CONTROL OF COFFEE (Coffea arabica L.) ESPRESSO PROCESS VARIABLES BY MULTIVARIATE STATISTICAL ANALYSIS: CONCENTRATION, TIME AND PRESSURE

Authors

DOI:

https://doi.org/10.55747/bjedis.v4i1.65539

Abstract

Currently, Brazil is the largest exporter of coffee in the world reaching 84% of world exports between 1906 and 1907 and is a fundamental activity for the economy and development of the country. With the help of multivariate statistical analysis, a set of variables and attributes, which are responsible for coffee production, was designed to find out which ones are most relevant for the extraction of espresso. This study was based on Arabica coffee from of Minas Gerais, Brazil, with a clear medium roasting where samples were made varying the pressure, proportion and time, using multivariate statistics. The Principal Component Analysis (PCA) and Partial Least Square (PLS) analysis of the most important variables and the weights of each attribute were performed to determine the ideal values. The results of the behavior of the process variables were presented in 3D graphs. The main variables that influence the quality of espresso coffee bevarege were bitterness, astringency and sweetness. Multivariate statistics is a robust tool for analyzing variables in the coffee industry or any other industrial process that encompasses a significant number of samples and variables.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Keila dos Santos Cople Lima, Centro Tecnológico do Exército

Possui doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2006), mestrado em Nutrição pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1996) e graduação em Nutrição pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1989). Atualmente é pesquisadora do Centro Tecnológico do Exército. Atua principalmente nos seguintes temas: irradiação de alimentos, radiação gama, carotenóides, aromas, cromatografia e espectrometria de massas. (Texto informado pelo autor)

 

 

Davi Luís dos Santos Cople Lima, Instituto Brasileiro de Mercado de Capitais

Possui graduação em Engenharia Mecânica pelo Centro Universitário IBMEC (2023). Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Engenharia Mecânica

Fernando Gomes de Souza Júnior, Universidade Federal do Rio de Janeiro

Fernando Gomes de Souza Júnior é um acadêmico com sólida formação em ciência dos materiais. Formou-se em Química pela Universidade Federal do Espírito Santo em 1999, seguido por um Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais pela Universidade Estadual do Norte Fluminense em 2002. Movido pela paixão pelo conhecimento, obteve um Doutorado em Ciência e Tecnologia de Polímeros pela Universidade Federal do Rio de Janeiro em 2006 e completou um pós-doutorado em Engenharia Química com foco em Análise de Dados e Design Experimental na COPPE/UFRJ em 2008. Atualmente, o Prof. Gomes é Professor Titular (Classe E - 2024) na UFRJ, atuando no Instituto de Macromoléculas da UFRJ desde 2008 e na COPPE/UFRJ desde 2019. Ao longo de sua carreira, recebeu reconhecimento por suas contribuições, incluindo prêmios prestigiosos como Jovem Cientista do Estado do Rio de Janeiro em 2015 e Cientista do Estado do Rio de Janeiro em 2021 e 2024. Também foi homenageado com uma Cátedra em Nanociência e Nanotecnologia na Mahatma Gandhi University, Índia, em 2018, e foi distinguido como Pesquisador 1D do CNPq em 2023. Ele atua como Professor Associado Visitante na Florida International University (2024-2025). Entre outros prêmios, recebeu o Prêmio de Melhor Plenária Executiva na International Summit and Conference on Material Science Nanotechnology Bio Manufacturing (ISCMNB) em 2021 e o Prêmio Ouro na Categoria Aberta na Competição Internacional de Inovação i2i pela aplicação de Geopolímero de Carbon Black, concedido pela Malaysian Association of Creativity and Innovation (MACRI) em 2021. O Prof. Gomes fez contribuições significativas para o campo por meio de seu extenso histórico de publicações, incluindo 247 artigos em periódicos científicos e 13 livros, com um índice H de 34 (SciVal) e 38 no Google Scholar. Sua pesquisa foca em nanocompósitos poliméricos derivados de recursos renováveis, visando desenvolver aplicações inovadoras para esses materiais em diversos setores e indústrias. Além de suas atividades de pesquisa, o Prof. Gomes demonstrou um profundo compromisso com a orientação de alunos, supervisionando com sucesso diversas teses de mestrado e doutorado e orientando projetos em várias áreas. Ele também ocupou cargos editoriais notáveis, atuando como Editor-Chefe do periódico Current Applied Polymer Science desde 2020 e do Brazilian Journal of Experimental Design, Data Analysis and Inferential Statistics desde 2021, além de Editor Associado para outros periódicos respeitados. Em 2024, foi classificado entre os 3 principais cientistas no AD Scientific Index, ocupando a 116 posição na Universidade Federal do Rio de Janeiro, 3.181 no Brasil, e 4.700 na América Latina. Esses índices refletem suas contribuições significativas, principalmente nas áreas de Engenharia Metalúrgica e de Materiais e Polímeros, sendo reconhecido globalmente no campo de Ciência dos Materiais. No campo da inovação, conquistou o segundo lugar no Programa Escale-se Summit em 2023 e organizou várias conferências e simpósios relacionados à nanotecnologia e aos materiais.

