Aplicação de técnicas espectroscópicas vibracionais e imagens hiperespectrais na detecção de fraudes em carnes bovinas in natura

dc.creatorKaren Monique Nunes
dc.date.accessioned2019-11-14T01:15:06Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:26:16Z
dc.date.available2019-11-14T01:15:06Z
dc.date.issued2019-09-25
dc.description.abstractLarge and recent meat fraud scandals have raised concerns about food security in Brazil. The addition of salts solutions and others adulterants, such as carrageenan (a linear sulphated polysaccharide extracted from red edible seaweeds) and maltodextrin (rapidly absorbing polysaccharide) increase the meat's water-holding capacity, leading to economic fraud. The Thesis had as main objective the detection and identification of adulterations in samples of bovine meat in natura using mid-infrared absorption spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. Data were processed using supervised classification chemometric methods (partial least squares discriminant analysis, PLS-DA). In the first application (FT-Raman), the global model for prediction adulterated meat samples was considered a poor model for the systematic detection of fraud in study with reliability rate (RLR) equal 67%. However, the purge analysis was satisfactory (RLR = 80%). Confidence intervals were estimated for individual prediction values using the bootstrap algorithm. In the second application (FTIR), the best results were obtained for the global fraud detection model with RLR above 91%. The model optimization, producing a soft version PLS-DA, was performed by outliers detection with RLR equal to 93% and correct prediction of 100% of the fraudulent samples with an unmodulated adulterant, maltodextrin. Outliers detection was performed by calculating confidence limits for y/class predicted values and by analyzing of the Hotelling’s T2 plot versus Q residues. Methods employing Raman image spectroscopy and curve resolution method were shown proved to be efficient for detecting fraud in meat in natura (third application). Individual prediction models, class prediction (salts and polysaccharides) and a global model were obtained with promising results.
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.description.sponsorshipINCT – Instituto nacional de ciência e tecnologia (Antigo Instituto do Milênio)
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/30978
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectQuímica analítica
dc.subjectQuimica legal
dc.subjectEspectroscopia
dc.subjectEspectroscopia de infravermelho
dc.subjectRaman, Espectroscopia de
dc.subjectQuimiometria
dc.subject.otherAnálise forense
dc.subject.otherAdulteração de carnes
dc.subject.otherAnálise discriminante por mínimos quadrados parciais PLS-DA
dc.subject.otherEspectroscopia de absorção no infravermelho médio FTIR
dc.subject.otherFT-Raman
dc.subject.otherImagens hiperespectrais
dc.subject.otherReflectância total atenuada ATR
dc.subject.otherAttenuated Total Reflectance ATR
dc.subject.otherForensic analysis
dc.subject.otherMeat adulteration
dc.subject.otherHyperspectral analysis
dc.subject.otherPartial Least Squares PLS-DA
dc.subject.otherAttenuated Total Reflectance ATR
dc.subject.otherFT-Raman
dc.subject.otherFourier Transform Infrared FTIR
dc.titleAplicação de técnicas espectroscópicas vibracionais e imagens hiperespectrais na detecção de fraudes em carnes bovinas in natura
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Mariana Ramos de Almeida
local.contributor.advisor1Marcelo Martins de Sena
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7050638697696950
local.contributor.referee1Jez Willian Batista Braga
local.contributor.referee1Rafael Scorsatto Ortiz
local.contributor.referee1Clésia Cristina Nascentes
local.contributor.referee1Bruno Gonçalves Botelho
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1122087285483382
local.description.resumoGrandes escândalos de fraudes em carnes têm aumentado a preocupação com a segurança alimentar. A adição de soluções de sais e de outros adulterantes, como carragena (polissacarídeo linear sulfatado obtido de algas marinhas vermelhas) e maltodextrina (polissacarídeo de rápida absorção) aumentam a capacidade de retenção de água na peça de carne, propiciando uma fraude econômica. Esta tese teve como principal objetivo a detecção e identificação de adulterações em amostras de carne bovina in natura empregando a análise por espectroscopia de absorção no infravermelho médio (FTIR), espectroscopia Raman e espectroscopia Raman de Imagem. Os dados de FTIR e espectroscopia Raman foram tratados usando métodos quimiométricos de classificação supervisionada (análise discriminante por mínimos quadrados parciais, PLS-DA). Foram analisadas amostras de lagarto bovino (M. semitendinosus). Na primeira aplicação (FT-Raman), o modelo global de previsão de amostras adulteradas de carne foi considerado um modelo ruim para a detecção sistemática da fraude em estudo com taxa de confiabilidade (TCONF) de 67%. Entretanto, a análise da purga apresentou-se satisfatória (TCONF de 80%). Intervalos de confiança foram estimados para os valores de previsão individuais utilizando o algoritmo bootstrap. Na segunda aplicação (FTIR), os melhores resultados foram obtidos para o modelo global de detecção de fraudes com TCONF acima de 91%. A otimização do modelo, produzindo uma versão soft PLS-DA, foi realizada pela detecção de outliers obtendo-se TCONF igual a 93% e previsão correta de 100% das amostras fraudadas com um adulterante não modelado inicialmente, maltodextrina. A detecção de outliers foi feita através do cálculo de limites de confiança para o valor de y/classe previsto e pela análise do gráfico T2 de Hotelling por Resíduos Q. Métodos empregando a espectroscopia Raman de imagem e o método de resolução de curvas mostraram-se eficientes para a detecção de fraudes em carnes bovinas in natura (terceira aplicação). Modelos de previsão individual, previsão por classe (sais e polissacarídeos) e um modelo global foram obtidos com resultados promissores.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química

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