Inicio
Determinación de compuestos químicos del café tostado por Espectroscopia de Infrarrojo Cercano (NIRS)
Barra lateral del artículo
PDF
FLIP
espectro
predicción
calibración
química
café
Cenicafé
Roast
spectrum
prediction
calibration
chemistry
coffee
Cenicafé
Torrado
espectro
previsão
calibração
química
café
Cenicafé
Términos de la licencia (VER)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Contenido principal del artículo
Resumen
Modelo de calibración para la determinación de 13 compuestos químicos en café tostado; a partir de 100 muestras de café almendra provenientes de diez departamentos productores de café, las muestras fueron tostadas en tres grados diferentes de colorimetría, de acuerdo a la escala Agtron/SCA: 85 (Claro), 55 (medio) y 35 (oscuro), para un total de 300 muestras. A estas muestras se le determinaron por química analítica los alcaloides (cafeína, trigonelina y teobromina), azúcares (sacarosa, glucosa y fructosa), ácidos grasos libres (palmítico, linoleico, oleico, esteárico, araquídico), lípidos y ácidos clorogénicos totales. Los resultados evidencian los cambios químicos que se generan en el café almendra verde por el proceso de tostación para los compuestos estudiados. La prueba t-student se realizó para los datos de referencia y los estimados por el modelo desarrollado; los compuestos evaluados presentaron un p-valor mayor a 0,05 lo que indica que no hay diferencia entre los valores medios obtenidos mediante análisis por química analítica de referencia y los obtenidos por la tecnología NIRS, el error relativo de predicción para todos los compuestos fue menor a 0,02%. Los resultados indican que la técnica de espectroscopia de infrarrojo cercano NIRS, es una técnica confiable y reproducible para la determinación de los 13 compuestos químicos en café tostado.
Detalles del artículo
Referencias (VER)
Adnan, A., Naumann, M., Mörlein, D., & Pawelzik, E. (2020). Reliable Discrimination of Green Coffee Beans Species: A Comparison of UV-Vis-Based Determination of Caffeine and Chlorogenic Acid with Non-Targeted Near-Infrared Spectroscopy. Foods, 9(6), 788. https://doi.org/10.3390/foods9060788
Alomar, D., & Fuchslocher, R. (1998). Fundamentos de la espectroscopia de reflectancia en el infrarojo cercano (NIRS) como método de análisis de forrajes. Agro Sur, 26(1), 88–104. https://doi.org/10.4206/agrosur.1998.v26n1-11
Alomar, D., Gallo, C., Castañeda, M., & Fuchslocher, R. (2003). Chemical and discriminant analysis of bovine meat by near infrared reflectance spectroscopy (NIRS). Meat Science, 63(4), 441–450. https://doi.org/10.1016/S0309-1740(02)00101-8
Avelino, J., Cristancho, M., Georgiou, S., Imbach, P., Aguilar, L., Bornemann, G., Läderach, P., Anzueto, F., Hruska, A. J., & Morales, C. (2015). The coffee rust crises in Colombia and Central America (2008–2013): Impacts, plausible causes and proposed solutions. Food Security, 7(2), 303–321. https://doi.org/10.1007/s12571-015-0446-9
Barnes, R. J., Dhanoa, M. S., & Lister, S. J. (1994). Correction to the Description of Standard Normal Variate (SNV) and De-Trend (DT) Transformations in Practical Spectroscopy with Applications in Food and Beverage Analysis. NIR News, 5(3), 6. https://doi.org/10.1255/nirn.248
Bertrand, D., & Dufour, E. (Eds.). (2006). La spectroscopie infrarouge et ses applications analytiques (2a ed.). Technique & Doc.
Burns, D. A., & Ciurczak, E. W. (Eds.). (2008). Handbook of near-infrared analysis (3a ed.). CRC Press.
