Συγκριτική μελέτη αντιοξειδωτικής δράσης ποικιλιών καφέ κι εκτίμηση της ποιότητάς του με χρήση φασματοσκοπίας IR και μέτρηση χρώματος
Comparative study of antioxidant activity of coffee varieties and quality assessment using IR spectroscopy and color measurement
![Thumbnail](/xmlui/bitstream/handle/11400/4277/%ce%a0%cf%84%cf%85%cf%87%ce%b9%ce%b1%ce%ba%ce%ae%20%ce%b5%cf%81%ce%b3%ce%b1%cf%83%ce%af%ce%b1%20%ce%a0%ce%b5%cf%84%cf%81%ce%af%ce%b4%ce%b7%20%ce%a0.%2c%20%ce%a3%ce%ac%ce%b2%ce%b2%ce%b1%20%ce%99.%20%281%29.pdf.jpg?sequence=4&isAllowed=y)
Πτυχιακή εργασία
Συγγραφέας
Πετρίδη, Παναγιώτα
Σάββα, Ιωάννα
Ημερομηνία
2023-03-03Επιβλέπων
Σινάνογλου, ΒασιλείαΛέξεις-κλειδιά
Ελληνικός καφές ; Αντιοξειδωτική δράση ; Φασματοσκοπία IR ; Μέτρηση χρώματοςΠερίληψη
Ο καφές αποτελεί ένα από τα πιο γνωστά ροφήματα, εξαιτίας κυρίως των οργανοληπτικών
χαρακτηριστικών και των θετικών αποτελεσμάτων του στην υγεία. Αρκετές έρευνες έχουν
πραγματοποιηθεί, με αντικείμενο τις κύριες ποικιλίες Arabica και Robusta ή τον καφέ espresso,
ωστόσο η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στον ελληνικό καφέ. Ειδικότερα, μετά από εκτενή
έρευνα αγοράς, κωδικοποίηση των δειγμάτων και εκπόνηση πειραμάτων, πραγματοποιήθηκε
συγκριτική μελέτη, της αντιοξειδωτικής δράσης ποικιλιών καφέ, με την χρήση των μεθόδων: Folin Ciocalteu, ABTS, FRAP, και η αξιολόγηση της ποιότητας τους, μέσω φασματοσκοπίας μέσου
υπερύθρου και μέτρησης χρώματος. Ακόμη, τα αποτελέσματα που προέκυψαν, υποβλήθηκαν σε
στατιστική επεξεργασία.
Το υψηλότερο φαινολικό περιεχόμενο βάσει της μεθόδου Folin-Ciocalteu, διαθέτουν οι ελληνικοί
καφέδες με αρώματα, χωρίς καφεΐνη και οι παραδοσιακοί-ξανθοί με εύρος τιμών από 22,30±2,62
mg TP/g μέχρι 25,92±3,89 mg TP/g. Χαμηλότερα αποτελέσματα διαθέτουν οι σκούροι και μαύροι
ελληνικοί με τιμές 18,16±4,06 mg TP/g και 16,70±4,55 mg TP/g αντίστοιχα. Στην μέθοδο ABTS, δεν
υπήρξε σημαντική διαφοροποίηση μεταξύ των καφέδων. Από την μέθοδο FRAP, προέκυψε ότι την
μεγαλύτερη αντιοξειδωτική ικανότητα διαθέτουν οι καφέδες χωρίς καφεΐνη, με αρώματα και οι
παραδοσιακοί – ξανθοί με εύρος τιμών από 244,79±8,14 mg FeΕ/g μέχρι 257,00±3,43 mg FeΕ/g. Από
την μικρότερη αντιοξειδωτική ικανότητα, χαρακτηρίστηκαν οι σκούροι και μαύροι ελληνικοί με τιμές
236,64±14,65 mg FeΕ/g και 220,84±35,28 mg FeΕ/g αντίστοιχα. Όσον αφορά το χρώμα, υπάρχουν
διαβαθμίσεις αποτελεσμάτων, ανάλογα με το καβούρδισμα, δηλαδή οι ηπιότερα καβουρδισμένοι
καφέδες, διαθέτουν τιμές L*= 38,11±2,27 και οι εντονότερα χαρακτηρίζονται από τιμές L*=
35,35±1,33 μέχρι L*= 34,45±1,16. Σχετικά με τα φάσματα IR, παρατηρούνται έντονες ενδείξεις
κορυφών στα σημεία, που σχετίζονται κατά βάση με κάμψεις δεσμών C-H που αφορούν στοιχεία
λιπιδίων, καφεΐνης σακχαρόζης και δονήσεις των δεσμών C-O του χλωρογενικού οξέος.
