inmediato de análisis de parámetros como la grasa y la proteína, en la leche y los productos lácteos. Pongamos como caso concreto la producción de queso, en la cual, el mantenimiento de unos niveles regulares de grasa y proteína en la leche es clave para que los productores de queso puedan reproducir sus recetas tradicionales y conseguir productos de gran calidad.

 

El análisis FTIR se ha convertido también en una herramienta muy importante para las bodegas desde que FOSS introdujo esta técnica de análisis en 1.999 a través del Winescan. No es que antes los enólogos no fueran capaces de producir vinos de gran calidad, pero actualmente pueden apoyar sus decisiones no solo en sus apreciaciones organolépticas y experiencia, sino también en datos analíticos objetivos disponibles de forma rápida.

 

Sirviéndonos de toda la amplitud del espectro del Infrarrojo Medio, podemos obtener una gran cantidad de datos y parámetros de forma simultánea medidos en un único análisis en cuestión de segundos. Más de 20 parámetros de Vino o Mosto pueden ser testeados en menos de 1 minuto con Winescan, incluyendo Etanol, Glucosa/Fructosa, Ácido Málico, Acidez Volátil, Acidez Total, pH, SO2 Libre y Total, por nombrar los más importantes. La sensibilidad del FTIR lo ha hecho también útil para la medición de parámetros presentes en bajas concentraciones, por ejemplo, los compuestos fenólicos de la uva precursores del color y del aroma en el vino.

Raw Milk spectrum

El análisis FTIR puede ser utilizado para detectar adulteraciones del producto, por ejemplo, en una muestra de leche para detectar si esta ha sido contaminada accidentalmente con productos de limpieza de las líneas de proceso. 

 

Detectando sustancias no deseadas en la leche


Otra fortaleza del análisis FTIR puede ser utilizado para detectar adulteraciones del producto, por ejemplo, en una muestra de leche para detectar si esta ha sido contaminada accidentalmente con productos de limpieza de las líneas de proceso. La detección de contaminación se realiza al mismo tiempo que una analítica rutinaria, sin necesidad de invertir más tiempo ni material adicional.

Al realizar un análisis de una muestra de leche frente a un perfil de leche normal; una leche pura sin adulterar produce un espectro específico en el infrarrojo - lo que vendría a ser su huella digital. De este modo, se puede programar un analizador para reconocer un espectro o huella de una leche contaminada frente a una leche pura normal y que este nos avise si existe alguna anomalía. Esto alertaría al usuario de la necesidad de investigar la naturaleza de la alteración de la muestra.

El concepto de “Screening” introduce una nueva y conveniente opción para el análisis en rutina de leche, permitiendo así diferenciar un amplio abanico de alteraciones en el producto al mismo tiempo que un análisis de sus componentes.

 
 

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