Autenticação lipídica de manteiga usando espectroscopia por infravermelho próximo (NIRS)

dc.contributor.advisor1Cunha Junior, Luís Carlos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3474242164762840
dc.contributor.advisor1Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7490-4537
dc.contributor.referee1Cunha Junior, Luis Carlos
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3474242164762840
dc.contributor.referee1Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7490-4537
dc.contributor.referee2Câmara, Anne Beatriz Figueira
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9992329938705159
dc.contributor.referee2Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-4135-5639
dc.contributor.referee3Cordeiro, Clarice Gebara Muraro Serrate
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5073363015303780
dc.contributor.referee3Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8753-1020
dc.contributor.referee4Silva, Edson Pablo da
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7223548333736671
dc.contributor.referee4Orcidhttps://orcid.org/0000-0003-4921-0677
dc.contributor.referee5Lima, Kássio Michell Gomes de
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/6928918856031880
dc.contributor.referee5Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3827-3800
dc.creatorAlves, Vânia Maria
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1550298724387478
dc.creator.Orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3949-6691
dc.date.accessioned2026-09-24T12:52:27Z
dc.date.available2026-09-24T12:52:27Z
dc.date.issued2026-08-26
dc.description.abstractThe authenticity of dairy products, especially butter, represents a challenge for the industry and regulatory agencies due to the occurrence of economically motivated fraud, such as the partial replacement of milk fat with lower-cost vegetable lipids, such as palm stearin. In addition, changes resulting from processing and storage may compromise product quality, reinforcing the need for rapid, reliable, and non-destructive analytical methods. In this context, this thesis aimed to develop a methodology based on near-infrared spectroscopy (NIRS) associated with chemometrics for butter authentication and the physicochemical changes during storage, based on the assumption that adulteration may interfere with the spectral signature of butter. The experimental design comprised the production of butters prepared from two milk creams, subjected to the addition of palm stearin at different concentrations (0, 5, 10, and 15%) and evaluated during 120 days of refrigerated storage. The samples were characterized by reference physicochemical analyses, including moisture, titratable acidity, peroxide value, fat content, and solids-not-fat, and by NIR spectroscopy in the range of 908 to 1676 nm. The spectral data were subjected to different preprocessing techniques and analyzed by exploratory chemometric methods, supervised classification using PCA-LDA, LDA, PLS-DA, SPA-LDA, GA-LDA, and one-class authentication using the models DD-SIMCA and OCPLS. The results demonstrated that the addition of palm stearin compromised butter stability throughout storage, favoring changes related to syneresis, increased acidity, and the progression of oxidative processes. Exploratory analysis showed that storage time constitutes a source of spectral variability, while the supervised models exhibited a high ability to discriminate authentic and adulterated samples. Among them, GA-LDA stood out by combining high performance with a significant reduction in spectral dimensionality, concentrating the discriminant information in regions associated with C–H vibrations of lipids. In the authentication assessment, the Linear-OCPLS model demonstrated superior performance, achieving 100% efficiency in rejecting samples with process and compositional deviations, in addition to presenting a sensitivity of 48.57% in identifying authentic butters, representing low recognition of the authentic class, which demonstrates a confirmatory application. On the other hand, although the DD-SIMCA method achieved 100% specificity for adulterated samples and samples with process deviations, it showed low sensitivity in recognizing genuine samples, resulting in a rejection rate of 97.5%. The results obtained demonstrate that NIR spectroscopy associated with chemometrics constitutes a rapid, non-destructive tool with the potential to reduce reagent consumption and waste generation for butter authentication and quality monitoring. In addition to expanding knowledge about the application of spectroscopic methods in food authentication, this thesis demonstrates the potential of variable selection for the development of simplified NIR sensors and highlights the applicability of one-class classification models in quality control and inspection programs, contributing to strengthening the integrity of the dairy product supply chain and combating food fraud.eng