References

FRAGA, C.C. Resenha Histórica do Café no Brasil: Disponível em: http://www.sp.gov.br/. Portfolio, 1963.

2. MONTGOMERY, D. C. Design and Analysis of Experiments. 4 th ed, John Wiley & Sons, Inc, 1997.

3. Chorell, E.; Moritz, T.; Branth, S.; Antti, H.; Svensson, M.B.; Predictive Metabolomics Evaluation of Nutrition-Modulated Metabolic Stress Responses in Human Blood Serum During the Early Recovery Phase of Strenuous Physical Exercise; Journal of Proteome Research, 2009, 8, 2966.

4. Yan, B.; Jiye, A.; Guangji, W.; Huali, L.; Xiaoping, H.; Weibin, Z.; Haiping, H.; Ying, Z.; Linsheng, L.; Shenghua, G.; Qing, H.; Yuanting, Z.; Jianguo, S.; et al, Metabolomic Investigation into Variation of Endogenous Metabolites in Professional athletes Subject to Strength-Endurance Training; Journal of Applied Physiology. Portfolio, 2009.

5. Exportação de café poderá atingir o recorde de 40 milhões de sacas nesta safra. Disponível em: https://www1.folha.uol.com.br/colunas/vaivem/2019/03/exportacao-de-cafe-podera-atingir-o-recorde-de-40- milhoes-de-sacas-nesta-safra.shtml. Portfolio, 2019.

6. Bino, R,J.; Hall, R.D.; Fiehn, O.; Kopka, J.; Saito, K.; Draper, J.; Nikolau, B.J.; Mendes, P.; Rossner-Tunali, U.; Beale, M.H.; Tretheway, R.N.; Lange, B.M.; Wurtele, E.S.; Sumner, L.W.; Potential of Metabolomics as a Functional Genomics Tool; TRENDS in Plant Science. Portfolio, 2004.

7. Schwaab, M.M.;Pinto, J.C.S. – Análise de Dados Experimentais I: Fundamentos da Estatística e Estimação de Parâmetros; Rio de Janeiro: e-papers. Portfolio, 2007.

8. Gowda, G.A.N, & Raftery, D.; Quantitating Metabolites in Protein Precipitated Serum Using NMR Spectroscopy; American Chemical Society, Analytical Chemistry. Portfolio, 2014

9. PEREIRA, R.G.F.A; VILLELA, T.C.; ANDRADE, E.T. Composição Química de Grãos de Cafés (Coffea Arabica L.) Submetidos a Diferentes Tipos de Pré-processamento, sbicafe.ufv.br. Portfolio, 2001.

10. MARIA, C.A.B.; MOREIRA, R.F.A.; TRUGO, L.C. Componentes Voláteis do Café Torrado Parte I: Compostos Heterocíclicos, Química Nova 22 (2). Portfolio, 1999.

11. MOREIRA, R.F.A.; TRUGO, L.C.; MARIA, C.A.B. Componentes Voláteis do Café Torrado Parte II: Compostos Alifáticos, Alicíclicos e Aromáticos, Química Nova 23 (2). Portfolio, 2000.

12. Monteiro, M.C.; TRUGO, L.C. Determinação de Compostos Bioativos em Amostras de Café Torrado, Química Nova Vol 28 No 4. Portfolio, 2005.

13. SCHMIDT, C.A.P.; MIGLIORANZA, E.; PRUDENCIO, S.H. Interação da Torra e Moagem do Café na Preferência do Consumidor do Oeste Paranaense, Ciência Rural Vol 38 No 4. Portfolio, 2008.

14. MARTINS, A.L. Livro: História do Café, citado por 134 artigos encontrado em: books.google.com. Portfolio, 2012.

15. BOREM, F.M.; CORADIR, P.C.; SAATH, R.; OLIVEIRA, J.A. Qualidade do Café Natural e Despolpado Após Secagem Em Terreiro e Com Altas Temperaturas, Ciência agrotecnologica, Lavras, Vol. 32, No. 5. Portfolio, 2008.

16. MALTA, M.R; NOGUEIRA, F.D.; GUIMARAES, P.T.G.; Composição química, produção e qualidade do café fertilizado com diferentes fontes e doses de nitrogênio, Ciência agrotecnologica, Lavras, Vol. 27, No. 6. Portfolio, 2003.

17. SANTOS, M.H.; DUARTE, S.M.S.; ABREU, C.MP.; GOUVEA, C.M.C.P. Influencia do Processamento e da Torrefação sobre a Atividade Antioxidante do Café (Coffea Arabica), Química Nova Vol 30 No 3. Portfolio, 2007

18. SANTOS, A.S.; CHALFOUN, S.M.; PIMENTA, C.J. Influencia do Processamento Por Via Úmida e Tipos de Secagem Sobre a Composição, Físico e Química do Café (Coffea arábica L.), Ciência agrotecnologica, Lavras, Vol. 33, No. 1. Portfolio, 2009.

Downloads

Published

2025-07-25

Most read articles by the same author(s)

<< < 1 2 3 4 > >>