O café solúvel aglomerado é produto da aglomeração do café solúvel em pó. A sua produção envolve etapas de processo cujas variações térmicas modificam qualitativamente e quantitativamente a fração de compostos voláteis responsáveis pelo aroma e sabor do produto acabado. A indústria de bebidas de café considera o sabor e aroma de cereal como um defeito na produção de café solúvel aglomerado. Desta forma, este trabalho objetivou aplicar o planejamento experimental para avaliação dos parâmetros de processo da produção de café solúvel aglomerado em escala industrial. Os efeitos destes parâmetros nos componentes voláteis do café e na intensidade do gosto de cereal foram avaliados através do planejamento fracionário 24-1 com resolução IV. As variáveis independentes estudadas foram temperatura do queimador (TQ), fluxo de ar de processo (FA), temperatura da seção quente do leito (TL) e pressão de vapor (PV). Os resultados do planejamento experimental deram-se pela utilização de análise sensorial conduzida por equipe treinada para a detecção do aroma e sabor indesejado. Adicionalmente, os compostos voláteis foram extraídos pela técnica microextração em fase sólida com amostragem no headspace (HS-MFES), identificados e quantificados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (CG-EM). O efeito dos fatores estudados foi avaliado mediante análise de variância (ANOVA) com nível de significância de 90% e os resultados expressos por gráficos de pareto. A análise de componentes principais (ACP) foi realizada com o intuito de identificar dentre os compostos que podem conferir sabor e aroma de cereais aqueles tem a maior contribuição e quais as condições de processo ideias para evitar a formação do sabor e aroma de cereal. De acordo com ACP foi constatado que piridina, 2-metoxi-4-vinilfenol, 2,3-dimetilpirazina, 2,5-dimetilpirazina, 2,6-dimetilpirazina, 4-metiltiazol, pirazina, 2-metoxifenol, 4,5-dimetiltiazol contribuem para formação do sabor e aroma de cereal. Também indicou que a aglomeração deve ocorrer conforme TQ=215ºC, FA=250rpm, TL=120ºC e PV=1,2 x100KPa. / The agglomerated instant coffee is the product of the powder instant coffee agglomeration. Its production involves stages of processes whose thermal variations change qualitatively and quantitatively the volatile compounds fractions responsible for the aroma and flavor of the finished product. The coffee beverage industry considers the cereal like flavor and aroma as a fault in the production of the agglomerated instant coffee. In this way, this study had as the aim to apply experimental plan to evaluate the parameters of the processes of the agglomerated instant coffee production on an industrial scale. The effects of those parameters in the coffee volatile components and in the intensity of the cereal taste were evaluated through the fractional 24-1 with resolution IV. The independent variables studied were the burner temperature (BT), the process air flow (AF), the temperature of the fluidized bed hot section (LT) and the steam pressure (SP). The results of the experimental plan were made by the use of sensory analysis performed by a trained team for the detection of the undesired aroma and flavor. Additionally, the volatile compounds were extracted by solid-phase microextractiontechniquewithsampling in theheadspace (HS-SPME), identified and quantified by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). The effect of the factors studied was evaluated by variance analysis (ANOVA) with significance level of 90% and the results showed by Pareto charts. The principal components analysis (PCA) was made with the aim to identify, among several compounds, those that implies on more cereal flavor and aroma, those which major contribution and which ideal process conditions could be used to reduce the cereal flavor and aroma development. According to PCA, it was found that pyridine, 2-metoxi-4-vinylphenol, 2,3-dimethylpyrazine, 2,5-dimetylpyrazine, 2,6-dimethylpyrazine, 4-methyltiazol, pyrazine, 2-methoxyphenol, 4,5-dimethylthiazol contribute to the development of the cereal flavor and aroma. It was also found that the agglomeration must be according to TQ = 215°C, AF=250 rpm, LT=120°C and EPV = 1,2 x 100 KPa.

This study explored the role and effectiveness of a credit guarantee scheme targeting coffee farmers’ cooperatives in Ethiopia. The study, among other things, aims at exploring how provision of a credit guarantee influences supply of institutional credit to coffee farmers’ cooperatives as well as examines cooperatives guaranteed loan utilisation, the resultant changes/impacts and intervening factors. Credit guarantee schemes largely trace their roots in the liberal and neoliberal economic and social contexts. One of the key issues the current study tried to address is examining how a credit guarantee scheme operates in a partially liberal capitalist context where there is pervasive state intervention in the key sectors of the economy, including financial and coffee sectors. The study was conducted in eight zones of the two major coffee producing regions of Ethiopia – Oromia and Southern Nations, Nationalities and Peoples’ regions. A mixed method with structured questionnaires (at two stages), key informant interviews, focus group discussions and extensive observation were used to collect data from primary cooperatives, financial institutions, coffee extension and cooperative experts. Qualitative analytical methods, descriptive statistics and econometric model were used in analysing the data. The study reveals that most primary cooperatives have weak institutional, business and financial capacities, and limited access to institutional services including credit. The findings show that cooperatives generally have limited role in the coffee production end, but they play an important role in its marketing. The study suggests that coffee or multipurpose cooperatives are not ideally suitable to serve as intermediaries for bank loans. The study reveals that the vast majority