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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/15378
Tipo: Tese
Título: Metodologia baseada em imagem digital, espectros UV-Vis e quimiometria para screening de adulteração de café por cascas e paus
Autor(es): Souto, Urijatan Teixeira de Carvalho Polari
Primeiro Orientador: Silva, Edvan Cirino da
Primeiro Coorientador: Araújo, Mario Cesar Ugulino de
Resumo: A qualidade do café depende de diversos fatores relacionados a todas as etapas da produção, desde a escolha da espécies (ou variedades) e das transformações durante a torrefação até o preparo da bebida. Entretanto, a qualidade pode ser alterada pela prática ilícita da adulteração, que consiste na contaminação por cascas e paus e outros adulterantes ao cafe torrado e moído.Desse modo, a adulteração provoca a alteração das propriedades sensorias e ocasiona danos onerosos à socidade devido ao elevado consumo de cafés pelos brasileiros. Em face do exposto, o seguinte trabalho propõe, o desenvolvimento de novas metodologias, simples, rápidas e de baixo custo, que combine o uso das imagens digitais e a espectroscopia de absorção molecular do ultravioleta e visível (UV- Vís) com os métodos de reconhecimento de padrão supervisionados como o SIMCA, PLS-DA e SPA-LDA, para a construção dos modelos quimiométricos de classificação. De fato, as modelagens construídas discriminaram e classificaram os cafés adulterados dos não adulterados, que podem ser comprovada através dos parâmetros de avaliação de desempenho dos modelos, relacionados a acúracia, sensibilidade e especificidade nos conjuntos de treinamento e teste, apresentados nas Tabela 1.1 e Tabela 1.2. Portanto os melhores resultados, foram obtidos para as imagens digitais e o ultravioleta (UV) com as modelagens do PLS-DA e SPA-LDA em comparação a modelagem do SIMCA. Na modelagem das imagens digitais, o PLS-DA apresentou os seguintes percentuais de acertos para os conjuntos de treinamento e teste, conforme a Tabela 1.1: PLS-DA acúracia (73,0%),sensibilidade (69,0%) e especificidade (76,0%) ; acúracia (97,0%), sensibilidade (100,0%) e especificidade (95,2%) e o SPA-LDA acurácia (90,0%), sensibilidade (94,0%) e especificidade (85,0%) ; acurácia (95,0%), sensibilidade (95,0%) e especificidade (95,0%); SIMCA acúracia (60,0%), sensibilidade (80,0%) e especificidade (51,1%) ; acúracia (82,5%),sensibilidade (93,3%) e especificidade (76,0%). Na modelagem dos extratos aquosos pelo ultravioleta (UV) o PLS-DA, SPA-LDA e SIMCA apresentaram os seguintes percentuais de acertos para os conjuntos de treinamento e teste, segundo a Tabela 1.2: PLS-DA acúracia (96,8%), sensibilidade (97,3%) e especificidade (96,1%) ; acúracia (97,4%), sensibilidade (100,0%) e especificidade (94,7%); SPA-LDA acúracia (100,0%), sensibilidade (100,0%) e especificidade (100,0%) ; acúracia (100,0%), sensibilidade (100,0%) e especificidade (100,0%) ; SIMCA acúracia (73,0%), sensibilidade (62,2%) e especificidade (88,5%); acúracia (79,5%), sensibilidade (65,0%) e especificidade (94,7%). Portanto, as propostas de metodologias desenvolvidas, podem assegurar a compra dos cafés comercializados sem a presença do adulterante, cascas e paus. Dessa forma, será possível atenuar danos onerosos a sociedade e auxiliar o controle de qualidade dos cafés aos orgãos de fiscalização e comercialização (MAPA, ANVISA e ABIC).
Abstract: The quality of the coffee depends on several factors related to all stages of production, from the choice of species (or varieties) and from the transformations during the roasting to the preparation of the beverage. However, quality can be altered by the illicit practice of adulteration, which consists of contamination by husks and sticks and other adulterants to roasted and ground coffee. Thus, tampering causes the alteration of sensory properties and causes costly damage to the soil due to the high coffee consumption by Brazilians. In view of the above, the following work proposes the development of new, simple, fast and low-cost methodologies combining the use of digital images and ultraviolet and visible molecular absorption spectroscopy (UV-Vis) with the methods of recognition of supervised standards such as SIMCA, PLS-DA and SPA-LDA, for the construction of chemometric classification models. In fact, the constructed models discriminated and classified the adulterated coffees of the non-adulterated coffees, which can be verified through the performance evaluation parameters of the models, related to accuracy, sensitivity and specificity in the training and test sets presented in Table 1.1 and Table 1.2. Therefore, the best results were obtained for the digital and ultraviolet (UV) images with the PLS-DA and SPA-LDA modeling compared to SIMCA modeling. In the modeling of the digital images, the PLS-DA presented the following percentage of correctness for the training and test sets, according to Table 1.1: PLS-DA accuracy (73.0%), sensitivity (69.0%) and specificity (76.0%); accuracy (90.0%), sensitivity (94.0%) and specificity (85.0%) and SPA-LDA ; accuracy (95.0%), sensitivity (95.0%) and specificity (95.0%); SIMCA accuracy (60.0%), sensitivity (80.0%) and specificity (51.1%); accuracy (82.5%), sensitivity (93.3%) and specificity (76.0%). In the modeling of the ultraviolet (UV) aqueous extracts the PLS-DA, SPA-LDA and SIMCA presented the following percentage of correct answers for the training and test sets according to Table 1.2. PLS-DA accuracy (96.8%), sensitivity (97.3%) and specificity (96.1%); accuracy (97.4%), sensitivity (100.0%) and specificity (94.7%); SPA-LDA accuracy (100,0%), sensitivity (100,0%) and specificity (100,0%); accuracy (100.0%), sensitivity (100.0%) and specificity (100.0%); SIMCA accuracy (73.0%), sensitivity (62.2%) and specificity (88.5%); accuracy (79.5%), sensitivity (65.0%) and specificity (94.7%). Therefore, the proposed methodologies developed can ensure the purchase of coffee marketed without the presence of the adulterant, husks and sticks. In this way, it will be possible to mitigate costly damages to society and help the quality control of the coffee to the inspection and commercialization (MAPA, ANVISA and ABIC).
Palavras-chave: Café
Adulteração
SIMCA
PLS-DA e SPA-LDA
Coffee
Adulteration
PLS-DA and SPA-LDA
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/15378
Data do documento: 17-Fev-2017
Aparece nas coleções:Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Química

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