Aplicação da espectroscopia vibracional no infravermelho médio com transformada de Fourier (FTIR) na avaliação de qualidade em cafés comerciais
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i9.31753Palavras-chave:
Café; Espectroscopia de infravermelho; Métodos quimiométricos.Resumo
Atualmente, o Brasil é o maior exportador e produtor de café do mundo, sendo o café a segunda bebida mais consumida no mundo, atrás apenas da água. Nos anos 2019 e 2020, estima-se que o consumo mundial de café foi de 168,84 milhões de sacas de 60 kg, sendo que, o Brasil consumiu 20 milhões, tornando-o o segundo maior consumidor do mundo, atrás apenas dos Estados Unidos com 25 milhões de sacas. Técnicas como a espectroscopia no infravermelho têm sido aplicadas na indústria alimentícia, por serem rápidas, fáceis, não necessitarem reagentes, não envolverem processos poluentes e serem capazes de analisar a composição simultânea dos constituintes. O presente estudo tem como objetivo analisar as alterações nos constituintes químicos de cafés comerciais brasileiros em função da vida de prateleira por meio de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) associada a métodos quimiométricos. Os experimentos foram realizados dentro do prazo de validade, 6 meses e um ano após o prazo de validade. Os espectros foram obtidos na faixa de 4000 a 500 cm-1. O estudo de Análise de Componentes Principais (PCA) e Análise de Agrupamentos Hierárquicos (HCA) foram realizados como métodos de discriminação. As áreas na região de 2970 a 2830 cm-1 e 1765 a 1720 cm-1 foram calculadas para analisar a alteração em função do tempo. Os resultados sugerem que essas bandas no café são sensíveis ao tempo e às condições de armazenamento, causando assim, alterações no aroma e sabor.
Referências
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.
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