Aplicación de la espectroscopia vibracional del infrarrojo medio con transformada de Fourier (FTIR) en la evaluación de la calidad de los cafés comerciales
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i9.31753Palabras clave:
Café; Espectroscopia infrarroja; Métodos quimiométricos.Resumen
Brasil es hoy el mayor exportador y productor de café del mundo, siendo la segunda bebida más consumida en el mundo, después del agua. En 2019 y 2020 se estima que el consumo mundial de café fue de 168,84 millones de sacos de 60 kg, Brasil consumió 20 millones de sacos, siendo el segundo mayor consumidor del mundo, sólo detrás de Estados Unidos con 25 millones de sacos. Las técnicas como la espectroscopia infrarroja fueron aplicada en la industria alimentaria, ya que es una técnica rápida y fácil, sin necesidad de reactivos, libre de procesos contaminantes y capaz de analizar la composición simultánea de los constituyentes. El presente estudio tiene como objetivo analizar los cambios en los componentes químicos de los cafés comerciales brasileños en función de la vida útil mediante espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR) asociada a métodos quimiométricos. Los experimentos fueron realizados en la fecha de caducidad, 6 meses y un año después de la fecha de vencimiento. Los espectros se obtuvieron en el rango de 4000 a 500 cm-1. El estudio del Análisis de Componente Principal (PCA) y del Análisis de Conglomerados Jerárquico (HCA) fueron realizados como métodos de discriminación. Se calcularon las áreas en la región de 2970 a 2830 cm-1 y 1765 a 1720 cm-1 para analizar la alteración en función del tiempo. Los resultados sugieren que estas bandas en el café son sensibles con el tiempo y a las condiciones de almacenamiento, promoviendo cambios en el aroma y el sabor.
Citas
Assis, C., Oliveira, L. S., & Sena, M. M. (2018). Variable selection applied to the development of a robust method for the quantification of coffee blends using mid infrared spectroscopy. Food analytical methods, 11(2), 578-588. https://doi.org/10.1007/s12161-017-1027-7.
Assis, C., Pereira, H. V., Amador, V. S., Augusti, R., de Oliveira, L. S., & Sena, M. M. (2019). Combining mid infrared spectroscopy and paper spray mass spectrometry in a data fusion model to predict the composition of coffee blends. Food chemistry, 281, 71-77. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.12.044.
Barbin, D. F., Felicio, A. L. D. S. M., Sun, D. W., Nixdorf, S. L., & Hirooka, E. Y. (2014). Application of infrared spectral techniques on quality and compositional attributes of coffee: An overview. Food Research International, 61, 23-32. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2014.01.005.
Barrios-Rodríguez, Y., Collazos-Escobar, G. A., & Gutiérrez-Guzmán, N. (2021). ATR-FTIR for characterizing and differentiating dried and ground coffee cherry pulp of different varieties (Coffea Arabica L.). Engenharia Agrícola, 41, 70-77. https://doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v41n1p70-77/2021.
Barrios-Rodríguez, Y. F., Reyes, C. A. R., Campos, J. S. T., Girón-Hernández, J., & Rodríguez-Gamir, J. (2021). Infrared spectroscopy coupled with chemometrics in coffee post-harvest processes as complement to the sensory analysis. LWT, 145, 111304.https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111304.
Brazil. Ministry of Agriculture, Livestock and Food Supply. (2010). Normative Instruction No 16. Technical regulation for roasted coffee beans and roasted and ground coffee. Federal Oficial Gazette of Brazil. Section 1, 11.
Bro, R., & Smilde, A. K. (2014). Principal component analysis. Analytical methods, 6(9), 2812-2831. https://doi.org/10.1039/C3AY41907J.
Craig, A. P., Botelho, B. G., Oliveira, L. S., & Franca, A. S. (2018). Mid infrared spectroscopy and chemometrics as tools for the classification of roasted coffees by cup quality. Food Chemistry, 245, 1052-1061. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.11.066.
Craig, A. P., Franca, A. S., & Oliveira, L. S. (2011). Discrimination between immature and mature green coffees by attenuated total reflectance and diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy. Journal of food science, 76(8), C1162-C1168. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2011.02359.x.
Craig, A. P., Franca, A. S., & Oliveira, L. S. (2012). Evaluation of the potential of FTIR and chemometrics for separation between defective and non-defective coffees. Food Chemistry, 132(3), 1368-1374. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.11.121.