of the study cooperatives have potential demand for loans, but revealed low actual demand. Different sets of internal (demand side) and external factors influence cooperatives’ potential and actual demand for loan in different ways. The assessment of the guarantee scheme under analysis shows that though most of its design and operational features are in line with international practices, there are some obvious limitations. Low risk coverage level, limitation in the total volume of the guarantee fund, lack of capital enhancement mechanism for the lending banks, short life span of the scheme, lack of flexibility and adaptation and reliance on a single lending bank are among the notable limitations. In terms of utilisation of the guarantee fund and outreach of the lending activity, the scheme attained limited achievements with a low leverage ratio. However, substantial financial additionality was attained among the borrower cooperatives, but the intervention had little impacts in improving the terms and conditions of loans. The positive effects on the economic/business activities of beneficiary cooperatives include acquisition of processing facilities, increase in member size, increased volume of coffee processed and dry cherry traded and improvement in the income generated from such business activities. However, the scheme had limited effects on cooperatives’ human resources and type of management. A number of internal and external factors appear to influence effectiveness of a credit guarantee targeting farmers’ cooperatives. Several recommendations were made. First, there is a need to integrate attractive features into the scheme that can be periodically revised and adapted. These may include raising the risk coverage level especially at the initial stage, including liquidity boosting mechanism, lowering guarantee fee level, devising longer-term arrangement, integrating strong capacity building and technical support and other incentive packages. Second, the lending banks need to develop suitable loan products, revisit and improve their lending terms, requirements and approaches. Third, if they are to effectively demand for and make proper use of such guaranteed loans, cooperatives need to be supported so as to enhance their organisational, business and technical capacities. Fourth, there is a need for the government to further strengthen provision of a more supportive and enabling legal and institutional environments and relax some of the regulatory frameworks so as to facilitate the lending-borrowing activities. / Development Studies / D. Litt. et Phil. (Development Studies)

Submitted by ADRIANO FERREIRA DE MORAES null (adriano_afmoraes@hotmail.com) on 2017-10-02T23:51:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Adriano_Ferreira_de_Moraes.pdf: 1207340 bytes, checksum: f0cc7e7033a1326e1d5e10d4c8a60e5c (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-03T16:16:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 moraes_af_me_jabo.pdf: 1207340 bytes, checksum: f0cc7e7033a1326e1d5e10d4c8a60e5c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T16:16:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 moraes_af_me_jabo.pdf: 1207340 bytes, checksum: f0cc7e7033a1326e1d5e10d4c8a60e5c (MD5) Previous issue date: 2017-09-04 / Análises econômicas resultam em ferramentas importantes na definição de políticas e medidas estruturantes para qualquer setor de produção, particularmente no setor de produtos agrícolas. Esta pesquisa teve como objetivos a avaliação de fatores que afetam a oferta cafeeira da região Nordeste do estado de São Paulo, por meio de modelagem econométrica. As variáveis utilizadas na pesquisa foram a "produção do café" (em sacas de 60 kg), a "produtividade do café" (em sacas 60 kg por hectares), "área plantada de café" (em hectares), "preço do café" no mercado (em reais por saca de 60 kg) e preços (em reais) de produtos concorrentes, como do "kg de açúcar" e da "dúzia de laranjas". Os dados são anuais e foram obtidos junto ao Instituto de Economia Agrícola (IEA), no Centro de Estudos em Economia Aplicada, referentes a 16 municípios dessa região, no período de 1995 a 2015. As análises foram realizadas com o auxílio do software GRETL (Gnu, Regression, Econometrics and Time-Series Library), com modelos de regressão linear múltipla do tipo log-log, considerando como variável dependente a "produção de café" e seguindo metodologia descrita e Gujarati e Porter (2011). Os resultados obtidos mostraram que a área plantada, a produtividade e o preço do café foram as variáveis determinantes da oferta, apresentando impacto positivo, no período de 1995 a 2015. Os preços dos produtos concorrentes, açúcar e laranja, não tiveram impactos significativos na oferta de café na região pesquisada, no período de 1995 a 2015. / Economic analyzes result in important tools in the definition of policies and structural measures for any production sector, particularly in the agricultural products sector. The objective of this study was to evaluate factors affecting coffee supply in the Northeast region of the state of São Paulo, using econometric modeling based on a log-log multiple regression. The variables used were production (the dependent variable), productivity (sacks 60 kg per hectare), planted area (hectares), prices of coffee (sack 60 kg), sugar (kg) and orange (dozen) . The data cover the period from 1995 to 2015 and were withdrawn from the Institute of Agricultural Economics (IEA) at the Center for Applied Economics Studies. Multiple log-log linear regression models were developed using the software GRETL (Gnu, Regression, Econometrics and Time-Series Library), and the methodology proposed by Gujarati and Porter (2011). The results showed that the planted area, the productivity and the price of coffee were the determinants of supply, with a positive impact, from 1995 to 2015. The prices of competing products, sugar and orange, did not have a significant impact on supply in the region surveyed, from 1995 to 2015.

