Aplicação da quimiometria aliada ao uso de um smartphone em aulas práticas de química visando determinar adulteração em azeite de oliva extra virgem / Application of chemometrics combined with the use of a smartphone in practical chemistry classes to determine adulteration in extra virgin olive oil

Authors

  • Jéssica da Silva Alves de Pinho
  • Jean de Aguiar Seabra
  • Rodrigo Ventura da Silva
  • Carlos Alberto Nunes Cosenza

DOI:

https://doi.org/10.34117/bjdv7n9-250

Keywords:

Smartphone, Pacote EBImage, Software R, Azeite de Oliva, Óleo de Soja.

Abstract

A proposta deste trabalho foi demonstrar como uma técnica alternativa que é rápida e barata pode ser usada para fins de ensino de química como uma alternativa a espectrofotometria no UV-Vis. Tal proposta se baseou no uso da análise de imagem digital, usando o pacote EBImage disponível no software R. Tal pacote permite a decomposição de uma imagem no sistema de cores RGB (vermelho, verde e azul) para fins de quantificação. Para aplicação da metodologia, se trabalhou com a quantificação do teor de adulteração do azeite extra virgem com óleo de soja. A curva analítica teve a concentração de óleo sendo usado para adulteração variando de 0 – 25% v/v. Dessa forma, após a mistuta do azeite e óleos nas proporções estipuladas foi possível se adquirir as imagens por meio de um smartphone e tratá-las posteriormente no software R. As mesmas misturas foram analisadas em um espectrofotômetro no UV-Vis para comparação entre os resultados obtidos. A comparação demonstrou que a análise de imagem digital tem forte potencial para ser utilizada, considerando-se não apenas a otimização da metodologia alternativa proposta assim como sua validação. Por meio do proposto foi possível se trabalhar com diferentes conceitos de quimiometria, tais como calibração de ordem zero, método da distância ortogonal, que foi usado para fins de comparação entre as técnicas utilizadas.

References

Baccouri, O.; Bendini, A.; Cerretani, L.; Guerfel, M.; Baccouri, B.; Lercker, G.; Zarrrouk, M.; Miled, D.D.B. Comparative study on volatile compounds from Tunisian and Sicilian monovarietal virgin olive oils. Food Chemistry, 111, 322- 328, 2008.

Barbosa, E.F.; Aulas práticas de química na formação profissional: uma abordagem da importância e alguns aspectos relevantes. Enciclopédia Brasileira: Centro Científico Conhecer, 7, 1, 2011.

Barker, M.; Rayens, W. Partial least squares for discrimination. Journal of Chemometrics, 2003, 17 (3),166-173.

Booksh, K.S.; Kowalsky, B.R. Theory of analytical Chemistry, Analytical Chemistry, 1994, 66, 782A – 791 A.

Bortoleto, G.G. Desenvolvimento de métodos analíticos usando espectrometria de raios X e quimiometria. 2007. 96 f. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), maio/2007.

Christopoulou, E.; Lazaraki, M.; Komaitis, M.; Kaselimis, K. Effectiveness of determinations of fatty acids and triglycerides for the detection of adulteration of olive oils with vegetable

oils. Food Chemistry, 2004, 84, 463 – 474.

Fasciotti, M.; Pereira Netto, A.D. Optimization and application of methods of triacylglycerol evaluation for characterization of olive oil adulteration by soybean oil with HPLC–APCI-MS–MS. Talanta, 2010, 81, 1116-1125.

Girón, A. M. J. Aplicaciones analíticas de métodos basados em luminescencia molecular en combinación com metodologias dinamicas. 2007. 556 f. Tese (Doutorado em química) – Universidad de Extremadura, Badajoz, 2007.

Gomes, J.S. Estudo da mistura azeite de oliva – óleo de soja via espectroscopia de absorção óptica. 2003. 48 f. Monografia (Bacharel em Engenharia de Alimentos). Universidade Federal do Maranhão. Imperatriz – MA, 2003.

Gurdeniz, G.; Ozen, B. Detection of adulteration of extra-virgin olive oil by chemometric analysis of mid-infrared spectral data. Food Chemistry, 2009, 116, 519 - 525.

Kachouri, F.; Hamdi, M. Enhancement of polyphenols in olive oil by contact with fermented olive mill wastewater by Lactobacillus plantarum. Process Biochemistry, 2004, 39, 841–845.

Kehoe, E.; Penn, R. L. Introducing Colorimetric Analysis with Camera Phones and Digital Cameras: An Activity for High School or General Chemistry. Journal of Chemical Education, 2013, 90, 1191?1195.

Koesdjojo, M. T.; Pengpumkiat, S.; Wu, Y.; Boonloed, A.; Huynh, D.; Remcho, T. P.; Remcho, V. T. Cost Effective Paper-Based Colorimetric Microfluidic Devices and Mobile Phone Camera Readers for the Classroom. Journal of Chemical Education, 2015, 92, 737?741.

Leitão, J.M.M. Técnicas quimiométricas de calibração acopladas a metodologias de analise espectrofotométrica de formulações farmacêuticas. 2005. 500 f. Tese (Doutorado em Farmácia) – Universidade de Coimbra, 2005.

