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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Aplicação da espectroscopia no infravermelho e quimiometria na avaliação da qualidade, estabilidade de vitamina C e fraude em polpa de frutas : Infrared spectroscopy and chemometrics application in fruit pulps quality evaluation, vitamin C stability and adulteration
Title Alternative: Infrared spectroscopy and chemometrics application in fruit pulps quality evaluation, vitamin C stability and adulteration
Author: Alamar, Priscila Domingues, 1986-
Advisor: Pallone, Juliana Azevedo Lima, 1977-
Abstract: Resumo: Polpa de fruta é produzida sem adição de água e açúcar e pode ou não sofrer tratamento térmico durante o processamento. Duas principais representantes das frutas mais produzidas no Brasil e aplicadas na elaboração de polpa congelada são goiaba e maracujá. Para assegurar a qualidade final das polpas elaboradas, a legislação brasileira definiu valores para os padrões de identidade e qualidade (PIQ) para sólidos solúveis, pH, acidez total, ácido ascórbico, açúcares totais e sólidos totais, que são normalmente determinados através de análises tradicionais, porém, demandam uso de reagentes que produzem resíduos tóxicos, além de longo tempo para obtenção de resultados. Nesse contexto, a espectroscopia no infravermelho (combinada com quimiometria) pode ser uma alternativa às técnicas tradicionais para a avaliação desses parâmetros. Esse trabalho objetivou a aplicação da espectroscopia no infravermelho (NIR e MIR) e quimiometria na determinação de PIQ de polpas de maracujá amarelo e goiaba, a detecção de fraudes e efeitos de processamento e estocagem em polpas de goiaba. Inicialmente, amostras comerciais foram coletadas e os parâmetros foram quantificados por métodos tradicionais e espectros no NIR foram coletados para a obtenção de modelos PLSR. Os modelos de calibração apresentaram-se satisfatórios para todos os parâmetros, exceto pH para polpa de goiaba, devido à baixa variabilidade dos valores encontrados, e ácido ascórbico para polpa de maracujá, devido aos baixos teores encontrados para as polpas. Para maioria dos parâmetros encontrou-se diversas amostras em desacordo com a legislação, principalmente sólidos totais (abaixo do esperado para cerca de metade das amostras) e ácido ascórbico (inferior a quase todas as amostras). Devido ao alto teor de água encontrado nas polpas comerciais foi estudada a possibilidade de fraude em polpas de goiaba pela adição de água e açúcar, para o aumento de seu rendimento. Para avaliar a adulteração desse produto, polpas de goiaba autênticas foram elaboradas em planta piloto, organizadas em grupos de amostras autênticas e adulteradas (água ou açúcar) e espectros NIR e MIR foram coletados para a realização de análises discriminativas (modelos de classificação e cartas de controle). Os modelos de classificação criados possibilitaram a diferenciação dos grupos de amostras adulteradas, tanto com água quanto com açúcar, sendo a ferramenta k-NN (k-Nearest Neighbor) escolhida para ambas espectroscopias. Cartas de controle para açúcar foram satisfatórias para ambas espectroscopias, porém para cartas de controle para água, apenas MIR conseguiu diferenciar os grupos de amostras. Além disso, as amostras produzidas em planta piloto (pasteurizadas ou não) foram avaliadas quanto ao teor em ácido ascórbico após processamento e durante um ano de armazenamento em congelamento para determinação da estabilidade da vitamina nesses processos. A espectroscopia NIR foi aplicada para quantificar o composto durante os meses de armazenamento e foi considerada adequada para determinar a perda do bioativo nas polpas pasteurizadas ou não, e apontou perdas de 20 a 40%. Sendo assim, foi possível concluir que a espectroscopia no infravermelho pode ser considerada uma ótima ferramenta para avaliação de parâmetros de qualidade, detecção de possíveis fraudes em polpas de frutas e acompanhamento de efeitos no processamento e armazenamento

Abstract: Fruit pulp is produced without water and sugar addition and may or may not undergo heat treatment during processing. Guava and yellow passion fruit are widely produced in Brazil and they are used for frozen pulp elaboration. In order to ensure the final quality of the elaborated pulps, Brazilian legislation defined identity and quality standards (IQS) for soluble solids, pH, total acidity, ascorbic acid, total sugars and total solids, which are usually determined through traditional analyzes, however, they require the application of reagents that result in toxic wastes, as well as high time in results obtaining. In this context, infrared spectroscopy (combined with chemometrics) may be an alternative to traditional techniques in these parameters evaluation. This work aimed at the application of infrared spectroscopy (NIR and MIR) and chemometrics in IQP determination for guava and yellow passion fruit pulps, fraud detection and effects of processing and storage in guava pulps. Initially, commercial samples were collected and all six parameters were quantified by traditional methods and NIR spectra NIR were collected to obtain PLSR models. Calibration models were satisfactory for all parameters, except pH for guava pulp, due to the low variability of the values found, and ascorbic acid for passion fruit pulp, due to the low contents found for the pulps. Several samples were found to be inconsistent with the legislation for most parameters, mainly total solids (below expected for about half of the samples) and ascorbic acid (lower than desired in almost all samples). Due to the inadequate water content found in the commercial pulps, the possibility of fraud in guava pulps by the addition of water and sugar, applied in the increase of their yield, was studied. In order to evaluate the adulteration of this product, authentic guava pulps were elaborated in a pilot plant, organized into groups of authentic and adulterated samples (water or sugar) and NIR and MIR spectra were collected for discriminatory analyzes (classification models and control charts). Classification models created allowed the differentiation of groups of adulterated samples, with both water and sugar, being the k-NN tool chosen for both spectroscopies. Control charts for sugar were satisfactory for both spectroscopies, but only MIR control charts for water was able to differentiate the groups. Furthermore, samples produced in pilot plant (with or without pasteurization) were evaluated for the content of ascorbic acid after processing and during one year of storage at freezing for the determination of vitamin stability in these two cases. NIR spectroscopy was applied to quantify the compound during the months of storage and was considered adequate to determine the loss of the bioactive in both pasteurized and non-pasteurized pulps, and indicated losses of 20 to 40%. Thus, it was possible to conclude that infrared spectroscopy can be considered as a good tool for the evaluation of quality parameters, detection of possible fruit pulp frauds and monitoring effects on processing and storage
Subject: Frutas - Brasil
Espectroscopia de infravermelho
Quimiometria
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: ALAMAR, Priscila Domingues. Aplicação da espectroscopia no infravermelho e quimiometria na avaliação da qualidade, estabilidade de vitamina C e fraude em polpa de frutas: Infrared spectroscopy and chemometrics application in fruit pulps quality evaluation, vitamin C stability and adulteration. 2019. 1 recurso online (77 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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