Capes; CNPq; Fundação Araucária / As condições ambientais do cultivo do café, como clima, tipo de solo e altitude, associadas a práticas agrícolas, são responsáveis pela composição química final do grão. Além disso, o genótipo cultivado também influencia diretamente nas características essenciais da bebida, aumentando o seu valor agregado. Portanto, comprovações da origem geográfica e genotípica da genótipo do café devem ser realizadas utilizando métodos confiáveis. A espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS), na região de 1100 a 2498 nm, foi utilizada na análise de genótipos de café arábica, cultivadas em diferentes cidades do estado do Paraná, Brasil. Como primeira aproximação, os métodos lineares, análise de componentes principais (ACP) e mínimos quadrados parciais com análise discriminante (PLS-DA), foram utilizados para a interpretação dos dados devido à complexidade e elevada quantidade de informação contida nos espectros. Os modelos PLS-DA obtidos para a classificação geográfica apresentaram uma sensibilidade média de 93,75% e uma especificidade de 100%. Já para a classificação dos genótipos a performance do PLS- DA foi de 93,75% para sensibilidade e 97,13% para a especificidade. Na tentativa de melhorar a performance e a confiabilidade de classificação foram desenvolvidos modelos de dois estágios. Tanto os scores da ACP como as variáveis latentes do PLS-DA foram alimentados em dois tipos diferentes de redes neurais artificiais, o perceptron de múltiplas camadas (MLP) e a rede de funções de base radial (RBF) que são modelos inerentemente não-lineares. Os respectivos parâmetros de arquitetura dessas redes foram otimizados através do método de busca direta simplex sequencial. Os modelos de dois estágios, linear com PLS-DA e não-linear com RBF, foram capazes de classificar geograficamente e genotipicamente com 100% de seletividade e especificidade todas as amostras de treinamento e de teste. As variáveis latentes do PLS-DA por serem determinadas levando-se em consideração a resposta desejada contêm mais informação que os scores da ACP. Já a rede RBF, por possuir um número menor de parâmetros livres e uma estrutura mais simples quando comparada à MLP, possui um treinamento mais rápido e convergente. Quando comparados com os resultados obtidos na espectroscopia de infravermelho médio (FTIR), os modelos obtidos usando os espectros NIRS apresentaram uma performance melhor e mais confiável. Estes resultados indicam que os espectros NIRS contêm informações importantes que aliadas a métodos adequados de reconhecimento de padrões resultam em uma classificação eficiente de amostras de café arábica verde por genótipo e local de cultivo. Além disso, uma análise dos loadings das variáveis latentes do PLS-DA permite associar quais bandas são características em cada classe. Essa informação pode ser correlacionada com a composição química das amostras fornecendo, assim, dados preliminares para avaliar o efeito da região de cultivo e do tipo de genótipo selecionado nas características químicas do grão de café verde. / The environmental conditions in coffee cultivation, such as climate, soil type and altitude, associated with agronomic practices, are responsible for influence the final chemical composition of the bean. They directly influence the essential features of the beverage, increasing its aggregate price. Proof of geographic and genotypic origin of the coffee genotypes must be done using reliable methods. Thus, the near infrared spectroscopy (NIRS), in the 1100 to 2498nm range, was used for analyze different coffee genotypes that were cultivated in different cities (Brazil - Paraná State). As first approach linear methods, principal components analysis (PCA) and partial least squares with discriminant analysis (PLS-DA), were used for data interpretation due to the high complexity and amount of information contained in the spectra. The obtained PLS-DA models had an average sensitivity of 93.75% and a specificity of 100% for the geographical classification. While for genopyte classification, the PLS-DA performance was 93.75% for sensitivity and 97.13% for specificity. In an attempt to improve the performance and reliability of the developed classifiers, both the PCA scores and the PLS-DA latent variables were fed into two artificial neural networks, the multilayer perceptron (MLP) and radial basis function network (RBF), that are nonlinear models. The architecture parameters of these networks were optimized using the sequential simplex method. The two-stage models, linear with PLS-DA and nonlinear with RBF, were able to classify geographically and genotypically with 100% of selectivity and specificity all the training and test samples. The latent variables of the PLS-DA are determined by taking into account the desired response, so it contains more information than the scores of the PCA. While the RBF network, by having fewer free parameters and a simpler architecture compared to the MLP, has a faster and covergente training. The spectra analysis in near-infrared region showed better results than mid-infrared spectra. These results indicate that NIRS spectra contain important information that, combined with appropriate methods of pattern recognition, allow the classification of green arabica coffee samples by genotype and growing region. Besides, the PLS-DA loadings analysis allows associating which NIRS bands are specific of each class. This information can be correlated with the samples chemical composition, providing preliminary data to evaluate the effect of growing region and genotype in the selected green coffee chemical composition.

CAPES/PICDT / Os mecanismos determinantes das propriedades físico-químicas da bebida do café ainda não foram totalmente compreendidos, devido principalmente à complexidade de sua composição. Além disso, é freqüente a presença de adulterantes no pó de café comercial, o que fez com que a ABIC (Associação Brasileira das Indústrias de Torrefação e Moagem de Café) instituísse um selo de qualidade para garantir a pureza do produto. O principal método atualmente utilizado para a detecção de impurezas no café é a microscopia óptica. Esta técnica só pode ser empregada em amostras na forma de pó e tem um limite de resolução acima de 2%. Assim, é de grande importância o desenvolvimento de novos métodos mais precisos e de execução mais rápida para a determinação da presença de tais adulterantes. A espectroscopia de lente térmica (ELT) faz parte de uma família de técnicas fototérmicas que vem cada vez mais mostrando sua potencialidade no estudo das propriedades ópticas e térmicas de materiais transparentes. Esta técnica apresenta alta versatilidade para o estudo de líquidos, é uma metodologia não destrutiva e os experimentos podem ser realizados com rapidez. Neste trabalho, a ELT foi utilizada pela primeira vez como método para determinar as propriedades ópticas e térmicas da bebida do café. Além disso, combinada com a medida do pH e da espectrofotometria esta técnica foi empregada para a detecção de adulterantes na bebida do café. Foram realizadas várias séries de experimentos com a bebida do café puro e com a bebida do café adulterado com 4% em peso de fubá. As concentrações de café puro e café com fubá variaram de 0,04% a 20% em peso. A ELT foi empregada