Levine, D.M.; Stephan, D.F.; Krehbiel,T.C.; Berenson, M.L. Estatística: Teoria e Aplicações usando Microsoft Excel em Português. 6ª ed. LTC, 2012.

Mata – Espinosa, P.; Bosque – Sendra, J.M.; Bro, R.; Cuadros – Rodriguez, L. Olive oil quantification of edible vegetable oil blends using triacylglycerols chromatographic fingerprints and chemometric tools. Talanta, 2011, 85, 177-182.

Mata – Espinosa, P.; Dominguez – Vidal, A.; Bosque – Sendra, J.M.; Ruiz – Medina, A.; Cuadros – Rodriguez, L.; Ayora – Cañada, M.J. Olive oil assessment in edible oil blends by means of ATR-FTIR and chemometrics. Food Control, 2012, 23, 449-455.

Monfreda, M.; Gobbi, L.; Grippa, A. Blends of olive oil and sunflower oil: Characterisation and olive oil quantification using fatty acid composition and chemometric tools. Food Chemistry, 2012, 134, 2283-2290.

Monfreda, M.; Gobbi, L.; Grippa, A. Blends of olive oil and seeds oils: characterisation and olive oil quantification using fatty acids composition and chemometric tools. Part II. Food Chemistry, 2014, 145, 584-592.

Moraes, E. P.; Confessor, M. R.; Gasparotto, L. H. S. Integrating Mobile Phones into Science Teaching to Help Students Develop a Procedure to Evaluate the Corrosion Rate of Iron in Simulated Seawater. Journal of Chemical Education, 2015, 92, 1696?1699.

Moraes, E. P.; da Silva, N. S. A.; de Morais, C. d. L. M.; Neves, L. S. D.; Lima, K. M. G. Low-Cost Method for Quantifying Sodium in Coconut Water and Seawater for the Undergraduate Analytical Chemistry Laboratory: Flame Test, a Mobile Phone Camera, and Image Processing. Journal of Chemical Education, 2014, 91, 1958?1960.

Oliveira, E.C.; Aguiar, P.F. Least Squares Regression with errors in both variables: cases studies. Química Nova, 2013, 36 (6), 885 – 889.

Öztürk, B.; Yalçin, A.; Özdemir, D. Determination of Olive Oil Adulteration with Vegetable Oils by near Infrared Spectroscopy Coupled with Multivariate Calibration. Journal of Near Infrared Spectroscopy, 2010, 18, 191-201.

Pau, G.; Fuchs, F.; Skylar, O.; Boutros, M.; Huber, W. EBImage—an R package for image processing with applications to cellular phenotypes. Bioinformatics, 2010, 26 (7), 979-981.

Peixoto, E.R.M.; Santana, D.M.N.; Abrantes, S. 369 Avaliação dos índices de identidade e qualidade do azeite de oliva – proposta para atualização da legislação brasileira. Ciências e Tecnologia de Alimentos [online]. 1998, 18 (4), 444-452.

Pinto, A.C.; O ensino médio de química: o que fazer para melhorá-lo? Journal of the Bra-zilian Chemical Society, 2012, 23 (6), 985.

Rohman, A. Che Man, Y.B. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy for analysis of extra virgin olive oil adulterated with palm oil. Food Research International, 2010, 43, 886-892.

Ruiz – Samblás, C.; Marini, F.; Cuadros – Rodríguez, L.; González – Casado, A. Quantification of blending of olive oils and edible vegetable oils by triacylglycerol fingerprint gas chromatography and chemometric tools. Journal of Cromatography B, 2012, 910, 71-77.

SALESSE, A.M.T.; Monografia de especialização. Universidade Federal Tecnológica do Paraná, Brasil, 2012.

Sinelli, N.; Cerretani, L.; Di Egidio, V.; Bendini, A.; Casiraghi, E. Application of near (NIR) infrared and mid (MIR) infrared spectroscopy as a rapid tool to classify extra virgin olive oil on the basis of fruity attribute intensity. Food Research International, 2010, 43, 369 - 375.

Valderrama, P., Braga, J.W., Poppi, R.J. Estudo da Arte de Figuras de Mérito em Calibração Multivariada. Química Nova, 2009, 32, 1278 – 1287.

Valderrama, L.; Gonçalvez, R.P.; Março, P.H.; Valderrama, L. Espectroscopia UV – Vis e método quimiométrico na avaliação de adulterações e fraudes em azeite de oliva extra virgem. Revista Brasileira de Pesquisa em Alimentos, 2014, 5 (2), p. 32 – 40.

Published

2021-09-16

How to Cite

de Pinho, J. da S. A., Seabra, J. de A., Silva, R. V. da, & Cosenza, C. A. N. (2021). Aplicação da quimiometria aliada ao uso de um smartphone em aulas práticas de química visando determinar adulteração em azeite de oliva extra virgem / Application of chemometrics combined with the use of a smartphone in practical chemistry classes to determine adulteration in extra virgin olive oil. Brazilian Journal of Development, 7(9), 89986–90000. https://doi.org/10.34117/bjdv7n9-250

Issue

Section

Original Papers