Banca de QUALIFICAÇÃO: MARCUS VINICIUS DA SILVA FERREIRA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
STUDENT : MARCUS VINICIUS DA SILVA FERREIRA
DATE: 24/03/2022
TIME: 09:00
LOCAL: videoconferência
TITLE:

Nariz eletronico (e-nose) de baixo custo para avaliação de
produtos agrícolas

KEY WORDS:

e-nose

PAGES: 31
BIG AREA: Ciências Agrárias
AREA: Ciência e Tecnologia de Alimentos
SUBÁREA: Ciência de Alimentos
SUMMARY:

O Brasil é o maior produtor de frutas tropicais do mundo (PINTO; JACOMINO, 2013). Pitaya-
(Selenicereus undatus), Jussara (Euterpe edulis) e carambola (Averrhoa carambola L) são algumas
das frutas cujo consumo tem sido destacado no mercado brasileiro (ASSAD; MEIRELES;
COLOMBO, 2014; DE ALBUQUERQUE et al., 2016). A carambola possui valor nutricional
bastante elevado, podendo ser consumida in natura ou processada em diversos produtos como
sucos e geleias (MUTHU et al., 2016). Similarmente, a Pitaya tem sido consumida em larga escala
devido à presença de antocianinas, que apresentam propriedades antioxidantes e também pelo
potencial da fruta em controlar o crescimento dos microrganismos em alimentos (conservantes)
(CHEAH et al., 2016). A fruta Jussara também possui um grande destaque entre as frutas tropicais
pelo seu conteúdo antocianinas e sua demanda que também vem aumentando nos últimos anos
(SOUSA DE BRITO et al., 2007; VIEIRA et al., 2017). Entre os métodos atuais para determinar
os fitoquímicos nesses frutos são a espectroscopia podemos citar a cromatografia/massa (Vieira et
al. 2017), que são onerosas e demoradas, como a cromatografia gasosa (CG-MS) , Cromatografia
liquida de alto de desempenho (HPLC) e espectroscopia por infravermelho com transformada de
Furrier (FT-IR), além desses métodos exigirem a destruição da fruto (BURATTI et al., 2011;
SANAEIFAR et al., 2017; WILSON, 2018a, 2018b).
Nesse sentido, o nariz eletrônico (e-nose), que é um dispositivo que imita as células olfativas
de mamíferos se apresenta como uma excelente alternativa. Esse equipamentos foi projetado para
identificar e classificar odores e é baseado em um conjunto de sensores capazes de detectar a
presença de compostos voláteis e transformar esses dados químicos em sinal elétrico (tensão)
(PEARCE, 2003). O perfil do aroma pode, portanto, ser analisado e as similaridades das classes
podem ser identificadas por meio de técnicas de reconhecimento de padrões, como análise de
componentes principais (PCA) e análise hierárquica de cluster (HCA), da mesma forma, métodos
de regressão supervisionada, como Regressão dos mínimos quadrados parciais (PLS) e
classificação, como análise discriminante parcial por mínimos quadrados (PLS-DA) e o método
soft indenpendent modeling class analogy (SIMCA).
Como um equipamento projetado para detecção de odores, o nariz eletrônico tem se destacado
e se tornado muito popular em todo o mundo (LOUTFI et al., 2015). Nos últimos anos, o uso de
sensores para detecção de gases tem sido utilizado em muitas áreas científicas, como a indústria
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química, meio ambiente e saúde (CANHOTO; MAGAN, 2005; JAMALABADI; MANIVARNOSFADERANI; ALIZADEH, 2018; LANGE; ROZNYATOVSKAYA; MIRSKY, 2008).
Narizes eletrônicos são aplicados não só para agricultura e segurança alimentar, mas também na
indústria de cosméticos farmacêutica, também no monitoramento e proteção do meio ambiente e
na área militar (CARON et al., 2016; CHENG et al., 2021; FANG; ZHANG; WEI, 2014; GOBBI
et al., 2015; HERRERO et al., 2016; PENG et al., 2015; PERIS; ESCUDER-GILABERT, 2009;
RODRIGUEZ-LUJAN et al., 2014). Na indústria alimentícia, o e-nose tem sido amplamente
utilizado em muitas situações além do mencionado, como a avaliação de cerveja (Gonzalez Viejo
et al. 2020), atributos sensoriais dos alimentos (ZHONG, 2019), envelhecimento do arroz
(RAHIMZADEH et al., 2019), frescor em frango (TIMSORN et al., 2014) secagem de cacau
(TAN; KERR, 2018) entre outros produtos agrícolas.
Muitos estudos têm apresentado aspectos importantes no desenvolvimento de um e-nose,
como a parte física que inclui os sensores e a placa-mãe ((FANG; ZHANG; WEI, 2014; HERRERO
et al., 2016; SUN et al., 2017) e algoritmos para tratar os dados adquiridos, por exemplo,
processamento de dados e reconhecimento de padrões (JIANG et al., 2017; JING et al., 2016; LIU
et al., 2019; QU; CHAI; YANG, 2009; RODRIGUEZ-LUJAN et al., 2014; TANG; LIN; SHYU,
2010; YAN et al., 2015; ZHANG et al., 2014; ZHANG; ZHANG, 2014; ZHAO et al., 2016). A
combinação desses dois componentes (parte física e lógicas) configura o sistema de nariz
eletrônico. Os equipamentos que têm sido usados em pesquisas geralmente são caros, por exemplo,
Fox 4000 (LI et al., 2014), PEN2 (Qiu, Wang e Gao 2015; H. Cheng et al. 2015), PEN3 (WANG
et al., 2019; ZHANG et al., 2016b), IS e-nose 2000 (LIPPOLIS et al., 2014; RUSSO et al., 2013),
e-nose I (WEI et al., 2018a, 2018b). Da mesma forma, alguns destes dispositivos foram
desenvolvidos no laboratório (DAI et al., 2019; TIAN; CAI; ZHANG, 2012). Embora a
configuração do laboratório constitua movimento em direção à tecnologia mais acessível
financeiramente, ela ainda não atende aos requisitos de um dispositivo de baixo custo. Portanto, o
custo ainda é um desafio que precisa ser superado para a disseminação sistemas de nariz eletrônico
para todos os usuários (CUI et al., 2017; ZHANG; LIU; DENG, 2017). Além disso, os sistemas
de nariz eletrônico têm sido avaliados por muitos estudos com foco na melhoria de sensores e
algoritmos (FONOLLOSA et al., 2016; YIN et al., 2019; ZHANG et al., 2016a). Outras melhorias
têm a ver com a estabilidade geral dentro do sistema (LOUTFI et al., 2015; WILSON, 2018b),
uma vez que alguns parâmetros são cruciais para as indústrias quando se trabalha com sensores de
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odores, como variação de temperatura e umidade (KIANI; MINAEI; GHASEMIVARNAMKHASTI, 2016; LOUTFI et al., 2015).
No entanto, os sistemas de narizes eletrônicos permanecem como uma excelente alternativa
quando comparados com outros métodos analíticos bem estabelecidos. Até onde sabemos, não há
nenhum artigo publicado que tenha testado o sistema de nariz eletrônico com Pitaya, Carambola
ou Jussara. Portanto, o objetivo deste trabalho é construir um e-nose de baixo custo que possa ser
usado para avaliar as transformações físico-químicas desses frutos ao longo do tempo.

BANKING MEMBERS:
Externa à Instituição - Marcia Miguel Castro Ferreira
Externo ao Programa - 2161955 - ANDERSON GOMIDE COSTA
Presidente - 2455049 - JOSE LUCENA BARBOSA JUNIOR