11º Encontro Nacional de Tecnologia Química
Realizado em Tereseina/PI, de 11 a 13 de Setembro de 2019.
ISBN 978-85-85905-26-2

TÍTULO: MÉTODOS ESTATÍSTICOS NA QUALIDADE DO MEL: ANÁLISE MULTIVARIÁVEIS DE PCA, PLS E RNA

AUTORES: de Freitas Gomes, T. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO) ; Khan, A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO)

RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo avaliar os parâmetros físico-químicos em Mel, bem como a influência na qualidade, através de técnicas estatísticas da análise multivariada usando o software Statistic (versão 8), aplicando PCA (Análise de Componente Principais) e PLS (Mínimos Quadrados Parciais), buscando avaliar qual nos traria melhor resposta nas análises realizadas. Obtivemos resultados mais satisfatórios com a PCA, que nos descreveu 87,32% dos dados com apenas três componentes principais contendo o melhor coeficiente de correlação e menor erro médio quadrático.

PALAVRAS CHAVES: Mel; Análises físico-químicas; Multivariáveis

INTRODUÇÃO: O mel pode ser classificado quanto à sua origem, composição e métodos de processamento e apresentação. O mel é constituído de diferentes açúcares, predominando os monossacarídeos glicose e frutose. Apresenta também teores de proteínas, aminoácidos, enzimas, ácidos orgânicos, substâncias minerais, pólen e outras substâncias. Devido à diversidade de fatores que influencia na qualidade final do mel, a análise estatística pode ser uma ferramenta poderosa na classificação. Como forma de avaliar o desempenho do Mel sem que seja necessário o uso de equipamentos específicos para analisar os parâmetros, podemos utilizar métodos estatísticos multivariados para obter resultados com baixo custo e uma técnica relativamente rápida. Pode-se utilizar a PCA com o objetivo de reduzir a dimensão do conjunto de dados, encontrar similaridade entre amostras, visualizar a estrutura dos dados e detectar outliers (amostras anômalas) [6]. A PLS é um método de calibração multivariada que utiliza a técnica de análise de componentes principais para a redução da dimensionalidade do conjunto de dados para posterior correlação entre os espectros e as propriedades de interesse [7]. O objetivo deste trabalho será avaliar vários modelos estatísticos para classificar e entender relação entre propriedades físico-químicas de mel.

MATERIAL E MÉTODOS: A metodologia utilizada foi análise estatística, relacionada com a parte teórica, onde realizou-se uma pesquisa na literatura de análises de meis nas cidades de Brejo [1 e 4]. Imperatriz [3] e Carolina [5]. Coletou-se os dados das amostras de meis das respectivas cidades, em seguida, separou-se os parâmetros a serem analisados e escolheu-se os equipamentos necessários para a utilização nas análises físico-quimicas. Os parâmetros foram pH, umidade, sólidos solúveis, reação de lugol, Lund, hidroximetilfurfural, açúcares redutores e cinzas. Após toda essa seleção levou-se os dados obtidos para o programa de estatística e fez- se os cálculos, usando a. PCA e PLS. Diante disso, foi feita a interpretação dos resultados obtidos.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados do trabalho foram em relatados através de gráficos gerados a partir dos cálculos realizados no programa Statistic (versão 8). Na análise feita por componentes principais foi necessário um pré- processamento nos dados para atribuir pesos equivalentes aos dados espectrais das amostras. Os desvios foram computados em um parâmetro denominado Raiz Médiado Erro Quadrático (RMSE), sendo o número ideal aquele que apresentar menor erro. A Tabela 1 mostra os valores de RMSE para cada parâmetro por PCA e PLS. Os dados espectrais foram exportados para o software Statistica (versão 8) para a realização da análise. Na parte teórica foi estabelecido cinco parâmetros, visto na tabela 1, como a parte que representa os dados com dimensão reduzida, partimos para a ideia de avaliar a relação entre o valor predito e o valor medido de cada um deles usando PCA e PLS.

Tabela 1

Coeficiente de correlação (R) entre o valor medido e o valor predito

Tabela 2

Raiz Média do Erro Quadrático das amostras do Mel dos métodos PCR e PLS

CONCLUSÕES: Conforme os dados obtidos a partir da análise teórica, foi possível visualizar a separação de 3 grupos formados pelos parâmetros de Mel, selecionados por meio da análise de PCA, método usado para classificação e predição. Com três componentes principais foi possível descrever 87,32% dos dados, sendo 46,86% da variância total descrita pela primeira componente principal. Sendo as cinco variáveis são de maior importância. PCA e PLS são métodos robustos e podemos utilizá-los como técnicas multivariadas para avaliar o Mel, bem como avaliar a diferenciação dos dois métodos utilizados nas análises.

AGRADECIMENTOS: À Fapema pela bolsa. À Universidade Estadual do Maranhão. O Professor Alamgir Khan e ao programa PIBIC UEMA.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1.BEZERRA, J. M. D. Caracterização morfogenética de populações de Melipona compressipes fasciculata Smith (Hymenoptera, Apidae), em diferentes ecossistemas do Estado do Maranhão (Brasil). 1999. 20f. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo, São Paulo, 1999.
2. BRASIL. 2000. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Legislação de Produtos Apícolas e Derivados. Instrução Normativa 11, de 20 de outubro de 2000, Regulamento técnico de identidade e qualidade do mel Disponível em: <http://www.agricultura.gov.br/> Acesso em: 31 de março de 2018.
3. BARBOSA, Jam da Silva. Avaliação físico-químicas de méis comercializados nas feiras de imperatriz. Imperatriz: UFMA, Trabalho de conclusão de curso, 2013.
4. CARVALHO, Andressa Sousa. Avaliação físico-químicas e microbiológicas de méis na cidade de Carolina, Maranhão. Imperatriz: UFMA, Trabalho de conclusão de curso, 2017.
5. AGUIAR, Nayara Nojosa; COSTA, Francisca Neide; COSTA, Maria Célia Pires. Avaliação dos parâmetros físico-químicas de méis produzidos por Apis Mellifera no município de Brejo, Marahão. São Luís, UFMA,2011.
6. SOUZA, A. M.; POPPI, R. J. Experimento didático de quimiometria para análise exploratória de óleos vegetais comestíveis por espectroscopia no infravermelho médio e análise de componentes principais: um tutorial, parte I. Quim. Nova, v. 35, n. 1, p. 223-229, 2012.
7. SOUZA, A. M. et al. Experimento didático de quimiometria para calibração multivariada na determinação de paracetamol em comprimidos comerciais utilizando espectroscopia no infravermelho próximo: um tutorial, parte II. Quim. Nova, v. 36, n. 7, p. 1057-1065, 2013.