Από τα αποτελέσματα μέτρησης χρώματος, παρατηρείται ότι οι παράμετροι b* και h μειώνονται
στα πιο καβουρδισμένα δείγματα και επιβεβαιώνεται ότι οι τιμές του a*, σχετίζονται με την
παρουσία ακρυλαμιδίου. Ακόμη προέκυψε υψηλός συσχετισμός μεταξύ των παραμέτρων L*, a*, b*
και h. Επιπλέον από τον συσχετισμό των παραμέτρων, αποδεικνύεται ότι στην αντιοξειδωτική και
αντιριζική δράση, δεν συμβάλλουν όλες οι ενώσεις. Αναφορικά με την φασματοσκοπία υπερύθρου,
φάνηκε ξεκάθαρη διαφοροποίηση των καφέδων χωρίς καφεΐνη. Τέλος, από την ανάλυση κυρίων
συνιστωσών, προέκυψαν υψηλά ποσοστά ακρίβειας διάκρισης μεταξύ των κατηγοριών καφέδων.
Περίληψη
Coffee is one of the most well-known beverages, mainly due to its sensorial characteristics and its
positive health effects. Several investigations have been carried out, focusing on the main Arabica
and Robusta varieties or espresso coffee, however the present study focuses on Greek coffee. In
particular, after an extended market research, codification of the samples and a series of experiments
carried out, a comparative study of the antioxidant activity of coffee varieties was conducted, using
the methods: Folin-Ciocalteu, ABTS, FRAP. Furthermore, the samples’ quality was evaluated, through
medium infrared spectroscopy and color measurement. Additionally, the obtained results were
subjected to statistical analysis.
In present study, according to the Folin-Ciocalteu method, the highest phenolic content have the
Greek coffees with aromas, decaffeinated and traditional-blonde with a range of values from
22.30±2.62 mg TP/g to 25.92±3.89 mg TP /g. On the contrary, dark and black Greek coffees show
lower results with values of 18.16±4.06 mg TP/g and 16.70±4.55 mg TP/g, respectively. In the ABTS
method, there was no significant difference between the coffees. According to FRAP method, the
decaffeinated coffees, with aromas and the traditional-blonde ones have the highest antioxidant
capacity with a range of values from 244.79±8.14 mg FeE/g to 257.00±3.43 mg FeE/ g. Dark and black
Greek coffees were characterized by the lowest antioxidant capacity, with values of 236.64±14.65
mg FeΕ/g and 220.84±35.28 mg FeΕ/g, respectively. Color measurements, show grading results,
depending on the roasting, viz lighter roasted coffees have values of L*= 38.11±2.27 and darker
roasted are characterized by values of L*= 35.35±1.33 up to L *= 34.45±1.16. The Mid-IR spectra,
show intense peaks at the points, mainly related to C-H bond bends, which involve lipids, caffeine,
sucrose and vibrations of the C-O bond of chlorogenic acid.
In conclusion, color measurements, present that the parameters b* and h decrease in more roasted
samples and it is confirmed that the values of a* are related to the presence of acrylamide. In
addition, correlation of the parameters, showed a high correlation between the parameters L*, a*,
b* and h. Moreover, it demonstrated that not all compounds contribute to the antioxidant and
antiradical activity. According to the results of infrared spectroscopy, arised a clear differentiation of
decaffeinated coffees. Last but not least, principal component analysis, showed high percentages of
discrimination accuracy between the coffee categories.