Viabilidad de espectrofotómetros compactos de infrarrojo cercano e infrarrojo y análisis de datos multivariantes para evaluar las características del café tostado y molido

Resumen:

Se evaluaron dos espectrofotómetros miniaturizados de infrarrojo cercano (NIR) de bajo costo y que trabajaban en dos rangos espectrales diferentes (900-1700 nm y 1300-2500 nm) y que empleaban diferentes tecnologías espectrométricas para evaluar varias características de los cafés comerciales tostados molidos, mediante un análisis multivariante. El conjunto completo de muestras estaba compuesto por ciento cuarenta y cinco muestras de diferentes orígenes, mezclas de variedades (árabica/arábica y árabica/robusta) o varietales puros (arábica), descafeinados o regulares, que presentaban varios grados de características sensoriales (amargor, intensidad, acidez, cuerpo y grado de tostado), según informó la empresa fabricante. Los espectros representativos de las muestras se adquirieron usando un dispositivo de sondeo que proporcionaba un desplazamiento rotacional y lineal del vial de muestra. El conjunto de datos espectrales se evaluó utilizando modelos de análisis de componentes principales (PCA) con el objetivo de verificar la capacidad de discriminación de ambos instrumentos. Cuando ambos instrumentos compactos evalúan hasta el cuarto componente principal, los cafés de origen, varietales, descafeinados y normales se agrupan y diferencian bien según las puntuaciones del PCA. Se pueden observar diferencias entre los lotes de la misma marca de café. Se evaluaron modelos cuantitativos basados en la regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS) para evaluar la viabilidad de utilizar espectrofotómetros miniaturizados para determinar los rasgos de intensidad, amargor, cuerpo, tostado y acidez de las muestras. Estos rasgos sensoriales se pueden predecir mediante modelos de mínimos cuadrados parciales con errores cuadráticos medios de validación externa de 1.3, 0.7, 0.6, 0.5 y 0.8 y 1.2, 0.7, 0.5, 0.5 y 0.7 en cuanto a intensidad, amargor, cuerpo, tostado y acidez, respectivamente, utilizando los conjuntos de datos obtenidos por los instrumentos NanoNir y NeoSpectra y empleando variables seleccionadas por el algoritmo Jack/Knife. Los resultados cuantitativos se pueden mejorar utilizando modelos de regresión local construidos con un conjunto restringido de muestras. En general, los resultados revelan el potencial de los espectrofotómetros NIR miniaturizados y de bajo coste para caracterizar cualitativa y cuantitativamente el café tostado comercial molido, con la ligera ventaja de utilizar un instrumento que proporciona un rango de longitud de onda más completo y está basado en la tecnología de transformada de Fourier.