para determinar o valor do parâmetro dn/dT(coeficiente que descreve a variação do índice de refração com a temperatura); a Phmetria foi utilizada para determinar o pH das amostras; enquanto que a espectrofotometria foi empregada para a determinação do espectro de absorbância na região do visível e do coeficiente de absorção óptica das amostras. Os experimentos foram feitos em temperatura ambiente, imediatamente após a obtenção da bebida do café. Os resultados para o comportamento do parâmetro dn/dT obtido a partir da ELT em função da concentração de café puro quanto para a de café com fubá foram descritos através de uma curva com a forma de um pulso invertido, com um mínimo em torno de 0,6 % em peso. Este resultado indica que para as amostras com baixas concentrações, entre 0,04% até 0,6%, ocorre diminuição do valor do coeficiente de temperatura da polarizabilidade eletrônica (ϕ), como consequência da possível quebra dos agregados moleculares da água durante o processo de percolação da mesma através do pó do café. Para concentrações entre 0,6% até 20% os valores de dn/dT apresentaram uma taxa de variação semelhante a uma exponencial crescente, em que a saturação ocorreu para concentrações em torno de 6%, indicando que o valor de ϕ aumentou neste intervalo de concentração. Nas medidas de pH, observou-se também que a forma da curva de pH em função da concentração de café apresentou um comportamento semelhante a um pulso invertido, com o menor valor deste parâmetro em torno de 0,6 % em peso de café. Isto mostra que para a região de baixa concentração de café, a amostra apresenta uma maior quantidade de cargas livres, provavelmente devido à quebra dos agregados moleculares de água ocorrida durante a preparação da bebida, conforme observado para os resultados de dn/dT. Assim, tanto os resultados obtidos para dn/dT como os de pH são concordantes no que se refere ao aumento de cargas livres na bebida para as concentrações no intervalo entre 0,04% até 0,6% e ao contrário, uma diminuição destas cargas livres à medida que a concentração de café foi sendo aumentada a partir de 0,6%. A partir dos resultados de dn/dT em função da concentração de café, observamos que a taxa de variação do valor deste parâmetro em função da concentração apresenta diferenciação para as amostras de café puro e café com fubá. Os resultados obtidos a partir das medidas de pH também mostraram que a taxa de variação do valor de pH em função da concentração de café foi diferente para as amostras puras, quando comparadas às com fubá. Portanto, os resultados obtidos para o pH são concordantes com os valores de dn/dT determinados a partir da ELT tanto no que se refere a diferenciação entre as amostras da bebida de café puro das com fubá, quanto ao comportamento do número de cargas livres da solução. Esta é a primeira vez que a ELT é empregada para o estudo da bebida do café. Os resultados mostraram que a ELT é uma técnica que pode ser empregada para estudos quantitativos das propriedades ópticas e térmicas do café, sendo portanto um novo método de investigação para este material, que é um dos principais produtos de nossa economia. Quanto à identificação de adulterantes e afora este objetivo específico, os resultados indicam ainda que a referida técnica pode ser igualmente aplicada a outros tipos de alimentos processados, tais como, farináceos, óleos comestíveis, dentre outros. / The mechanism responsible for the physical and chemical properties of coffee’s brews has not been completely understood mainly due to its complex composition. Furthermore, it is frequent the presence of adulterants in the Brazilian commercial coffee, which has motivated the introduction of a seal of quality in order to control the purity of the product The optical microscopy is the main current method used to detect these contaminants. This technique can only be applied in powder samples and it has a limit of detection above 2 wt %. Therefore, the development of new sensitive methods to study both the physical and chemical properties and the presence of adulterants in coffee brews is of outmost importance. Thermal lens spectrometry is a powerful technique to study thermo-optical properties of transparent liquids. This technique is non-destructive, is simple to be used and can provide the absolute values of the thermo-optical properties of transparent samples. The aim of this work was to apply, for the first time, thermal lens spectrometry to determine the thermo-optical properties of the coffee brews. Furthermore, combining TLS with pH and spectrophotometric measurements the presence of adulterants in the coffee brews was detected. The experiments were performed in both pure commercial coffee and coffee mixed with 4 wt % of toasted corn meal. The concentration of the investigated samples, pure and adulterated, varied in the range from 0.04 wt % to 20 wt %. TL measurements provided the values of the parameter dn/dT ( temperature coefficient of the refractive index of the samples). Furthermore, combining this technique with pH and optical absorption coefficient measurements the presence of adulterants in the coffee brew was investigated. The experiments were performed at room temperature, immediately after the preparation of the coffee brew. The dn/dT data plotted against coffee concentration showed that this parameter changed in such a way that it can be described by an inverse pulse curve with a minimum at about 0.6 wt %. These results indicate that in the range of low concentration a decrease in the value of the temperature coefficient of the electronic polarizability (ϕ) occurs as a consequence of the possible dissociation of the water aggregates during the coffee percolation process. For concentrations higher than 0.6 wt %, the increase of dn/dT values can be described by an exponential growth curve saturating around 6 wt %. Likewise, pH data as a function of the coffee concentration can be also described by an inverse pulse curve. This suggests that in the low range concentration the amount of free charges in the solution increases, probably due to the dissociation of the solution’s complexes. Therefore, the results of both dn/dT and pH are in agreement with respect to the changes in the amount of free charges in the sample when the concentration is modified. By performing an exponential fitting in the results of dn/dT we have observed that the value of the parameter, t1, which describes the variation of dn/dT as a function of coffee concentration differs when the results for pure and adulterated coffee are compared. This procedure was also followed in the pH measurements data and again we were able to differentiate pure coffee brew from the adulterated one. Therefore, both results for dn/dT and pH measurements have show that combination of these methods can be successfully applied to detect adulterants in coffee by investigation of the brew. This is the first time that the Thermal lens spectrometry is applied to investigate coffee beverage. The results have shown that this technique can be used to determine the thermo-optical properties of coffee, which is one of the most important product of our economy. Regarding the presence of adulterants, our results indicate that this technique may be an useful method to study other industrialized foods like oils.

