Estudo de métodos analíticos para determinação da qualidade em laranjas intactas e suco

Bizzani, Marilia [UNESP]

Estudo de métodos analíticos para determinação da qualidade em laranjas intactas e suco

Arquivos

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Data

2016-10-27

Autores

Bizzani, Marilia

Orientador

Ferreira, Marcos David

Pós-graduação

Alimentos e Nutrição - FCF

Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Tipo

Dissertação de mestrado

Direito de acesso

Acesso aberto

Resumo

Resumo (português)

Objetivo: Avaliar o uso de métodos não invasivos e não destrutivos por ressonância magnética nuclear de baixo campo (RMN-DT) e espectroscopia de infravermelho próximo e médio (NIR) e (MIR) associado à análise multivariada para determinação de parâmetros relacionados à qualidade de laranjas e suco. Métodos: Os modelos de validação interna e externa foram construídos com laranjas do cultivar “Valência” colhidas no ano de 2015 e 2016 em duas floradas distintas, quatro estádios de maturação e em quatro colheitas distintas. Foram realizadas análises não destrutivas de RMN, NIR e MIR seguidas das medidas destrutivas de textura, espessura da casca e pectina total para construção de modelos de predição utilizando a laranja intacta. Para predição da massa da fruta, massa da casca, massa de suco foi utilizada a medida de RMN-DT da fruta intacta e para predição da viscosidade, sólidos solúveis, pH do suco foi utilizada a medida por RMN-DT e NIR do suco extraído de cada laranja. Em um último estudo utilizaram-se as medidas de RMN-DT e MIR do suco para quantificação de pectina solúvel em água. Os resultados foram submetidos à análise de componentes principais (PCA) para melhor visualização das características de cada colheita e florada e os modelos foram desenvolvidos utilizando a regressão por mínimos quadrados parciais (PLS). Foi avaliado o desempenho dos modelos com base nos valores do erro padrão da predição (SEP) e coeficiente de Pearson da predição (r). Resultados: Os modelos de PLS desenvolvidos por RMN-DT validados para predição foram: espessura da casca r=0.72 SEP=0.49cm; pectina total r=0.76 SEP=5.76; massa da fruta r=0.96 SEP=13.84g; massa da casca r=0.96 SEP=7.25g; massa do suco r=0.92 SEP=9.75g e pH r=0.83 SEP=0.14. Para análise de PLS utilizando os espectros de NIR validou-se os seguintes parâmetros: textura r=0.92 SEP=6.22N; pectina total r=0.7 SEP=5.04 e para medida do suco o modelo para sólidos solúveis foi validado com r=0.91 SEP=0.31. O modelo de PLS para textura foi validado com r=0.84 e SEP=9.05N utilizando as medidas de MIR. As predições por PLSR de pectina solúvel em suco de laranja utilizando RMN-DT e MIR obtiveram logo na etapa de calibração baixos coeficientes de correlação de Pearson, (r=0.48 e 0.51) e elevado SEC de 7.63mg/L e 7.49mg/L, respectivamente. Desta forma, não pode ser feitas validação externa dos dados. Por outro lado, as diferentes concentrações de pectina cítrica comercial isolada medidas pelos mesmo métodos de RMN-DT e MIR, apresentaram espectros bastante distintos, permitindo distinguir as amostras analisadas. As soluções de pectina cítrica isolada medidas por MIR apresentaram alta correlação (r=0.97 e 0.98) entre os espectros e as absorbâncias dos grupos funcionais ácido carboxílico e carbonila, respectivamente. Ainda, conforme a redução da concentração de pectina cítrica isolada foram observados decaimentos de RMN-DT mais longos e vice-versa. Conclusão: As metodologias não destrutivas utilizadas no estudo apresentaram grande potencial na avaliação de parâmetros de qualidade tanto em frutas intactas quanto no suco, necessitando assim de maiores estudos para viabilização em grande escala destas novas tecnologias.

Resumo (inglês)

Objective: Evaluate the use of non invasive and non destructive methods of nuclear magnetic resonance downfield (RMN-DT) spectroscopy and near and mid-infrared (NIR) and (MIR) associated with multivariate analysis for the determination of parameters related to the quality of oranges and juice . Methods: The internal and external validation of models were built with oranges cultivar "Valencia" harvested in 2015 and 2016 in two separate flowerings four maturity stages and four different crops. non-destructive NMR analyzes were performed, followed NIR and MIR destructive measurements of texture, peel thickness and total pectin to build prediction models using the orange intact. For fruit mass of the prediction weight of the peel, juice mass is used to measure NMR DT intact fruit and prediction of viscosity, soluble solids, pH of the juice was used to measure NMR DT and NIR extracted juice each orange. In the latest study we used the juice measurements of NMR and MIR-DT for quantification of water-soluble pectin. The results were submitted to principal component analysis (PCA) to better display the characteristics of each harvest and flowering and models were developed using regression by partial least squares (PLS). It evaluated the performance of the models based on the values of the standard prediction error (SEP) and Pearson prediction coefficient (r). Results: The models validated for predicting developed by NMR-PLS were: peel thickness r = 0.72 SEP = 0.49cm; total pectin r = 0.76 SEP = 5.76; fruit mass r = 0.96 SEP = 13.84g; peel mass r = 0.96 SEP = 7.25g; juice mass r = 0.92 SEP = 9.75g and pH r = 0.83 SEP = 0.14. The results of validated NIR-PLS models were: texture r = 0.92 SEP = 6.22N; total pectin r = 0.7 SEP = 5.04 and to model the juice to measure soluble solids has been validated with r = 0.91 SEP = 0.31. The model MIR-PLS for texture was validated with r = 0.84 and SEP = 9.05N. Predictions by PLSR of pectin soluble orange juice using NMR-DT and MIR obtained soon the calibration stage low Pearson correlation coefficient (r = 0.48 and 0.51) and high SEC of 7.63mg/L and 7.49mg/L, respectively .Thus, it cannot be done outside validation. In the other hand, different concentrations of commercial isolated citrus pectin measured by the same methods DT-NMR and MIR spectra showed very different allowing to distinguish the samples. The citrus pectin solutions isolated measures by MIR showed high correlation (r = 0.97 and 0.98) between the spectra and the absorbance of the functional groups carboxylic acid and carbonyl, respectively. Furthermore, as the reduction of the concentration of citrus pectin alone were observed NMR DT decays longer and vice versa. Conclusion: The non-destructive methods used in the study showed great potential in the evaluation of quality parameters both in intact fruit as in juice, thus requiring more studies to feasibility on a large scale of these new technologies.