Cajarville, C., Repetto, J. P., Curbelo, A., Soto, C., & Cozzolino, D. (2003). Determination of dry matter (DM) and nitrogen (N) degradability in forages by near infrared reflectance spectroscopy (NIRS). Proceedings of the British Society of Animal Science, 2003, 154–154. https://doi.org/10.1017/S1752756200013132
Cozzolino, D., Fassio, A., & Fernández, E. (2003). Uso de la espectroscopía de reflectancia en el infrarrojo cercano para el análisis de calidad de ensilaje de maíz. Agricultura Técnica, 63(4), 387–393. https://doi.org/10.4067/S0365-28072003000400007
Garner, W. Y., Barge, M. S., & Ussary, J. P. (Eds.). (1992). Good laboratory practice standards: Applications for field and laboratory studies. American Chemical Society.
Givens, D. I., De Boever, J. L., & Deaville, E. R. (1997). The principles, practices and some future applications of near infrared spectroscopy for predicting the nutritive value of foods for animals and humans. Nutrition Research Reviews, 10(1), 83–114. https://doi.org/10.1079/NRR19970006
De Luca, S., De Filippis, M., Bucci, R., Magrì, A. D., Magrì, A. L., & Marini, F. (2016). Characterization of the effects of different roasting conditions on coffee samples of different geographical origins by HPLC-DAD, NIR and chemometrics. Microchemical Journal, 129, 348–361. https://doi.org/10.1016/j.microc.2016.07.021
Deming, S. N., Michotte, Y., Massart, D. L., Kaufman, L., & Vandeginste, B. G. M. (1988). Chemometrics: A textbook (1a ed.). Elsevier Science.
Dias, R. C. E., de Faria-Machado, A. F., Mercadante, A. Z., Bragagnolo, N., & Benassi, M. de T. (2014). Roasting process affects the profile of diterpenes in coffee. European Food Research and Technology, 239(6), 961–970. https://doi.org/10.1007/s00217-014-2293-x
Echeverri-Giraldo, L. F., Ortiz, A., Gallego, C. P., & Imbachí, L. C. (2020). Caracterización de la fracción lipídica del café verde en variedades mejoradas de Coffea arabica L. Revista Cenicafé, 71(2), 39–52. https://doi.org/10.38141/10778/71203
Figueiredo, L. P., Borem, F. M., Ribeiro, F. C., Giomo, G. S., Taveira, J. H. da S., & Malta, M. R. (2015). Fatty acid profiles and parameters of quality of specialty coffees produced in different Brazilian regions.
African Journal of Agricultural Research, 10(35), 3484–3493. https://doi.org/10.5897/AJAR2015.9697
Folstar, P., Van der Plas, H. C., Pilnik, W., & De Heus, J. G. (1977). Tocopherols in the unsaponifiable matter of coffee bean oil. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 25(2), 283–285. https://doi.org/10.1021/jf60210a041
García Olmo, J. (2002). Clasificación y autentificación de canales de cerdo ibérico mediante espectroscopía en el infrarrojo cercano (NIRS) [Tesis de Doctorado], Universidad de Córdoba. http://hdl.handle.net/10396/2340
Garrido, A., Roza, B., & Puigdomenech, A. (1999). Posibilidades y limitaciones de la transferencia de calibraciones NIRS. ITEA, 20(2), 553–555. https://www.aida-itea.org/aida-itea/files/jornadas/1999/comunicaciones/1999_NyA_48.pdf
Garrido, A., Gómez, A., Guerrero, J. E., & Fernández, V. (1996, noviembre 7-8). NIRS: Una tecnología de apoyo para un servicio integral en Alimentación Animal. XII Curso de Especialización FEDNA. Madrid, España. http://fundacionfedna.org/sites/default/files/96CAP_XIV.pdf