Capes; CNPq; Fundação Araucária / As condições ambientais do cultivo do café, como clima, tipo de solo e altitude, associadas a práticas agrícolas, são responsáveis pela composição química final do grão. Além disso, o genótipo cultivado também influencia diretamente nas características essenciais da bebida, aumentando o seu valor agregado. Portanto, comprovações da origem geográfica e genotípica da genótipo do café devem ser realizadas utilizando métodos confiáveis. A espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS), na região de 1100 a 2498 nm, foi utilizada na análise de genótipos de café arábica, cultivadas em diferentes cidades do estado do Paraná, Brasil. Como primeira aproximação, os métodos lineares, análise de componentes principais (ACP) e mínimos quadrados parciais com análise discriminante (PLS-DA), foram utilizados para a interpretação dos dados devido à complexidade e elevada quantidade de informação contida nos espectros. Os modelos PLS-DA obtidos para a classificação geográfica apresentaram uma sensibilidade média de 93,75% e uma especificidade de 100%. Já para a classificação dos genótipos a performance do PLS- DA foi de 93,75% para sensibilidade e 97,13% para a especificidade. Na tentativa de melhorar a performance e a confiabilidade de classificação foram desenvolvidos modelos de dois estágios. Tanto os scores da ACP como as variáveis latentes do PLS-DA foram alimentados em dois tipos diferentes de redes neurais artificiais, o perceptron de múltiplas camadas (MLP) e a rede de funções de base radial (RBF) que são modelos inerentemente não-lineares. Os respectivos parâmetros de arquitetura dessas redes foram otimizados através do método de busca direta simplex sequencial. Os modelos de dois estágios, linear com PLS-DA e não-linear com RBF, foram capazes de classificar geograficamente e genotipicamente com 100% de seletividade e especificidade todas as amostras de treinamento e de teste. As variáveis latentes do PLS-DA por serem determinadas levando-se em consideração a resposta desejada contêm mais informação que os scores da ACP. Já a rede RBF, por possuir um número menor de parâmetros livres e uma estrutura mais simples quando comparada à MLP, possui um treinamento mais rápido e convergente. Quando comparados com os resultados obtidos na espectroscopia de infravermelho médio (FTIR), os modelos obtidos usando os espectros NIRS apresentaram uma performance melhor e mais confiável. Estes resultados indicam que os espectros NIRS contêm informações importantes que aliadas a métodos adequados de reconhecimento de padrões resultam em uma classificação eficiente de amostras de café arábica verde por genótipo e local de cultivo. Além disso, uma análise dos loadings das variáveis latentes do PLS-DA permite associar quais bandas são características em cada classe. Essa informação pode ser correlacionada com a composição química das amostras fornecendo, assim, dados preliminares para avaliar o efeito da região de cultivo e do tipo de genótipo selecionado nas características químicas do grão de café verde. / The environmental conditions in coffee cultivation, such as climate, soil type and altitude, associated with agronomic practices, are responsible for influence the final chemical composition of the bean. They directly influence the essential features of the beverage, increasing its aggregate price. Proof of geographic and genotypic origin of the coffee genotypes must be done using reliable methods. Thus, the near infrared spectroscopy (NIRS), in the 1100 to 2498nm range, was used for analyze different coffee genotypes that were cultivated in different cities (Brazil - Paraná State). As first approach linear methods, principal components analysis (PCA) and partial least squares with discriminant analysis (PLS-DA), were used for data interpretation due to the high complexity and amount of information contained in the spectra. The obtained PLS-DA models had an average sensitivity of 93.75% and a specificity of 100% for the geographical classification. While for genopyte classification, the PLS-DA performance was 93.75% for sensitivity and 97.13% for specificity. In an attempt to improve the performance and reliability of the developed classifiers, both the PCA scores and the PLS-DA latent variables were fed into two artificial neural networks, the multilayer perceptron (MLP) and radial basis function network (RBF), that are nonlinear models. The architecture parameters of these networks were optimized using the sequential simplex method. The two-stage models, linear with PLS-DA and nonlinear with RBF, were able to classify geographically and genotypically with 100% of selectivity and specificity all the training and test samples. The latent variables of the PLS-DA are determined by taking into account the desired response, so it contains more information than the scores of the PCA. While the RBF network, by having fewer free parameters and a simpler architecture compared to the MLP, has a faster and covergente training. The spectra analysis in near-infrared region showed better results than mid-infrared spectra. These results indicate that NIRS spectra contain important information that, combined with appropriate methods of pattern recognition, allow the classification of green arabica coffee samples by genotype and growing region. Besides, the PLS-DA loadings analysis allows associating which NIRS bands are specific of each class. This information can be correlated with the samples chemical composition, providing preliminary data to evaluate the effect of growing region and genotype in the selected green coffee chemical composition.

