Acoplamento de técnicas espectrométricas com métodos quimiométricos de classificação e calibração multivariada em alimentos

Este trabalho de pesquisa descreve três estudos de utilização de métodos quimiométricos para a classificação e caracterização de óleos comestíveis vegetais e seus parâmetros de qualidade através das técnicas de espectrometria de absorção molecular no infravermelho médio com transformada de Fourier e de espectrometria no infravermelho próximo, e o monitoramento da qualidade e estabilidade oxidativa do iogurte usando espectrometria de fluorescência molecular. O primeiro e segundo estudos visam à classificação e caracterização de parâmetros de qualidade de óleos comestíveis vegetais utilizando espectrometria no infravermelho médio com transformada de Fourier (FT-MIR) e no infravermelho próximo (NIR). O algoritmo de Kennard-Stone foi usado para a seleção do conjunto de validação após análise de componentes principais (PCA). A discriminação entre os óleos de canola, girassol, milho e soja foi investigada usando SVM-DA, SIMCA e PLS-DA. A predição dos parâmetros de qualidade, índice de refração e densidade relativa dos óleos, foi investigada usando os métodos de calibração multivariada dos mínimos quadrados parciais (PLS), iPLS e SVM para os dados de FT-MIR e NIR. Vários tipos de pré-processamentos, primeira derivada, correção do sinal multiplicativo (MSC), dados centrados na média, correção do sinal ortogonal (OSC) e variação normal padrão (SNV) foram utilizados, usando a raiz quadrada do erro médio quadrático de validação cruzada (RMSECV) e de predição (RMSEP) como parâmetros de avaliação. A metodologia desenvolvida para determinação de índice de refração e densidade relativa e classificação dos óleos vegetais é rápida e direta. O terceiro estudo visa à avaliação da estabilidade oxidativa e qualidade do iogurte armazenado a 4C submetido à luz direta e mantido no escuro, usando a análise dos fatores paralelos (PARAFAC) na luminescência exibida por três fluoróforos presentes no iogurte, onde pelo menos um deles está fortemente relacionado com as condições de armazenamento. O sinal fluorescente foi identificado pelo espectro de emissão e excitação das substâncias fluorescentes puras, que foram sugeridas serem vitamina A, triptofano e riboflavina. Modelos de regressão baseados nos escores do PARAFAC para a riboflavina foram desenvolvidos usando os escores obtidos no primeiro dia como variável dependente e os escores obtidos durante o armazenamento como variável independente. Foi visível o decaimento da curva analítica com o decurso do tempo da experimentação. Portanto, o teor de riboflavina pode ser considerado um bom indicador para a estabilidade do iogurte. Assim, é possível concluir que a espectroscopia de fluorescência combinada com métodos quimiométricos é um método rápido para monitorar a estabilidade oxidativa e a qualidade do iogurte

Análise cladística de táxons atribuídos aos peixes euteleósteos basais

Os teleósteos são o grupo mais diversificado entre os vertebrados e seu registro mais antigo data do Jurássico. Sua atual classificação inclui quatro clados, dentre os quais Euteleostei é o mais avançado e variado. Apesar de todos os trabalhos a respeito do grupo, ele ainda não possui diagnose, definição e composição precisas. A discordância entre autores é ilustrada pelas nove diferentes propostas filogenéticas elaboradas nos últimos 30 anos. Muitos fósseis do Cretáceo são classificados como euteleósteos basais por falta de conhecimento morfológico, enquanto outros fósseis possuem classificação sistemática controversa ou compartilham aspectos estruturais com euteleósteos basais. Nesse contexto, os objetivos da presente dissertação são avaliar o monofiletismo de euteleósteos basais e recuperar relações filogenéticas de táxons do Nordeste do Brasil, África, Europa, Ásia e América do Norte atribuídos aos euteleósteos basais. Sete táxons brasileiros (i.e., Beurlenichthys ouricuriensis, Britoichthys marizalensis, Clupavus brasiliensis, Santanasalmo elegans, Santanichthys diasii, Scombroclupeoides scutata e novo euteleósteo da Bacia de Pelotas) e 14 táxons de localidades estrangeiras (i.e., Avitosmerus canadensis, Barcarenichthys joneti, Chanoides macropoma, Clupavus maroccanus, Gaudryella gaudryi, Humbertia operta, Kermichthys daguini, Leptolepides spratiiformis, Lusitanichthys characiformis, Nybelinoides brevis, Orthogonikleithrus leichi, Pattersonella formosa, Wenzichthys congolensis e Tchernovichthys exspectatum) foram analisados através de observação direta, fotografias, desenhos e descrições e submetidos a uma análise de Sistemática Filogenética utilizando o princípio da parcimônia. Três espécies recentes (i.e., Elops saurus, Hoplias malabaricus e Salmo trutta) foram usadas como grupo externo. Sessenta e dois caracteres foram selecionados e, como resultado, seis árvores igualmente parcimoniosas foram obtidas com 325 passos, índice de consistência (CI) de 0,2523 e índice de retenção (RI) de 0,4309. O consenso estrito é representado pela seguinte topologia: ((C. marocanus), (C. brasiliensis, (H. malabaricus + S. diasii))) ((G. gaudryi, (C. macropoma + L. characiformis)), (K. daguini), ((A. canadensis, (novo euteleósteo, (S. elegans + W. congolensis), (B. ouricuriensis + B. marizalensis)), (L. spratiiformis, (S. scutata, (N. brevis + P. formosa))), (B. joneti), (O. leichi), (H. operta + T. exspectatum), indicando que euteleósteos basais não formam um grupo monofilético e que as atuais sinapomorfias propostas são insuficientes para suportar o grupo.

