PI0103502 SENSOR À BASE DE PLÁSTICOS CONDUTORES E LIPÍDIOS PARA AVALIAÇÃO DE PALADAR DE BEBIDAS
Depósito: 21/02/2001
Destaque: Prêmio Governador do Estado de São Paulo 2001
Inventor: ANTONIO RIUL JÚNIOR; LUIZ HENRIQUE CAPPARELLI MATTOSO; FERNANDO JOSEPETTI FONSECA; DAVID MARTIN TAYLOR; SARITA VERA MELLO; EVERALDO CARLOS VENANCIO
Titular: Embrapa (BR/SP)
A invenção refere-se a um sistema sensor composto por múltiplas unidades sensoras com eletrodos interdigitados recobertos por filmes ultrafinos de polímeros condutores (como polianilina e polipirrol) e suas misturas com lipídios (como ácido esteárico). O dispositivo utiliza medidas elétricas em corrente alternada (AC) para analisar padrões de resposta quando imerso em bebidas, permitindo a detecção e diferenciação dos cinco paladares básicos (azedo, salgado, doce, amargo e umami). A técnica oferece vantagens em relação a métodos convencionais por ser rápida, sensível, não destrutiva e de baixo custo. Além disso, possibilita a análise quantitativa e qualitativa de diversas bebidas (água, café, chás, sucos, alcoólicas) e a detecção de contaminantes em água para consumo humano. A aplicação estende-se às indústrias alimentícia, farmacêutica e de cosméticos. A invenção inclui reivindicações sobre a composição do sensor, sua capacidade de distinguir sabores semelhantes e a utilização de análise computacional para interpretação dos dados.
A "língua eletrônica", desenvolvida pelos doutores Luiz Henrique Capparelli Mattoso e Antonio Riul Júnior da Embrapa em parceria com a USP, é um sensor gustativo que promete revolucionar a avaliação de sabores, superando a precisão humana. Vencedora do Prêmio Governador do Estado de São Paulo em 2001, a invenção utiliza polímeros condutores – plásticos inteligentes que conduzem eletricidade – aplicados como filmes ultrafinos sobre eletrodos. Estes sensores, quando imersos em líquidos, geram sinais elétricos que variam conforme a composição da bebida, sendo capazes de detectar os cinco paladares básicos (doce, salgado, azedo, amargo e umami) em concentrações inferiores ao limiar humano – identificando, por exemplo, açúcar e sal em quantidades até vinte vezes menores. O sistema opera pelo princípio de "seletividade global", imitando a língua humana ao reconhecer padrões complexos em vez de substâncias isoladas, criando uma "impressão digital" para cada amostra. Os sinais são decodificados por software com inteligência artificial, que traduz os dados em paladares conhecidos. Inicialmente aplicável a vinhos, café e água mineral, o dispositivo também está sendo adaptado para leite, sucos e monitoramento ambiental, detectando contaminantes como metais pesados e pesticidas em água. Com custo de projeto de R$ 1 milhão e automatizado em parceria com institutos da USP de São Carlos, a língua eletrônica permite análises rápidas, contínuas e em tempo real, oferecendo um controle de qualidade mais rigoroso e eficiente para as indústrias de bebidas, alimentícia, farmacêutica e de saneamento, complementando ou substituindo métodos tradicionais lentos e caros.
Resumo: PI0103502 Invenção que refere a utilização de polímeros condutores e filmes ultrafinos mistos desses materiais com lipídios, plásticos convencionais ou resinas comerciais, obtidos por diversas técnicas experimentais, para a fabricação de sensores gustativos que façam o reconhecimento dos diferentes paladares, imitando os sentidos humanos. A aquisição de dados é feita por espectroscopia de impedância elétrica, obtendo-se as variações correspondentes das partes real e imaginária da impedância, ou admitância, do sistema em função da freqüência. Essas variações são causadas por diferenças provenientes tanto na composição das substâncias químicas analisadas quanto na concentração das mesmas. Por serem medidas não destrutivas, as medidas em corrente alternada não alteram as propriedades elétricas dos materiais transdutores, permitindo a utilização contínua desses dispositivos ao longo do tempo. A simplicidade, no sistema experimental proposto resulta em um processo mais barato para a quantificação de paladar, quando comparado às técnicas de análise química, sem estar sujeito às vicissitudes humanas, quando comparado aos sistemas biológicos. Para este fim, filmes ultrafinos de polianilina e polipirrol foram depositados sobre uma geometria pré-determinada de eletrodos ou microeletrodos interdigitados. O controle de espessura na fabricação desses filmes, em escala nanométrica, permite um aumento significativo na sensibilidade desses dispositivos, possibilitando a diferenciação de substâncias similares, quanto ao paladar, em concentrações abaixo do limite de detecção humano. Este processo vem solucionar os problemas de avaliação de paladar e caracterização de bebidas comerciais e preenche os requisitos para fabricação de sensores com interesse industrial, para avaliação e análise de paladar nos diferentes tipos de bebidas de consumo humano tais como água, café, chá, sucos, bebidas alcoólicas (vinhos, cachaças, cervejas, liqüores, etc.) e outras, assim como para a verificação de contaminantes orgânicos e inorgânicos em sistemas que lidam com o tratamento de água para o consumo humano, podendo ainda ser estendida a sua aplicação nas indústrias farmacêutica e de cosméticos.
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