CAPES/PICDT / Os mecanismos determinantes das propriedades físico-químicas da bebida do café ainda não foram totalmente compreendidos, devido principalmente à complexidade de sua composição. Além disso, é freqüente a presença de adulterantes no pó de café comercial, o que fez com que a ABIC (Associação Brasileira das Indústrias de Torrefação e Moagem de Café) instituísse um selo de qualidade para garantir a pureza do produto. O principal método atualmente utilizado para a detecção de impurezas no café é a microscopia óptica. Esta técnica só pode ser empregada em amostras na forma de pó e tem um limite de resolução acima de 2%. Assim, é de grande importância o desenvolvimento de novos métodos mais precisos e de execução mais rápida para a determinação da presença de tais adulterantes. A espectroscopia de lente térmica (ELT) faz parte de uma família de técnicas fototérmicas que vem cada vez mais mostrando sua potencialidade no estudo das propriedades ópticas e térmicas de materiais transparentes. Esta técnica apresenta alta versatilidade para o estudo de líquidos, é uma metodologia não destrutiva e os experimentos podem ser realizados com rapidez. Neste trabalho, a ELT foi utilizada pela primeira vez como método para determinar as propriedades ópticas e térmicas da bebida do café. Além disso, combinada com a medida do pH e da espectrofotometria esta técnica foi empregada para a detecção de adulterantes na bebida do café. Foram realizadas várias séries de experimentos com a bebida do café puro e com a bebida do café adulterado com 4% em peso de fubá. As concentrações de café puro e café com fubá variaram de 0,04% a 20% em peso. A ELT foi empregada para determinar o valor do parâmetro dn/dT(coeficiente que descreve a variação do índice de refração com a temperatura); a Phmetria foi utilizada para determinar o pH das amostras; enquanto que a espectrofotometria foi empregada para a determinação do espectro de absorbância na região do visível e do coeficiente de absorção óptica das amostras. Os experimentos foram feitos em temperatura ambiente, imediatamente após a obtenção da bebida do café. Os resultados para o comportamento do parâmetro dn/dT obtido a partir da ELT em função da concentração de café puro quanto para a de café com fubá foram descritos através de uma curva com a forma de um pulso invertido, com um mínimo em torno de 0,6 % em peso. Este resultado indica que para as amostras com baixas concentrações, entre 0,04% até 0,6%, ocorre diminuição do valor do coeficiente de temperatura da polarizabilidade eletrônica (ϕ), como consequência da possível quebra dos agregados moleculares da água durante o processo de percolação da mesma através do pó do café. Para concentrações entre 0,6% até 20% os valores de dn/dT apresentaram uma taxa de variação semelhante a uma exponencial crescente, em que a saturação ocorreu para concentrações em torno de 6%, indicando que o valor de ϕ aumentou neste intervalo de concentração. Nas medidas de pH, observou-se também que a forma da curva de pH em função da concentração de café apresentou um comportamento semelhante a um pulso invertido, com o menor valor deste parâmetro em torno de 0,6 % em peso de café. Isto mostra que para a região de baixa concentração de café, a amostra apresenta uma maior quantidade de cargas livres, provavelmente devido à quebra dos agregados moleculares de água ocorrida durante a preparação da bebida, conforme observado para os resultados de dn/dT. Assim, tanto os resultados obtidos para dn/dT como os de pH são concordantes no que se refere ao aumento de cargas livres na bebida para as concentrações no intervalo entre 0,04% até 0,6% e ao contrário, uma diminuição destas cargas livres à medida que a concentração de café foi sendo aumentada a partir de 0,6%. A partir dos resultados de dn/dT em função da concentração de café, observamos que a taxa de variação do valor deste parâmetro em função da concentração apresenta diferenciação para as amostras de café puro e café com fubá. Os resultados obtidos a partir das medidas de pH também mostraram que a taxa de variação do valor de pH em função da concentração de café foi diferente para as amostras puras, quando comparadas às com fubá. Portanto, os resultados obtidos para o pH são concordantes com os valores de dn/dT determinados a partir da ELT tanto no que se refere a diferenciação entre as amostras da bebida de café puro das com fubá, quanto ao comportamento do número de cargas livres da solução. Esta é a primeira vez que a ELT é empregada para o estudo da bebida do café. Os resultados mostraram que a ELT é uma técnica que pode ser empregada para estudos quantitativos das propriedades ópticas e térmicas do café, sendo portanto um novo método de investigação para este material, que é um dos principais produtos de nossa economia. Quanto à identificação de adulterantes e afora este objetivo específico, os resultados indicam ainda que a referida técnica pode ser igualmente aplicada a outros tipos de alimentos processados, tais como, farináceos, óleos comestíveis, dentre outros. / The mechanism responsible for the physical and chemical properties of coffee’s brews has not been completely understood mainly due to its complex composition. Furthermore, it is frequent the presence of adulterants in the Brazilian commercial coffee, which has motivated the introduction of a seal of quality in order to control the purity of the product The optical microscopy is the main current method used to detect these contaminants. This technique can only be applied in powder samples and it has a limit of detection above 2 wt %. Therefore, the development of new sensitive methods to study both the physical and chemical properties and the presence of adulterants in coffee brews is of outmost importance. Thermal lens spectrometry is a powerful technique to study thermo-optical properties of transparent liquids. This technique is non-destructive, is simple to be used and can provide the absolute values of the thermo-optical properties of transparent samples. The aim of this work was to apply, for the first time, thermal lens spectrometry to determine the thermo-optical properties of the coffee brews. Furthermore, combining TLS with pH and spectrophotometric measurements the presence of adulterants in the coffee brews was detected. The experiments were performed in both pure commercial coffee and coffee mixed with 4 wt % of toasted corn meal. The concentration of the investigated samples, pure and adulterated, varied in the range from 0.04 wt % to 20 wt %. TL measurements provided the values of the parameter dn/dT ( temperature coefficient of the refractive index of the samples). Furthermore, combining this technique with pH and optical absorption coefficient measurements the presence of adulterants in the coffee brew was investigated. The experiments were performed at room temperature, immediately after the preparation of the coffee brew. The dn/dT data plotted against coffee concentration showed that this parameter changed in such a way that it can be described by an inverse pulse curve with a minimum at about 0.6 wt %. These results indicate that in the range of low concentration a decrease in the value of the temperature coefficient of the electronic polarizability (ϕ) occurs as a consequence of the possible dissociation of the water aggregates during the coffee percolation process. For concentrations higher than 0.6 wt %, the increase of dn/dT values can be described by an exponential growth curve saturating around 6 wt %. Likewise, pH data as a function of the coffee concentration can be also described by an inverse pulse curve. This suggests that in the low range concentration the amount of free charges in the solution increases, probably due to the dissociation of the solution’s complexes. Therefore, the results of both dn/dT and pH are in agreement with respect to the changes in the amount of free charges in the sample when the concentration is modified. By performing an exponential fitting in the results of dn/dT we have observed that the value of the parameter, t1, which describes the variation of dn/dT as a function of coffee concentration differs when the results for pure and adulterated coffee are compared. This procedure was also followed in the pH measurements data and again we were able to differentiate pure coffee brew from the adulterated one. Therefore, both results for dn/dT and pH measurements have show that combination of these methods can be successfully applied to detect adulterants in coffee by investigation of the brew. This is the first time that the Thermal lens spectrometry is applied to investigate coffee beverage. The results have shown that this technique can be used to determine the thermo-optical properties of coffee, which is one of the most important product of our economy. Regarding the presence of adulterants, our results indicate that this technique may be an useful method to study other industrialized foods like oils.