Garrido-Varo, A., García-Olmo, J., & Pérez-Marin, M. D. (2004). Applications in Fats and Oils. En C. A. Roberts, J. Workman, & J. B. Reeves (Eds.), Agronomy Monographs (pp. 487–558). American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America. https://doi.org/10.2134/agronmonogr44.c19
Ginz, M., Balzer, H. H., Bradbury, A. G. W., & Maier, H. G. (2000). Formation of aliphatic acids by carbohydrate degradation during roasting of coffee. European Food Research and Technology, 211(6), 404–410. https://doi.org/10.1007/s002170000215
Gómez, C. R., Ortiz, A., Gallego, C., & Echeverri, L. F. (2021). Validación de curvas de calibración por NIRS para la predicción de compuestos químicos de café almendra. Revista Cenicafé, 72(2), e72204. https://doi.org/10.38141/10778/72204
Isaksson, T., & Næs, T. (1988). The Effect of Multiplicative Scatter Correction (MSC) and Linearity Improvement in NIR Spectroscopy. Applied Spectroscopy, 42(7), 1273–1284. https://doi.org/10.1366/0003702884429869
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación. (2004). NTC 2442: Café tostado en grano y/o molido. Determinación del grado de tostion. https://tienda.icontec.org/gp-cafe-tostado-en-grano-y-o-molido-determinacion-del-grado-de-tostion-ntc2442-2004.html
Iwamoto, M. (1991). Application of near-infrared spectroscopy for quality control in food and feed industries. Proceedings of the 3rd International Conference on Near Infrared Spectroscopy. Agricultural Research Centre, Gembloux, Belgium,
Ky, C.-L., Louarn, J., Dussert, S., Guyot, B., Hamon, S., & Noirot, M. (2001). Caffeine, trigonelline, chlorogenic acids and sucrose diversity in wild Coffea arabica L. and C. canephora P. accessions. Food Chemistry, 75(2), 223–230. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(01)00204-7
Marin, C., & Puerta, G. I. (2008). Contenido de ácidos clorogénicos en granos de Coffea arabica L. y C. Canephora, según el desarrollo del fruto. Revista Cenicafé, 59(1), 7–28. http://hdl.handle.net/10778/60
Martens, H., & Næs, T. (1992). Multivariate Calibration. John Wiley & Sons.
Mieres, J., Cozzolino, D., & Acosta, Y. (2000). Determinación del valor nutritivo del ensilaje de maíz mediante infrarrojo cercano NIRS. XVI Reunión Latinoamericana de Producción Animal (ALPA). Montevideo, Uruguay.
Molano, M. L., Cortés, M. L., Ávila, P., Martens, S. D., & Muñoz, L. S. (2016). Ecuaciones de calibración en espectroscopía de reflectancia en el infrarrojo cercano (NIRS) para predicción de parámetros nutritivos en forrajes tropicales. Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales, 4(3), 139–145. https://doi.org/10.17138/TGFT(4)139-145
Moreira, R. F. A., Trugo, L. C., de Maria, C. A. B., Matos, A. G. B., Santos, S. M., & Leite, J. M. C. (2001). Discrimination of Brazilian arabica green coffee samples by chlorogenic acid composition. Archivos Latinoamericanos de Nutricion, 51(1), 95–99. https://www.alanrevista.org/ediciones/2001/1/art-14/
Osborne, B. G., Fearn, T., & Hindle, P. T. (1993). Practical NIR spectroscopy with applications in food and beverage analysis (2a ed.). Longman Scientific & Technical?; Wiley.
