Classificação de grãos de café de acordo com a origem geográfica: uma abordagem estatística. Análise de regiões produtoras do Havai, Brasil, Etiópia e Quénia

Jéssica Filipa Antunes Vieira

Informações chave

Autores:

Jéssica Filipa Antunes Vieira (Jéssica Filipa Antunes Vieira)

Orientadores:

Carla Isabel Igreja Rodrigues; Manuel João Cabral Morais (Manuel Cabral Morais); Maria do Rosário De Oliveira Silva (Maria do Rosário De Oliveira Silva)

Publicado em

18/12/2015

Resumo

The quality and price of the coffee largely depend on its geographical origin. Consequently, the problem in the present work was the geographical classification of green coffee beans, falling back on: the isotopic composition of carbon, oxygen, nitrogen and sulfur in the green coffee beans; the isotope ratio of strontium; the isotope compositions of carbon, oxygen and nitrogen of the caffeine molecule of the green coffee bean; and the carbon and nitrogen percentages. Taking advantage of 138 observations (with missing values) in these 10 variables, from four distinct geographic origins of coffee (Hawaii, Brazil, Ethiopia and Kenya), several statistical methods were applied to analyse the problem. The analysis of this data set comprised classical and robust correlations between variables, principal component analysis and outlier detection with principal component analysis were analyzed, among other methods. Lastly, cluster analysis and classification were performed. With this work, the oxygen and the nitrogen isotopic compositions of the caffeine molecule extracted from the green coffee bean and the isotope ratio of strontium were identified as the most promising variables in the geographical differentiation of green coffee beans. Moreover, the isotopic composition of sulfur was identified as important in the differentiation between the Hawaii Island and the rest of the islands of Hawaiian archipelago. Among the several applied classifiers of geographical differentiation of green coffee beans, the one we selected led to the correct classification of 91% of the considered observations (estimated value). A qualidade e o preço do café dependem fortemente da região onde o grão se desenvolve. Consequentemente, neste trabalho estudou-se o problema da classificação da origem geográfica de grãos verdes de café, recorrendo: à composição isotópica do carbono, do oxigénio, do azoto e do enxofre do grão verde; à razão isotópica do estrôncio; & composição isotópica do carbono, do oxigénio e do azoto na molécula de cafeina do grão verde de café; e ainda as percentagens de carbono (C) e de azoto (V). A partir de um conjunto de dados com 138 observagdes (com valores omissos) nestas dez variaveis, provenientes de quatro origens geográficas diferentes (Havai, Brasil, Etiopia e Quénia), realizaram-se diversas andlises estatisticas com o intuito de resolver o problema. Na análise destes dados, recorreu-se a correlagdes classicas e robustas, analise em componentes principais e deteção de outliers com base em componentes principais robustas, entre outros métodos. Por fim, realizou-se uma andlise de agrupamentos e classificagao. Este trabalho permitiu identificar as composigées isotopicas do oxigénio e do azoto na molécula de cafeina do grao verde de café, bem como a razéo isotépica do estrôncio como as mais promissoras para a diferenciagao da origem geografica de graos verdes de café. A composigao isotopica do enxofre foi identificada como importante na diferenciagao da ilha Havai das restantes ilhas do arquipélago do Havai. De entre os varios classificadores de graos verdes de café de acordo com a origem geográfica que foram analisados, o que foi selecionado classificou corretamente 91% das observações (valor estimado).