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Desenvolvimento de métodos analíticos não destrutivos para avaliação da qualidade de frutas utilizando espectroscopia e imagem hiperespectral na região do infravermelho próximo

AVELAR, Maria Fernanda Pimentel, também é conhecida em citações bibliográficas por: PIMENTEL, Maria Fernanda

Main Author: MARQUES, Emanuel José Nascimento
Other Authors: AVELAR, Maria Fernanda Pimentel
Format: doctoralThesis
Language: por
Published: Universidade Federal de Pernambuco 2019
Subjects:
Química analítica
Espectroscopia
Frutas
Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31819
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id ir-123456789-31819
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spelling ir-123456789-318192019-08-15T05:05:30Z Desenvolvimento de métodos analíticos não destrutivos para avaliação da qualidade de frutas utilizando espectroscopia e imagem hiperespectral na região do infravermelho próximo MARQUES, Emanuel José Nascimento AVELAR, Maria Fernanda Pimentel FREITAS, Sérgio Tonetto de http://lattes.cnpq.br/2477680651316334 http://lattes.cnpq.br/6880348154073236 Química analítica Espectroscopia Frutas AVELAR, Maria Fernanda Pimentel, também é conhecida em citações bibliográficas por: PIMENTEL, Maria Fernanda As frutas e seus derivados representam uma importante classe de produtos agroindustriais. Atualmente, o Brasil é o terceiro maior produtor de frutas, sendo responsável por cerca de 6% da produção mundial. Neste cenário, a mangicultura tem se destacado e nos últimos anos a região Nordeste tem contribuído de forma significativa para a produção de frutas destinadas à exportação e à comercialização no mercado interno. Entretanto, o amadurecimento não uniforme de frutas de um mesmo lote é um dos principais problemas existentes na cadeia produtiva de manga e tem impacto direto no consumo e na comercialização do produto. De maneira similar ao que ocorre no Brasil, a produção de frutas também representa uma atividade agrícola importante para alguns países europeus, como é o caso da produção de maçãs na Bélgica, onde o principal desafio para os produtores é fornecer frutas de alta qualidade para um mercado consumidor altamente exigente. Neste trabalho, avaliou-se o uso da espectroscopia na região do infravermelho próximo (NIR, do inglês Near Infrared), por meio de um espectrômetro portátil, para a determinação de parâmetros de qualidade em mangas e maçãs, de forma rápida e não destrutiva. Foram construídos modelos de calibração empregando-se diferentes técnicas de calibração multivariada, pré-processamento espectral e seleção de variáveis. De modo geral, verificou-se que o espectrômetro NIR portátil pode ser utilizado para a determinação da maioria dos parâmetros avaliados neste estudo em mangas (sólidos solúveis, matéria seca, acidez titulável e firmeza de polpa) e maçãs (sólidos solúveis, acidez titulável, firmeza de polpa, índice de amido e índice Streif), com exatidão aceitável para atestar a qualidade dos frutos. Em uma segunda etapa, realizou-se a transferência de calibração entre espectrômetros NIR de bancada e portátil, visando à determinação de parâmetros de qualidade de maçãs. Foi utilizada a técnica de Padronização Direta, a qual foi empregada com êxito para realizar o procedimento de transferência de calibração. Adicionalmente, foi realizado um estudo preliminar para avaliar a possibilidade de detecção precoce de danos mecânicos em mangas utilizando imagens hiperespectrais na região do NIR, obtidas por meio de uma câmera hiperespectral. CNPq Fruits and their derivatives represent an important class of agro-industrial products. Currently, Brazil is the third largest fruit producer, accounting for about 6% of the world production. In this scenario, the mango production has stood out and in recent years, the Northeast region has contributed significantly to the production of fruits for overseas and domestic market. However, non-uniform maturity of fruits from the same batch is one of the main problems in the mango production chain, which has a direct impact on the consumption and commercialization of the product. Similar to what happens in Brazil, fruit production is also an important agricultural activity in some European countries, as the case of apple production in Belgium, where the main challenge for the growers is to provide high quality fruit to a consumer market that demands high quality products. In this study, the use of Near Infrared (NIR) Spectroscopy was evaluated by means of a portable spectrometer for rapid and non-destructive determination of quality parameters in mangoes and apples. Calibration models were constructed using different multivariate calibration techniques, spectral preprocessing and variable selection. According to the results, the portable NIR spectrometer can be used to determine the majority of quality parameters evaluated in mangoes (solids, soluble solids, dry matter, titratable acidity and pulp firmness) and apples (soluble solids, titratable acidity, pulp firmness, starch index and Streif index) with acceptable accuracy to attest the quality of the fruit. In a second step, the calibration transfer was performed between the benchtop and portable NIR spectrometers, aiming to determine quality parameters in apples. The Direct Standardization technique was successfully used to carry out the calibration transfer procedure. In addition, a preliminary study was carried out to evaluate the possibility of early detection of mechanical damage in mangoes using hyperspectral images in the NIR region, obtained with a hyperspectral camera. 2019-08-14T22:22:38Z 2019-08-14T22:22:38Z 2017-08-30 doctoralThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31819 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Quimica
institution REPOSITORIO UFPE
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