Orientador: Marcelo Menossi Teixeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-05T11:53:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mondego_JorgeMauricioCosta_D.pdf: 1365745 bytes, checksum: d2f496fe8deacf2a20e24327a8f483dc (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O café é um dos principais produtos agrícolas mundiais. O Brasil é um dos maiores países produtores e consumidores de café. Assim sendo, a cafeicultura possui extrema importância econômica em nosso país. Um dos principais fatores que causam prejuízo à lavoura do café é o ataque do bicho mineiro (Leucoptera coffeella), pois Coffea arabica, principal espécie cultivada do café, é suscetível a essa praga. O Instituto Agronômico de Campinas (IAC) empreende um projeto de melhoramento de Coffea arabica, visando a resistência ao bicho mineiro, através de cruzamentos com C. racemosa, espécie naturalmente resistente a L. coffeella.Neste trabalho isolamos genes diferencialmente expressos durante o ataque do bicho mineiro a plantas de uma progênie híbrida derivada de cruzamentos entre Coffea arabica e C. racemosa. Foram construídos macroarranjos de DNA contendo 1536 ESTs de bibliotecas de subtração enriquecidas em genes preferencialmente expressos em plantas resistentes infestadas. Membranas foram hibridadas com sondas de cDNA obtidas a partir de RNA total de folhas suscetíveis e resistentes ao bicho mineiro, em diferentes momentos da infestação (controle não infestado, pósoviposição e pós-eclosão). Após análises estatísticas e clusterização hierárquica, 21 cDNAs induzidos em pelo menos um tratamento foram selecionados como diferencialmente expressos durante a infestação do bicho mineiro. A expressão diferencial de cinco genes (PR-8, CAX9, SPC25, psaH, BEL) foi confirmada através de RNA blot contendo RNA de um segundo experimento de infestação, demonstrando a eficiência dos macroarranjos de DNA na seleção de genes diferencialmente expressos. O padrão de expressão dos cinco genes citados foi verificado em diferentes órgãos do cafeeiro e durante o desenvolvimento do fruto do café. Nossos resultados sugerem que o mecanismo de resistência ao bicho mineiro é derivado de uma maior expressão basal de genes relacionados a defesa em plantas resistentes do que em plantas suscetíveis, e que plantas resistentes possuem um mecanismo de sinalização de defesa disparado pela oviposição de L. coffeella. Dentre os cDNAs selecionados, destacamos SSH101B04, cuja proteína deduzida é similar a inibidores de protease do tipo Kunitz STI (Soybean Trypsin Inhibitor). Devido a sua alta similaridade com proteínas do tipo miraculina, esse gene foi denominado CoMir (Coffea Miraculin). CoMir foi induzido após a oviposição em plantas resistentes, mas não foi induzido após a eclosão da lagarta do minador em plantas resistentes nem em plantas suscetíveis. Através de ensaios de RNA blot foi verificado que CoMir é expresso em folhas, botões florais verdes e brancos e em frutos verdes imaturos. Ensaios de hibridação in situ demonstraram que CoMir é expresso no metaxilema de folhas, de pétalas e do estigma, e no estômio, endotécio, tapete e feixe vascular da antera. Ensaios de localização subcelular demonstraram que a proteína CoMir localizou-se preferencialmente no apoplasma e no citoplasma de células de epiderme de cebola (Allium cepa). Nossos resultados sugerem que CoMir é uma proteína reguladora de proteólise durante o desenvolvimento do café, que é mobilizada para defesa após a oviposição de L. coffeella / Abstract: Coffee is one of the most important crops in the world. Brazil is one of the biggest coffee producer and consumer countries. Therefore, coffee plantations have great relevance in our country. One of the main factors that affect coffee plantations is the attack of the coffee leaf miner (Leucoptera coffeella). This is due to the susceptibility of Coffea arabica, the main cultivated species. The Agronomic Institute of Campinas (IAC) develops a Coffea arabica breeding program aiming the resistance to the infestation of coffee leaf miner, using crosses with C. racemosa, a resistant species. In this work, we have isolated differentially expressed genes during L. coffeella attack to plants of a hybrid progenie between C. arabica and C. racemosa. We have produced cDNA arrays containing ESTs from subtracted cDNA libraries enriched in genes preferentially expressed in infested resistant plants. Arrays were probed with samples from susceptible and resistant leaves, in different treatments (control noninfested, after oviposition and after caterpillar eclosion). After statistical analysis and hierarchical clustering, 21 cDNA clones induced in at least one treatment were selected as differentially expressed during coffee leaf miner infestation. The differential expression of five genes (PR-8, CAX9, SPC25, psaH, BEL) was confirmed by RNA blot containing samples from a second infestation experiment, demonstrating the efficiency of DNA arrays in the identification of differentially expressed genes. The expression profile of these five genes was verified in different organs of coffee plants and during coffee fruit development. Our results suggest that the resistance mechanism against coffee leaf miner is derived from a higher basal expression of defense/stress genes in resistant plants, and that resistant plants have a defense signaling mechanism triggered by L. coffeella oviposition. Among the selected cDNAs, we identified SSH101B04, which deduced protein is similar to Kunitz STI (Soybean Trypsin Inhibitor) protease inhibitors. The gene was named CoMir due to its high similarity to miraculin-like proteins. CoMir was induced after oviposition in resistant plants, but it was not induced after larval eclosion in susceptible and resistant plants. RNA-blot experiments showed that CoMir was expressed in leaves, green flower buds, white flower buds and early green fruits. In situ hybridization showed that CoMir is expressed in the metaxylem vessels of leaves, petals and stigma and in the stomium, endothecium and vascular bundles of anthers. Subcellular localization assays demonstrated that CoMir was localized in the apoplasm and citoplasm of onion (Allium cepa) epidermal cells. Our