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Uso da colorimetria por imagem digital para a determinação de índices de qualidade em azeites de oliva

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Resumo

Azeites de oliva estão sujeitos a reações de oxidação e hidrólise. Essas reações resultam na formação de hidroperóxidos e ácidos graxos livres, compostos que interferem diretamente na qualidade, classificação e precificação do produto. A extensão da oxidação e da hidrólise pode ser medida por meio de parâmetros químicos de qualidade, denominados índice de peróxidos (IP) e acidez livre (AL), respectivamente. Os métodos padrão para determinação desses indicadores são baseados em titulações que, apesar da baixa complexidade analítica, demandam uma grande quantidade de reagentes e são susceptíveis a erros na detecção do ponto final. A fim de contornar tais desvantagens, essa pesquisa buscou o desenvolvimento de dois métodos inovadores, baseados em Colorimetria por Imagem Digital (CID) usando smartphones, para determinar o IP e a AL em azeites de oliva. No primeiro método, para a determinação do IP, foram construídas curvas analíticas usando uma solução padrão de peróxido de hidrogênio. O iodeto de potássio foi empregado para a reação colorimétrica e as soluções fotografadas. Os parâmetros dos sistemas de cores RGB, CMYK, HSV, L*a*b* e XYZ foram calibrados contra a quantidade de miliequivalentes de O2 nos padrões, e as curvas analíticas usadas para determinar o IP das amostras. No segundo método, para a determinação da AL, uma solução de ácido oleico foi utilizada para a construção de curvas de adição padrão, empregando-se acetato cúprico para gerar um derivado de coloração azulada. As soluções foram fotografadas e o percentual de ácido oleico nos padrões calibrado contra os respectivos parâmetros do sistema de cor RGB. Finalmente, a AL de cada amostra foi determinada por extrapolação das curvas. Os resultados obtidos revelaram métodos mais confiáveis e de execução mais simples que os comumente empregados, com R2 de 0,97 e 0,99, e RMSE de 3,29 meq O2/Kg e 0,08 %, respectivamente. Os métodos ainda contribuem para a redução de custos e tempo analítico nos laboratórios. Os resultados desta pesquisa foram acrescidos de dados de outros óleos vegetais e publicados nos periódicos Journal of Food and Composition Analysis (DOI 10.1016/j.jfca.2022.104724) e Food Chemistry (DOI 10.1016/j.foodchem.2024.138555).

Abstract

Olive oils are subject to oxidation and hydrolysis reactions. These reactions produce hydroperoxides and free fatty acids, compounds that directly affect the quality, classification, and pricing of products. The extent of oxidation and hydrolysis can be measured by the chemical quality parameters called peroxide value (PV) and free acidity (FA), respectively. The standard methods for determining these indicators are based on titrations, with low analytical complexity, but that requires a lot of chemicals and are susceptible to errors in detecting the endpoint. To overcome such disadvantages, this research sought to develop two innovative methods based on Digital Image Colorimetry (DIC) using smartphones to determine PV and FA in olive oils. In the first method of PV determination, analytical curves were built using a standard hydrogen peroxide solution. Potassium iodide was used for the colorimetric reaction, and the solutions were imaged. The parameters of the RGB, CMYK, HSV, L*a*b*, and XYZ color systems were calibrated against the milliequivalents of O2 in the standards, and the analytical curves were used to determine the PV of samples. In the second method, to determine FA, an oleic acid solution was used to construct standard addition curves, using cupric acetate to generate a bluish-colored derivative. The solutions were imaged, and the percentage of oleic acid in the standards was calibrated against the respective parameters of the RGB color system. Finally, the FA of each sample was determined by curve extrapolation. The results showed more reliable and simpler methods than those commonly used, with R2 of 0.97 and 0.99 and RMSE of 3.29 meq O2/Kg and 0.08 %, respectively. The methods also contribute to reducing costs and analytical time in laboratories. The results of this research were added to data from other vegetable oils and published in the journals Journal of Food and Composition Analysis (DOI 10.1016/j.jfca.2022.104724) and Food Chemistry (DOI 10.1016/j.foodchem.2024.138555).

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ANCONI, A. C. S. A. Uso da colorimetria por imagem digital para a determinação de índices de qualidade em azeites de oliva. 2024. 78 p. Tese (Doutorado em Agroquímica)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

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