Craig, A. P., Franca, A. S., Oliveira, L. S., Irudayaraj, J., & Ileleji, K. (2015). Fourier transform infrared spectroscopy and near infrared spectroscopy for the quantification of defects in roasted coffees. Talanta, 134, 379-386. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.11.038.
de Almeida Barbosa, L. C. (2007). Espectroscopia no infravermelho: na caracterização de compostos orgânicos. Ed. UFV.
dos Santos Grasel, F., Ferrão, M. F., & Wolf, C. R. (2016). Development of methodology for identification the nature of the polyphenolic extracts by FTIR associated with multivariate analysis. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 153, 94-101. https://doi.org/10.1016/j.saa.2015.08.020.
Ferreira, T., Galluzzi, L., de Paulis, T., & Farah, A. (2021). Three centuries on the science of coffee authenticity control. Food Research International, 149, 110690. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110690.
Leibtag, E. (2007). Cost pass-through in the US coffee industry (No. 38). USDA Economic Research Serv.
Liu, X., Renard, C. M., Bureau, S., & Le Bourvellec, C. (2021). Revisiting the contribution of ATR-FTIR spectroscopy to characterize plant cell wall polysaccharides. Carbohydrate Polymers, 262, 117935. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.117935.
Lyman, D. J., Benck, R., Dell, S., Merle, S., & Murray-Wijelath, J. (2003). FTIR-ATR analysis of brewed coffee: effect of roasting conditions. Journal of agricultural and food chemistry, 51(11), 3268-3272. https://doi.org/10.1021/jf0209793.
Mendes, E., & Duarte, N. (2021). Mid-Infrared Spectroscopy as a Valuable Tool to Tackle Food Analysis: A Literature Review on Coffee, Dairies, Honey, Olive Oil and Wine. Foods, 10(2), 477. https://doi.org/10.3390/foods10020477.
Moreira, R. V., Corrêa, J. L. G., Macedo, L. L., da Silva Araújo, C., Vimercati, W. C., de Souza, A. U., ... & de Jesus Junqueira, J. R. (2021). Sensory quality of parchment coffee subjected to drying at different air temperatures and relative humidities. Research, Society and Development, 10(10), e541101019351-e541101019351. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i10.19351.
Munyendo, L., Njoroge, D., & Hitzmann, B. (2021). The Potential of Spectroscopic Techniques in Coffee Analysis—A Review. Processes, 10(1), 71. https://doi.org/10.3390/pr10010071.
Paradkar, M. M., & Irudayaraj, J. (2002). A rapid FTIR spectroscopic method for estimation of caffeine in soft drinks and total methylxanthines in tea and coffee. Journal of food science, 67(7), 2507-2511. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2002.tb08767.x.
Reis, N., Franca, A. S., & Oliveira, L. S. (2013). Performance of diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy and chemometrics for detection of multiple adulterants in roasted and ground coffee. LWT-Food Science and Technology, 53(2), 395-401. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2013.04.008.
Ribeiro, J. S., Salva, T. J., & Ferreira, M. M. (2010). Chemometric studies for quality control of processed Brazilian coffees using drifts. Journal of Food Quality, 33(2), 212-227. https://doi.org/10.1111/j.1745-4557.2010.00309.x.
Rubayiza, A. B., & Meurens, M. (2005). Chemical discrimination of arabica and robusta coffees by Fourier transform Raman spectroscopy. Journal of agricultural and food chemistry, 53(12), 4654-4659. https://doi.org/10.1021/jf0478657.
Sezer, B., Apaydin, H., Bilge, G., & Boyaci, I. H. (2018). Coffee arabica adulteration: Detection of wheat, corn and chickpea. Food chemistry, 264, 142-148. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.05.037.
Smith, B. C. (2011). Fundamentals of Fourier transform infrared spectroscopy. CRC press.
Stuart, B. H. (1997). Biological applications of infrared spectroscopy. John Wiley & Sons.
Tavares, K. M., Pereira, R. G. F. A., Nunes, C. A., Pinheiro, A. C. M., Rodarte, M. P., & Guerreiro, M. C. (2012). Mid-infrared spectroscopy and sensory analysis applied to detection of adulteration in roasted coffee by addition of coffee husks. Química Nova, 35(6), 1164-1168. https://doi.org/10.1590/S0100-40422012000600018.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Vitória Fontes; Douglas Cubas Pereira; Lucas Ferreira Lyra; Kumiko Koibuchi Sakane
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