Estudo de níveis de ozônio troposférico usando métodos de estatística univariada e multivariada para duas localidades da cidade do Rio de Janeiro

Com cada vez mais intenso desenvolvimento urbano e industrial, atualmente um desafio fundamental é eliminar ou reduzir o impacto causado pelas emissões de poluentes para a atmosfera. No ano de 2012, o Rio de Janeiro sediou a Rio +20, a Conferência das Nações Unidas sobre Desenvolvimento Sustentável, onde representantes de todo o mundo participaram. Na época, entre outros assuntos foram discutidos a economia verde e o desenvolvimento sustentável. O O3 troposférico apresenta-se como uma variável extremamente importante devido ao seu forte impacto ambiental, e conhecer o comportamento dos parâmetros que afetam a qualidade do ar de uma região, é útil para prever cenários. A química das ciências atmosféricas e meteorologia são altamente não lineares e, assim, as previsões de parâmetros de qualidade do ar são difíceis de serem determinadas. A qualidade do ar depende de emissões, de meteorologia e topografia. Os dados observados foram o dióxido de nitrogênio (NO2), monóxido de nitrogênio (NO), óxidos de nitrogênio (NOx), monóxido de carbono (CO), ozônio (O3), velocidade escalar vento (VEV), radiação solar global (RSG), temperatura (TEM), umidade relativa (UR) e foram coletados através da estação móvel de monitoramento da Secretaria do Meio Ambiente (SMAC) do Rio de Janeiro em dois locais na área metropolitana, na Pontifícia Universidade Católica (PUC-Rio) e na Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) no ano de 2011 e 2012. Este estudo teve três objetivos: (1) analisar o comportamento das variáveis, utilizando o método de análise de componentes principais (PCA) de análise exploratória, (2) propor previsões de níveis de O3 a partir de poluentes primários e de fatores meteorológicos, comparando a eficácia dos métodos não lineares, como as redes neurais artificiais (ANN) e regressão por máquina de vetor de suporte (SVM-R), a partir de poluentes primários e de fatores meteorológicos e, finalmente, (3) realizar método de classificação de dados usando a classificação por máquina de vetor suporte (SVM-C). A técnica PCA mostrou que, para conjunto de dados da PUC as variáveis NO, NOx e VEV obtiveram um impacto maior sobre a concentração de O3 e o conjunto de dados da UERJ teve a TEM e a RSG como as variáveis mais importantes. Os resultados das técnicas de regressão não linear ANN e SVM obtidos foram muito próximos e aceitáveis para o conjunto de dados da UERJ apresentando coeficiente de determinação (R2) para a validação, 0,9122 e 0,9152 e Raiz Quadrada do Erro Médio Quadrático (RMECV) 7,66 e 7,85, respectivamente. Quanto aos conjuntos de dados PUC e PUC+UERJ, ambas as técnicas, obtiveram resultados menos satisfatórios. Para estes conjuntos de dados, a SVM mostrou resultados ligeiramente superiores, e PCA, SVM e ANN demonstraram sua robustez apresentando-se como ferramentas úteis para a compreensão, classificação e previsão de cenários da qualidade do ar