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Previous issue date: 2018-02-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / 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. / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/6794 |
| Date | 22 February 2018 |
| Creators | Mendes, Geissy de Azevedo |
| Contributors | Bell, Maria Jose Valenzuela, Rodarte, Mirian Pereira, Teixeira, Alvaro Vianna Novaes de Carvalho, Pinho, Roberto Rosas |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Física, UFJF, Brasil, ICE – Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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