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Type: Dissertação
Title: Espectroscopia ótica para discriminação de misturas de café arábica e robusta
Author: Mendes, Geissy de Azevedo
First Advisor: Bell, Maria Jose Valenzuela
Co-Advisor: Rodarte, Mirian Pereira
Referee Member: Teixeira, Alvaro Vianna Novaes de Carvalho
Referee Member: Pinho, Roberto Rosas
Resumo: O café é um dos mais importantes produtos alimentares na economia mundial. O Brasil é o maior produtor e exportador do grão e o segundo maior consumidor do produto no mundo. A maior parte do café disponível comercialmente são as espécies do tipo café arábica (Coffea arabica L.) e café robusta/conilon (Coffea canephora L.), além de suas misturas. O café arábica tem maior valor comercial e suas características sensoriais gerais são mais apreciadas quando comparadas ao robusta. O objetivo deste trabalho é diferenciar as espécies de café após a torrefação por espectroscopia óptica. Assim, misturas com diferentes proporções de cafés arábica/robusta torrado e moído, em três graus de torrefação (claro, médio e escuro) foram estudados utilizando as técnicas de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), fluorescência e fluorescência resolvida no tempo (TCSPC). Notória a similaridade existente na composição química das amostras, dois métodos multivariados foram aplicados para avaliação dos espectros de infravermelho: análise de componentes principais (PCA) e regressão por mínimos quadrados parciais (PLS). A partir dos espectros avaliados com o PCA, foi possível diferenciar as espécies de café e identificar compostos que são bons discriminantes entre elas, como a cafeína e os lipídeos, presentes em quantidades maiores no café robusta e arábica, respectivamente. Além disso, ao associar os espectros do FTIR ao PLS, foi desenvolvido um modelo capaz de predizer quantitativamente a proporção de cada espécie nas amostras estudadas, com coeficiente de determinação superior a 0,99. As análises de fluorescência e fluorescência resolvida no tempo foram realizadas utilizando-se comprimentos de onda de excitação/emissão em 280/480 nm, 310/470 nm e 400/605 nm. Os espectros de emissão obtidos pela técnica discriminam as espécies e indicam a presença de fluoróforos em apenas um dos cafés analisados. Já pela contagem de fóton único correlacionado no tempo (TCSPC), obteve-se intensidade média do tempo de vida de emissão, no qual o conjunto 310/470 nm apresentou diferença entre as espécies superior a 20%. Os resultados obtidos neste trabalho, evidenciam o fato de que as técnicas empregadas são promissoras, uma vez que são capazes de distinguir com rapidez as espécies ou até mesmo quantificar a porcentagem das misturas.
Abstract: Coffee is one of the most important food products in the world economy. Brazil is the largest producer and exporter of the grain and the second largest consumer of coffee in the world. Most commercially available coffee is arabica coffee (Coffea arabica L.) and robusta/conilon coffee (Coffea canephora L.) type species as well their blends. The arabica coffee has higher commercial value and its general sensorial characteristics are more favorable when compared to robusta coffee one. This work aimed to differentiate coffee species after roasting by optical spectroscopy. Thus, blends with different ratios of roasted and ground arabica/robusta coffees in three grades of roasting (light, medium and dark) were studied using the Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), fluorescence and time resolved fluorescence (TCSPC) spectroscopy techniques. Notably similar in their chemical composition, two multivariate methods were used to analyze the sample spectra: principal component analysis (PCA) and partial least squares regression (PLS). From the spectra analyzed with PCA, it was possible to differentiate the coffee species and to identify compounds that are good discriminants among them, such as caffeine and lipids, present in larger quantities in the robusta and arabica coffee, respectively. In addition, by associating the FTIR spectra to the PLS, a model capable of quantitatively predict the proportion of each specie in the studied samples was developed, with a determination coefficient higher than 0.99. Time resolved fluorescence and fluorescence analyzes were performed using excitation/emission wavelengths at 280/480 nm, 310/470 nm and 400/605 nm. The emission spectra obtained by the technique discriminate the species and indicate the presence of fluorophores in only one of the coffees analyzed. As for the time-correlated single photon count (TCSPC), the mean intensity of the emission lifetime was calculated, in which the set 310/470 nm showed a difference between species of more than 20%. The results obtained in this work demonstrate the fact that the techniques employed are promising since they are able to quickly distinguish the species or even quantify the percentage of the blends.
Keywords: Café
Arábica
Robusta
FTIR
TCSPC
Coffee
arabica
robusta
FTIR
TCSPC
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Access Type: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/6794
Issue Date: 22-Feb-2018
Appears in Collections:Mestrado em Física (Dissertações)



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