Practical validation of near infrared models for tomato: soluble solids and acidity

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5965/223811712122022114

Keywords:

NIR, spectrocopy, quality, solanum lycopersucum L.

Abstract

Tomatoes are the most commonly used and consumed vegetables, being acceptable for fresh consumption as well as for industrialization. Despite the wide acceptance of tomatoes, the consumer presents quality as a requirement for the acquisition of the fruit, which is measured through parameters such as soluble solids (SS) and titratable acidity (TA). A chemical analysis technique, non-destructive and non-invasive and with fast response, is an absorption spectroscopy in the near infrared region that has been widely used in several industries, from agricultural to petrochemicals. Demanding large-scale production, the quality of tomatoes demanded by consumers and as it is a non-destructive and non-invasive technique of near infrared spectroscopy (NIR), it is still necessary to test models under commercial conditions, ensuring a near infrared model for tomatoes making sorting easy. An external and practical validation of the near infrared models for fresh tomatoes was carried out, comparing them with the destructive methods and checking the accuracy of the models in qualifying the fruit in terms of soluble solids and acidity. This paper presents project models obtained from 2018 to 2019, built from the Model Builder and The Unscrambler programs and selected from parameters such as calibration coefficient, cross validation coefficient, average error of the calibration set, and cross validation and calculation of the residual calibration deviation. The results obtained through the prediction of the model for the soluble solid attributes and titratable acidity, of the table tomato with greater production variability. The model for SS of table tomato has potential for commercial use, either in determining the harvest point, or quantifying the vegetable’s quality. For AT or portable NIR, it did not produce an applicable model due to the wavelength limitation.

Downloads

Download data is not yet available.

References

ACHARYA UK et al. 2017. Robustness of tomato quality evaluation using a portable vis-swnirs for dry matter and colour. International Journal of Analytical Chemistry 2017: 2863454.

AGUIAR FCO et al. 2019. Uso da espectroscopia de infravermelho próximo e regressão de mínimos quadrados parciais na avaliação do teor de sólidos solúveis em frutos íntegros de tomateiro. In: 16 Congresso de Pesquisa, Ensino e Extensão, Anais... Goiânia: UFG. 134p.

AIKAS DP et al. 2020. Non-destructive quality assessment of tomato paste by using portable mid-infrared spectroscopy and multivariate analysis. Foods 9: 1300.

ALENCAR ES. 2017. Composição nutricional de duas variedades do tomate (Solanum lycopersicum) comercializado em São Luís – MA. TCC (Graduação Química). São Luís: UFMA. 51p.

BASSO A. 2019. Decomposição fotocatalítica do etileno visando o controle de maturação de tomate cereja. Tese (Doutorado em Eng. Química). Florianópolis: UFSC. 80p.

BORBA KR et al. 2019. Determinação de sólidos solúveis em tomates utilizando espectroscopia de infravermelho médio. In: Simpósio Nacional de Instrumentação Agropecuária. Resumos... São Carlos: Embrapa Instrumentação. 675p.

BORBA KR et al. 2021. Portable near infrared spectroscopy as a tool for fresh tomato quality control analysis in the field. Apllied Sciences 11: 3209.

BORIN A. 2003. Aplicação de quimiometria e espectroscopia no infravermelho no controle de qualidade de lubrificantes. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Florestal). São Paulo: UNICAMP. 60p.

BRITO AA et al. 2021. Determination of soluble solid content in market tomatoes using Near-infrared Spectroscopy. Food Control 126: 108068.

CALEGARI MA. 2018. Espectroscopia na região do infravermelho próximo (NIR) e calibração multivariada: desenvolvimento de modelos de PLS para a determinação da atividade antioxidante em amostras de própolis. Dissertação. (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos). Pato Branco: UTFP. 75p.

CASTRIGNANÒ A et al. 2019. Assessing the feasibility of a miniaturized near-infrared spectrometer in determining quality attributes of san marzano tomato. Food Analytical Methods 12: 1497-1510.

CEAGESP 2021. Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo. Disponível em: <https://ceagesp.gov.br/hortiescolha/hortipedia/tomate/>. Acesso em: 22 jun. 2021.

FAOSTAT. 2021. FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS. Statistical database. Rome: FAO.

GUARIGLIA BA. 2020. Viabilidade e aplicabilidade da espectroscopia do infravermelho próximo em laranjas. Dissertação. (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos). Goiânia: UFG. 58p.

IBGE. 2021. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Indicadores, Levantamento Sistemático da Produção Agrícola: Estatística da Produção Agrícola.

INSTITUTO ADOLFO LUTZ. 2008. Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz. In: Métodos químicos e físicos para análise de alimentos. 3.ed. São Paulo: IMESP. 183p.

LEQUEUE G et al. 2016. Determination by near infrared microscopy of the nitrogen and carbon content of tomato (Solanum lycopersicum L.) leaf powder. Scientific Reports 6: 33183.

NAJJAR K & ABU-KHALAF N. 2021. Non-destructive quality measurement for three varieties of tomato using VIS/NIR spectroscopy. Sustainability 13: 10747.

NICOLAI BM et al. 2007. Nondestructive measurements of fruit and vegetable quality by means of NIR spectroscopy: a review. Postharvest Biology and Technology 46: 99-118.

OLIVEIRA TM. 2020. Efeito de revestimentos comestíveis na qualidade do tomate cereja cultivado nos sistemas orgânico e convencional. Dissertação. (Mestrado em Olericultura). Morrinhos: IFG. 56p.

PARRON et al. 2011. Manual de procedimentos de amostragem e análise físico-química de água. Embrapa Florestas-Documentos (INFOTECA-E).

PINHEIRO DT et al. 2017. Aspectos tecnológicos e qualitativos da produção de sementes de tomate. Revista Espacios 38: 10-24.

SAAD AG et al. 2014. Non-destructive quality evaluation of intact tomato using VIS-NIR spectroscopy. International Journal of Advanced Research 2: 632-639.

SANTOS JÚNIOR A & BUENO SM. 2019. Avaliação da viabilidade da utilização do excedente da produção do tomate de mesa para produção de tomate seco. Revista Unilago 1: 1-10.

SUN D et al. 2021. Near infrared spectroscopy determination of chemical and sensory properties in tomato. Journal of Near Infrared Spectroscopy 29: 289-300.

TIBOLA CS et al. 2018. Espectroscopia no infravermelho próximo para avaliar indicadores de qualidade tecnológica e contaminantes em grãos. Brasília: Embrapa.

WALSH KB et al. 2020. The uses of near infra-red spectroscopy in postharvest decision support: A review. Postharvest Biology and Technology 163: 111139.

Published

2022-03-25

How to Cite

AGUIAR , Fernanda Campos de Oliveira; GUARIGLIA, Bruna Ariel Dias; BRITO, Annelisa Arruda de; CAMPOS, Luiz Fernandes Cardoso; NASCIMENTO, Abadia dos Reis; CORRÊA , Gilmarcos de Carvalho; CUNHA JUNIOR, Luís Carlos. Practical validation of near infrared models for tomato: soluble solids and acidity. Revista de Ciências Agroveterinárias, Lages, v. 21, n. 2, p. 114–122, 2022. DOI: 10.5965/223811712122022114. Disponível em: https://revistas.udesc.br/index.php/agroveterinaria/article/view/21197. Acesso em: 30 jun. 2024.

Issue

Section

Research Article - Science of Plants and Derived Products

Most read articles by the same author(s)