Espectroscopía NIRS en el estudio de calidad de caña de azúcar Parte I: Correlaciones para Brix, Pol, Sacarosa, Glucosa y Fructosa

Authors

  • Natalia Sorol Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales.
  • Silvia Zossi Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales
  • Beatriz Juarez Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales
  • Paula Diez Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales
  • Soledad Medina Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales
  • Marcelo Ruiz Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Ingeniería y Proyectos Agroindustriales

Keywords:

jugo de caña, calidad de caña, NIRS, sugarcane juice, cane quality

Abstract

La determinación de parámetros de calidad en jugos de caña de azúcar tales como brix, pol, sacarosa, glucosa y fructosa, mediante química húmeda en la gran cantidad de muestras diarias que se procesan en el laboratorio, insume tiempo y reactivos. Es por eso que en la Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC) comenzó a implementarse la Espectroscopía de Infrarrojo Cercano (NIRS) para estudiar la calidad en jugos de caña de azúcar. Se desarrollaron métodos de calibración multivariada (seleccionando distintos algoritmos de pre-procesamiento y rangos de longitudes de onda) y se eligieron modelos definitivos para cada variable bajo estudio, obteniéndose resultados satisfactorios de error estándar de validación cruzada (SECV), error estándar de predicción (SEP) y coeficiente de correlación (RSQ) para brix, pol y sacarosa. Para glucosa y fructosa se obtuvieron RSQ más bajos y errores (SECV y SEP) más altos, posiblemente debido a las bajas concentraciones de estos azúcares en la mayoría de las muestras analizadas. Los resultados obtenidos presentaron concordancia con los valores encontrados en la literatura.

ABSTRACT

NIRS spectroscopy in the study of sugarcane quality Part I: Correlations for Brix, Pol, Sucrose, Glucose and Fructose

Determination of quality parameters in sugar cane juice, such as brix, pol, sucrose, glucose and fructose by wet chemistry in the large number of daily samples that are processed in the laboratory takes time and reagents. Because of that Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC) began to implement Near Infrared Spectroscopy (NIRS) to study sugarcane quality. Multivariate calibration methods were developed (selecting different pre-processing algorithms and wavelength ranges) for the above variables, obtaining satisfactory standard errors of cross validation (SECV), and of prediction (SEP), and correlation coefficients (RSQ) for brix, pol and sucrose. For glucose and fructose, lower RSQ and larger errors (SECV and SEP) were obtained, possibly because of the low concentrations of these sugars in the majority of the samples. The results agreed with those found in the literature.

Author Biographies

Natalia Sorol, Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales.

Lic. en Qca. Investigadora Adjunto B. Sección Química de los Productos Agroindustriales, EEAOC.

Silvia Zossi, Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales

Dra. Ing. Qco. Investigadora Principal. Sección Química de los Productos Agroindustriales, EEAOC.

Beatriz Juarez, Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales

Lic. en Qca. Técnica Profesional Principiante A. Sección Química de los Productos Agroindustriales, EEAOC.

Paula Diez, Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales

Lic. en Biotec. Técnica Profesional Principiante A. Sección Química de los Productos Agroindustriales, EEAOC.

Soledad Medina, Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Química de los Productos Agroindustriales

Ing. Qco. Investigadora Asistente B. Sección Química de los Productos Agroindustriales, EEAOC.

Marcelo Ruiz, Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Sección Ingeniería y Proyectos Agroindustriales

Ing. Qco. Investigador Principal. Coordinador del Programa de Bioenergía. Sección Ingeniería y Proyectos Agroindustriales, EEAOC.

References

Chen, J. C. P. 1991. Manual del Azúcar de Caña. Versión autorizada en español de Cane Sugar Handbook. 11th ed., Limusa. pp. 45

Chen, J. C. P. and C. C. Chou. 1993. Cane Sugar Handbook, 12th ed., Wiley &Sons, pp. 121.

Cozzolino, D.; A. Fassio y E. Fernández. 2003. Uso de la espectroscopía de reflectancia en el infrarrojo cercano para el análisis de calidad de ensilaje de maíz. Agricultura Técnica, 63(4): 387-393.

García-Asprilla, I. and J. Ramírez-Navas. 2018. Nearinfrared spectroscopy: a rapid alternative technique to reducing sugars determination in juice of sugarcane (Saccharum officinarum L.). Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research, 6 (5): 392-401.

Gemperline, P.; L. Webber and F. Cox. 1989. Raw materials testing using soft independent modeling of class analogy analysis of near- infrared reflectance spectra. Analitical chemistry 61 (2): 138-144.

Larrahondo, J.; F. Palau; A. Navarrete and C. Ramírez. 2001. Applications of near infrared spectroscopy in the sugarcane industry of Colombia. En: Proc. Int. Soc. Sugarcane Tech., 24, Brisbane Australia 2001, 1, pp. 163-165.

Massart. 1997. Handbook of chemometrics and qualimetrics. Volume 20A 1st Edition Part A. Elsevier Science. Cap. 17

Savitzky, A. and M. J. Golay. 1964. Smoothing and differentiation of data by simplified least squares procedures. Anal. Chem. 36 (8): 1627–1639.

Shenk, J. S. and M. O. Westerhaus. 1991. Population definition, sample selection, and calibration procedures for near infrared reflectance spectroscopy. Crop Sci. 31:469-474.

Spencer - Meade. 1967. Manual del Azúcar de Caña, Editorial: Montaner y Simón, p. 457.

Valderrama, P.; J. Braga and R. Poppi. 2007. Validation of multivariate calibration models in the determination of sugar cane quality parameters by near infrared spectroscopy. J. Braz. Chem. Soc. 18 (2): 256-266.

White, B. E.; L. S. Polanco and Ch. Verret. 2006. Utilization of NIR spectroscopy for factory control. En: Proc. Sugar Processing Research Conference, Frontiers in Sugar Processing. Aguas de Sao Pedro, Brazil 2006, pp. 230–244.

Van der Poel P. W.; H. Shiweck and T. Schwartz. 1998. Sugar Technology. Beet and Cane Sugar Manufacture. Verlag Bartens KG. Berlín.

Published

28/06/2021

How to Cite

Sorol, N., Zossi, S., Juarez, B., Diez, P., Medina, S., & Ruiz, M. (2021). Espectroscopía NIRS en el estudio de calidad de caña de azúcar Parte I: Correlaciones para Brix, Pol, Sacarosa, Glucosa y Fructosa. Revista Industrial Y Agrícola De Tucumán, 98(1), 61–66. Retrieved from https://publicaciones.eeaoc.gob.ar/index.php/riat/article/view/52

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