Viabilidade de espectrofotômetros compactos de infravermelho próximo e análise multivariada de dados para avaliar as características do café moído torrado

Resumo:

Dois espectrofotômetros miniaturizados de infravermelho próximo (NIR) de baixo custo trabalhando em duas faixas espectrais diferentes (900-1700 nm e 1300-2500nm) e empregando diferentes tecnologias espectrométricas foram avaliados para avaliar várias características de cafés comerciais torrados moídos, usando análise multivariada. O conjunto abrangente de amostras compreendeu cento e quarenta e cinco amostras de diferentes origens, misturas de variedades (arábica/arábica e arábica/robusta) ou varietais puros (arábica), descafeinados ou regulares, apresentando vários graus de características sensoriais (amargor, intensidade, acidez, corpo e grau de torrefação), conforme informado pela empresa fabricante. Os espectros representativos das amostras foram adquiridos usando um dispositivo de sondagem que fornece deslocamento rotacional e linear do frasco de amostra. O conjunto de dados espectrais foi avaliado usando modelos de análise de componentes principais (PCA) com o objetivo de verificar a capacidade de discriminação de ambos os instrumentos. Quando avaliados até o quarto componente principal por ambos os instrumentos compactos, os cafés de origem, varietais, descafeinados e regulares são agrupados e bem diferenciados pelas pontuações do PCA. Podem ser observadas diferenças entre lotes da mesma marca de café. Modelos quantitativos baseados na regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) foram avaliados para avaliar a viabilidade de espectrofotômetros miniaturizados para determinar as características de intensidade, amargor, corpo, torrefação e acidez das amostras. Essas características sensoriais podem ser previstas por modelos de mínimos quadrados parciais com erros quadráticos médios de validação externa de 1,3, 0,7, 0,6, 0,5 e 0,8 e 1,2, 0,7, 0,5, 0,5 e 0,7 para intensidade, amargor, corpo, torrefação e acidez, respectivamente, usando os conjuntos de dados obtidos pelos instrumentos NanoNIR e NeoSpectra e empregando variáveis selecionadas pelo algoritmo Jack/Knife. Os resultados quantitativos podem ser melhorados usando modelos de regressão local construídos com um conjunto restrito de amostras. No geral, os resultados revelam o potencial dos espectrofotômetros NIR miniaturizados e de baixo/custo para caracterizar café torrado moído comercial de forma qualitativa e quantitativa, com uma pequena vantagem de usar o instrumento que fornece a faixa de comprimento de onda mais abrangente e é baseado na tecnologia de transformada de Fourier.