dc.description.resumoA autenticidade de produtos lácteos, especialmente da manteiga, representa um desafio para a indústria e os órgãos reguladores devido à ocorrência de fraudes economicamente motivadas, como a substituição parcial da gordura láctea por lipídeos vegetais de menor custo, a exemplo da estearina de palma. Além disso, alterações decorrentes do processamento e do armazenamento podem comprometer a qualidade do produto, reforçando a necessidade de métodos analíticos rápidos, confiáveis e não destrutivos. Nesse contexto, esta tese teve como objetivo desenvolver uma metodologia baseada em espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) associada à quimiometria para a autenticação da manteiga e as alterações físico-químicas durante o armazenamento, partindo do pressuposto que a adulteração pode interferir na assinatura espectral da manteiga. O delineamento experimental compreendeu a produção de manteigas elaboradas a partir de dois cremes de leite, submetidas à adição de estearina de palma em diferentes concentrações (0, 5, 10 e 15%) e avaliadas durante 120 dias de armazenamento refrigerado. As amostras foram caracterizadas por análises físico-químicas de referência, incluindo umidade, acidez titulável, índice de peróxidos, teor de gordura e extrato seco desengordurado, e por espectroscopia NIR na faixa de 908 a 1676 nm. Os dados espectrais foram submetidos a diferentes técnicas de pré-processamento e analisados por métodos quimiométricos de exploração, classificação supervisionada empregando PCA-LDA, LDA, PLS-DA, SPA-LDA, GA-LDA e autenticação através de uma classe utilizando as modelagens: DD-SIMCA e OCPLS. Os resultados demonstraram que a adição de estearina de palma compromete a estabilidade da manteiga ao longo do armazenamento, favorecendo alterações relacionadas à sinérese, ao aumento da acidez e à evolução dos processos oxidativos. A análise exploratória evidenciou que o tempo de armazenamento constitui fonte de variabilidade espectral, enquanto os modelos supervisionados apresentaram elevada capacidade de discriminar amostras autênticas e adulteradas. Entre eles, o GA-LDA destacou-se por combinar elevado desempenho com expressiva redução da dimensionalidade espectral, concentrando a informação discriminante em regiões associadas às vibrações C–H dos lipídios. Na avaliação de autenticação, o modelo Linear-OCPLS demonstrou desempenho superior, alcançando 100% de eficácia na rejeição de amostras com desvios de processo e de composição, além de apresentar sensibilidade de 48,57% na identificação de manteigas autênticas, sendo um baixo reconhecimento para a classe autentica, o que demonstra aplicação confirmatória. Por outro lado, o método DD-SIMCA, embora tenha obtido 100% de especificidade para amostras adulteradas e com desvios de processo, mostrou baixa sensibilidade para reconhecer amostras genuínas, resultando em uma taxa de rejeição de 97,5%. Os resultados obtidos demonstram que a espectroscopia NIR associada à quimiometria constitui uma ferramenta rápida, não destrutiva e com potencial para reduzir o consumo de reagentes e a geração de resíduos para a autenticação de manteiga e o monitoramento de sua qualidade. Além de ampliar o conhecimento sobre a aplicação de métodos espectroscópicos na autenticação de alimentos, esta tese demonstra o potencial da seleção de variáveis para o desenvolvimento de sensores NIR simplificados e evidencia a aplicabilidade de modelos de classificação de uma classe em programas de controle de qualidade e fiscalização, contribuindo para o fortalecimento da integridade da cadeia produtiva de produtos lácteos e para o combate às fraudes alimentares.por
dc.identifier.citationALVES, Vânia Maria. Autenticação lipídica de manteiga usando espetroscopia por infravermelho próximo (NIRS). 2026. 183 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Escola de Agronomia, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15711
dc.languagePortuguêspor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEscola de Agronomia - EA (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos (EA)
dc.rightsAcesso Embargado
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectGordura animalpor
dc.subjectAutenticação de alimentospor
dc.subjectEspectroscopia no infravermelho próximopor
dc.subjectQuimiometriapor
dc.subjectAdulteração lipídicapor
dc.subjectQualidade físico-químicapor
dc.subjectAnimal fateng
dc.subjectFood authenticationeng
dc.subjectNear-infrared spectroscopyeng
dc.subjectChemometricseng
dc.subjectLipid adulterationeng
dc.subjectPhysicochemical qualityeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
dc.titleAutenticação lipídica de manteiga usando espectroscopia por infravermelho próximo (NIRS)
dc.title.alternativeLipid authentication of butter using near-infrared spectroscopy (NIRS)eng
dc.typedoctoral thesis

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