Grãos verdes de cafés canéforas especiais brasileiros : classificação e discriminação por técnicas espectroanalíticas e quimiometria

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Moraes Neto, Venancio Ferreira de, 1996-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Café
Espectroscopia de infravermelho próximo
Espectroscopia no ultravioleta visível
Quimiometria
Coffee
Near infrared spectroscopy
Ultraviolet-visible spectroscopy
Chemometrics
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/35234
Resumo: Orientador: Juliana Azevedo Lima Pallone
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spelling Grãos verdes de cafés canéforas especiais brasileiros : classificação e discriminação por técnicas espectroanalíticas e quimiometriaSpecialty green canephora coffees from Brazil : classification and discrimination by spectroanalytical techniques and chemometricsCaféEspectroscopia de infravermelho próximoEspectroscopia no ultravioleta visívelQuimiometriaCoffeeNear infrared spectroscopyUltraviolet-visible spectroscopyChemometricsOrientador: Juliana Azevedo Lima PalloneDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: O café especial é aquele de alta qualidade e ausência de defeitos. Essa classe de produtos vem ganhando cada vez mais espaço no mercado, como no caso da espécie Coffea canephora ou canéfora, cuja inclusão no ramo de cafés especiais é recente e promissora. Recentemente duas classes de cafés canéforas obtiveram selo de indicação geográfica concedida: Conilon Capixaba e Robustas Amazônicos, que são reconhecidos por sua qualidade, aspectos históricos e as práticas produtivas baseadas na sustentabilidade ambiental, social e econômica. As técnicas analíticas tradicionais para identificação de autenticidade ou fraudes em alimentos, geralmente, consistem em métodos de alto custo por amostra visto que demandam uso de reagentes tóxicos, representando risco para o analista e para o meio ambiente; além disso, o tempo gasto nessas análises é alto muitas vezes, sendo procedimentos laboriosos e não são eficientes para todos os objetivos. Nesse sentido, a espectroscopia NIR e a espectrofotometria UV-Vis associadas ao modelo de classificação PLS-DA foram testadas para verificar a capacidade de discriminação das amostras de cafés canéforas verdes com origem geográfica reconhecida (Robustas Amazônicos e Conilons do estado do Espírito Santo). Para a espectroscopia NIR os espectros foram coletados nas amostras nos formatos de grãos inteiros e grãos moídos. Os espectros obtidos de 222 amostras foram tratados com MSC, 1ª derivada e suavização de Savtizky-Golay. A análise exploratória mostrou variabilidade espectral entre as classes de cafés, bem como entre os modos de apresentação das amostras. Resultados comprovaram que o PLS-DA demonstrou alta eficiência, com 100% de predição correta e pode ser aplicada para a rápida discriminação independentemente do tipo de preparo de amostras. Os espectros obtidos na região do NIR foram capazes de diferenciar a origem e variedade das amostras e indicaram que as principais diferenças entres as classes eram referentes aos carboidratos, ácidos clorogênicos, lipídeos, proteínas e cafeína. Para a espectrofotometria no UV-Vis os espectros das 222 amostras foram obtidos do extrato aquoso e foram testados os pré-processamentos 1ª derivada de Savitzky-Golay, Suavização de Savitzky-Golay e MSC, sendo aplicados isoladamente ou em combinação. Foi realizada uma análise exploratória, a partir de PCA e, posterior construção de modelos PLS-DA. A PCA indicou tendências de agrupamentos das amostras em suas devidas classes, e demonstrou as similaridades nos espectros de amostras de diferentes origens. O melhor modelo de classificação supervisionada, para a discriminação das amostras, foi obtido com os dados pré-processados com MSC, resultando em valores de sensibilidade e especificidade a partir de 96,4%. Os VIP escores mostraram que as variáveis associadas aos ácidos clorogênicos, cafeína e clorofila são as de maior importância para diferenciação dos cafés estudados. Os resultados obtidos mostraram que a espectrofotometria no UV-Vis associada ao PLS-DA é uma metodologia com potencial para a classificação de grãos verdes de café canéfora especial brasileiro de diferentes origens. Dessa forma, os métodos rápidos, limpos e alternativos desenvolvidos promissores para aplicações em controle de qualidade e procedimentos de certificação de origem de café canéfora com denominação de origem, uma vez que atendem aos princípios da química verdeAbstract: Specialty coffee is high quality coffee with no defects. This class of products has been gaining more and more space in the market, as in the case of the Coffea canephora or canefora species, whose inclusion in the specialty coffee industry is recent and promising. Recently two classes of canephora coffees were granted the seal of geographical indication: Conilon Capixaba and Robustas Amazônicos, which are recognized for their quality, historical aspects and the productive practices based on environmental, social and economic sustainability. The traditional analytical techniques for identifying authenticity or fraud in foods, usually consist of high cost methods per sample since they demand the use of toxic reagents, representing risk for the analyst and for the environment; besides, the time spent in these analyses is often high, being laborious procedures and are not efficient for all objectives. In this sense, NIR spectroscopy and UV-Vis spectrophotometry associated with the PLS-DA classification model were tested to verify the ability to discriminate green coffee samples with recognized geographical origin (Amazon Robustas and Conilons from the state of Espírito Santo). For NIR spectroscopy the spectra were collected on samples in whole bean and ground bean formats. The spectra obtained from 222 samples were treated with MSC, 1st derivative and Savtizky-Golay smoothing. Exploratory analysis showed spectral variability between coffee grades as well as between sample presentation modes. Results proved that PLS-DA demonstrated high efficiency, with 100% correct prediction and can be applied for fast discrimination regardless of sample preparation type. The spectra obtained in the NIR region were able to differentiate the origin and variety of the samples and indicated that the main differences between the classes were for carbohydrates, chlorogenic acids, lipids, proteins, and caffeine. For UV-Vis spectrophotometry, the spectra of the 222 samples were obtained from the aqueous extract and the Savitzky-Golay 1st derivative, Savitzky-Golay smoothing, and MSC preprocessing were tested, applied alone or in combination. An exploratory analysis was performed, starting with PCA and then building PLS-DA models. The PCA indicated grouping tendencies of the samples in their respective classes, and demonstrated the similarities in the spectra of samples of different origins. The best supervised classification model for discriminating samples was obtained with data pre-processed with MSC, resulting in sensitivity and specificity values starting at 96.4%. The VIP scores showed that the variables associated with chlorogenic acids, caffeine and chlorophyll are the most important for differentiating the studied coffees. The results obtained showed that UV-Vis spectrophotometry associated with PLS-DA is a methodology with potential for the classification of green beans of Brazilian specialty coffee from different origins. Thus, the developed fast, clean and alternative methods are promising for applications in quality control and origin certification procedures of the Canephora coffee with denomination of origin, since they meet the principles of green chemistryAbertoMestradoCiência de AlimentosMestre em Ciência de AlimentosCNPQ133194/2020-5[s.n.]Pallone, Juliana Azevedo Lima, 1977-Schmidt, Flavio LuisSantana, Felipe Bachion deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Ciência de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMoraes Neto, Venancio Ferreira de, 1996-20222022-05-10T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (82 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/35234MORAES NETO, Venancio Ferreira de. Grãos verdes de cafés canéforas especiais brasileiros: classificação e discriminação por técnicas espectroanalíticas e quimiometria. 2022. 1 recurso online (82 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/35234. Acesso em: 29 set. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1518003Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1518003Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2025-09-05T15:20:58Zoai::1518003Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2025-09-05T15:20:58Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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