Osorio, V., Pabón, J., Gallego, C. P., & Echeverri, L. F. (2021). Efecto de las temperaturas y tiempos de tueste en la composición química del café. Revista Cenicafé, 72(1), e72103. https://doi.org/10.38141/10778/72103
Perezmarin, D., Garridovaro, A., & Guerrero, J. (2007). Non-linear regression methods in NIRS quantitative analysis. Talanta, 72(1), 28–42. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2006.10.036
Pizarro, C., Esteban-Díez, I., González-Sáiz, J.-M., & Forina, M. (2007). Use of Near-Infrared Spectroscopy and Feature Selection Techniques for Predicting the Caffeine Content and Roasting Color in Roasted Coffees. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55(18), 7477–7488. https://doi.org/10.1021/jf071139x
Puerta, G. I., & Echeverri, L. F. (2019). Relaciones entre las concentraciones de compuestos químicos del café y las temperaturas de torrefacción. Revista Cenicafé, 70, 67–80. http://hdl.handle.net/10778/4217
Rincón, L. M., & Cano, L. M. (2010). Desarrollo de un prototipo de laboratorio para el control de calidad de la variable grado de tostión del café tostado molido, empleando visión artificial [Tesis de pregrado, Pontificia Universidad Javeriana]. http://repository.javeriana.edu.co/handle/10554/7366
Rubio Hurtado, M. J., & Berlanga, V. (2012). Cómo aplicar las pruebas paramétricas bivariadas t de Student y ANOVA en SPSS. REIRE, 5(2), 83–100. https://diposit.ub.edu/dspace/handle/2445/45286
Shan, J., Suzuki, T., Suhandy, D., Ogawa, Y., & Kondo, N. (2014). Chlorogenic acid (CGA) determination in roasted coffee beans by Near Infrared (NIR) spectroscopy. Engineering in Agriculture, Environment and Food, 7(4), 139–142. https://doi.org/10.1016/j.eaef.2014.08.003
Shan, J., Wang, X., Han, S., & Kondo, N. (2017). Application of Curve Fitting and Wavelength Selection Methods for Determination of Chlorogenic Acid Concentration in Coffee Aqueous Solution by Vis/NIR Spectroscopy. Food Analytical Methods, 10(4), 999–1006. https://doi.org/10.1007/s12161-016-0650-z
Shenk, J. S., Westerhaus, M. O., & Berzaghi, P. (1997). Investigation of a LOCAL Calibration Procedure for near Infrared Instruments. Journal of Near Infrared Spectroscopy, 5(4), 223–232. https://doi.org/10.1255/jnirs.115
Solís, L. D., & Herrera, C. H. (2005). Desarrollo de un método de análisis para la cuantificación de ácidos clorogénicos en café. Agronomía costarricense, 29(2), 99–107. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6314482
Solís, M., De Pedro, E., Garrido, A., García, J., Silió, L., Rodríguez, C., & Rodrigáñez, J. (2001). Evaluación de la composición del lomo de cerdo ibérico mediante la tecnología NIRS. Información Técnica Económica Agraria, 22, 613–615.
Speer, K., Sehat, N., & Montag, A. (1993, June 6-11). Fatty acids in coffee. Proceedings of 15th International Scientific Colloquium on Coffee. Montpellier, France.
Valenciaga, D., & Oliveira Simoes, E. D. (2006). La espectroscopia de reflectancia en el infrarojo cercano (NIRS) y sus potencialidades para la evaluación de forrajes. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 40(3), 259-267. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=193017723001
Vásquez, D. R., Abadía, B., & Arreaza, L. C. (2004). Aplicación de la Espectroscopía de Reflectancia en el Infrarrojo Cercano (NIRS) para la caracterización nutricional del pasto Guinea y del grano de maíz. Ciencia y Tecnología Agropecuaria, 5(1), 49–55. https://doi.org/10.21930/rcta.vol5_num1_art:24
Villarreal, D., Baena, L. M., & Posada, H. E. (2012). Análisis de lípidos y ácidos grasos en café verde de líneas avanzadas de Coffea arábica cultivadas en Colombia. Revista Cenicafé, 63(1), 19–40. http://hdl.handle.net/10778/520
Villegas, A. M., Pérez, C., Arana, V., Sandoval, T., Posada, H., Garrido, A., Guerrero, J., Pérez, D., & Olmo, J. (2014). Identificación de origen y calibración para tres compuestos químicos en café, por espectroscopia de infrarojo cercano. Revista Cenicafé, 65(1), 7–16. http://hdl.handle.net/10778/551
Vitorino, M. D., França, A. S., Oliveira, L. S. de, & Andrade, F. M. (2001). Variação de características físicas e químicas de café durante a torra. Parte II: Características químicas. En Consórcio Pesquisa Café e Desenvolvimento do Café (Organizador), II Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil, Vitória, Espírito Santo, Brasil. http://www.sbicafe.ufv.br/handle/123456789/1175
Williams, P., & Norris, K. H. (1987). Near-infrared technology in the agricultural and food industries. American Association of Cereal Chemists.