results suggest that CoMir is a protein that regulates proteolysis during coffee development that is mobilized to defense after L. coffeella oviposition / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Ligia Maria OsorioSilva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Economia / Made available in DSpace on 2018-08-19T09:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GustavoPereirada_D.pdf: 5407574 bytes, checksum: 37a6cc3a702ba63e0f9d2ce59a68d2bd (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente trabalho busca elucidar a formação da riqueza na economia paulista durante o século XIX através dos negócios de uma de suas mais importantes famílias, os Lacerda Franco. Para tanto, iniciamos com a reconstituição da origem sócio-econômico familiar no início do século XIX, nas vilas paulistas de Atibaia e Jundiaí cultivando mantimentos, produzindo aguardente e criando animais - atividades voltadas ao mercado interno. O capital amealhado será posteriormente transformado em canaviais e cafeeiros, ingressando nos grandes circuitos de acumulação da economia imperial, entre 1830-1850. Na segunda metade do XIX, veremos a redistribuição do cabedal entre os membros da família Lacerda Franco e a formação de empresas constituídas essencialmente por familiares. Estas firmas - sociedades agrícolas, casa comissária e exportadora, indústria e banco - formaram-se, na maior parte, prescindindo dos capitais de terceiros. Elas fortaleceram-se no complexo exportador cafeeiro paulista, chegando mesmo a dominar alguns setores, como a exportação de café pelo Porto de Santos em 1885-1886. A pujança e diversificação dos investimentos da família Lacerda Franco dão mostras da força do capital nacional no século XIX, na figura dos representantes do grande capital cafeeiro, indivíduos que, apesar de originarem seus capitais na lavoura, embrenharem-se nos mais difusos empreendimentos ligados à produção e comércio no século XIX, possibilitando a formação de uma riqueza portentosa e diversificada, como a análise dos vários documentos da fazenda Montevidéo (Araras-SP) e da fazenda Paraizo (São Carlos-SP) nos permitiram apreender / Abstract: The present work elucidates the formation of wealth in the Paulista economy during the nineteenth century through the business of one of its most important families, the Lacerda Franco. To this end, we begin with the reconstruction of socio-economic origin of family in the early nineteenth century, in the paulista villages Jundiaí and Atibaia growing food, producing spirits and raising livestock - activities aimed at the domestic market. The capital earned will then be transformed into sugar cane and coffee, joining the great circuits of accumulation of the imperial economy between 1830-1850. In the second half of the nineteenth century, we see the redistribution of patrimony between the family members of the Lacerda Franco and the formation of companies which were mainly family members. These companies - agricultural societies, commissioners and export firm, industry and bank - formed in most, regardless of third party capital. They were strengthened in the coffee exporter complex of São Paulo, and even dominate some sectors such as coffee exports through the Port of Santos in 1885-1886. The strength and diversification of investments of the family Lacerda Franco show the strength of the native capital in the nineteenth century, the figure of the representatives of big coffee capital, individuals who, despite their capital origins in the field are embroiled in enterprises related to the more diffuse production and trade in the nineteenth century, allowing the formation of a diversified and portentous wealth, as the analysis of various documents from the farm Montevideo (Araras-SP) and the farm Paraizo (São Carlos-SP) allow us to grasp / Doutorado / Historia Economica / Doutor em Desenvolvimento Economico

Coffee is, together with cacao, the crop most commonly cultivated under shade trees in order to cope with physiological stress (as drought and sun radiation) and erosion as well as to generate additional income for the farmer. However, today this agroforestry coffee management is increasingly transformed into industrial plantation with little or no shade using varieties that tolerates full sun and can be planted with higher density. This conversion most often brings an intensified use of external input, such as fertilizers and pesticide, and a reduction in biodiversity as well as long term soil fertility. The objective of this study was to examine whether the inclusions of trees in coffee cultivations favour soil fertility and how it affects the output of the system. The aspect of output was not only delimited to the weight of coffee yield but take a broader perspective that comprises the farmer’s economy. This was done by conducting a review of previous research on the subject combined with a field study performed at six smallholding coffee farms with different levels of shade in Colombia from November to December 2014. The results of the field study serve as a site specific example and are discussed in relation to previous findings. Soil samples was taken at the farms and analysed for organic matter, soil moisture, respiration rate and acidity. The hypothesis was that the inclusion of trees in coffee cultivations can enhance the long term soil fertility when compared to monoculture systems. And also that agroforestry coffee can bring an increased safety for the farmer in terms of income, when compared to monoculture coffee. No general conclusions could be drawn based on the results from the field study; however the results show that a change from agroforestry management to monoculture management in coffee cultivations in Colombia can have a significant negative effect on soil respiration rate. Furthermore the study highlights the importance of taking into account the specific characteristics of the location and the management of the investigated farm when making conclusions about the effects of agroforestry on soil fertility. It is also concluded that long term studies, extending over at least a year, is necessary to fully see the effects of the cultivation practice on soil fertility.