Abstract.
The combination of near infrared spectroscopy (NIR) and multivariate
calibration using the partial least square – PLS method for the determination
of the total protein level in raw coffee samples was investigated. The
total protein levels were initially determined using the Kjeldhal method
as the reference method. Regression models were built from the spectra
in the NIR region of the raw coffee samples. Spectra of 159 samples were
recorded, using an accessory of diffuse reflectance, in the range of 4500
and 10000cm-1 with 4cm-1 resolution.
To the raw spectral data, different transformations and mathematical pretreatment
such as Kubelka-Munk transformation; multiplicative sign correction (MSC);
spline smoothing; first derivative and boxcar averaging were applied. The
data was also preprocessed by scaling each column by its variance. The
analytical method proposed is non invasive and the cost and time of analysis
are very much reduced, making possible the fast and direct determination
of the total protein content. The prediction error of protein levels given
by the regression model were in average lower than 6.7%, indicating that
this method is a good alternative for protein determination in raw coffee
samples.
Keywords.
Protein; Near Infrared Spectroscopy; Coffee; PLS.
Keywords Plus.
Resumo.
A combinação da espectroscopia no infravermelho próximo
(NIR) e calibração multivariada (método dos mínimos
quadrados parciais – PLS) para a determinação do teor de
proteína total em amostras de café cru, foi investigada.
Os teores de proteína total foram inicialmente determinados usando-se
como método de referência o de Kjeldhal, e, posteriormente
foram construídos modelos de regressão a partir dos espectros
na região do infravermelho próximo das amostras de café
cru. Foram coletados 159 espectros das amostras de café cru utilizando
um acessório de reflectância difusa, na faixa espectral de
4500 a 10000cm–1. Os espectros originais no NIR sofreram diferentes
transformações e pré-tratamento matemático,
como a transformação Kubelka-Munk; correção
multiplicativa de sinal (MSC); alisamento (SPLINE); derivada primeira;
média móvel e o pré-tratamento dos dados escalados
pela variância. O método analítico proposto possibilitou
a determinação direta, sem destruição da amostra,
com obtenção de resultados rápidos e sem o consumo
de reagentes químicos de forma a preservar o meio ambiente. O método
proposto forneceu resultados com boa capacidade de previsão do teor
de proteína total, sendo que os erros médios foram inferiores
a 6,7%.
Palavras-chave.
Proteína; Espectroscopia No Infravermelho Próximo; Café;
PLS.