Explorando a impressão digital voltamétrica de infusão aquosa de folhas de erva mate quimicamente modificada : análise do modelo asca e discriminação PLS-DA

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dc.contributor.advisorBraz, Elen Julciléia Romão Sartori
dc.contributor.authorFonseca, Mayara Martins
dc.contributor.bancaGalli, Andressa
dc.contributor.bancaFelsner, Maria Lurdes
dc.coverage.extent57 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-08-27T17:50:12Z
dc.date.available2026-08-27T17:50:12Z
dc.date.issued2024-07-16
dc.description.abstractA erva mate (Ilex paraguariensis St. Hil., Aquifoliaceae) é amplamente consumida na forma de chimarrão e possui aplicações em diversos setores industriais, incluindo alimentícios e cosméticos. Seu consumo proporciona uma série de benefícios à saúde, auxiliando no controle do colesterol e diabetes, além de possibilitar melhorias na digestão e na concentração, bem como efeitos antioxidantes. No entanto, o consumo em excesso pode resultar em efeitos indesejáveis, como nervosismo e insônia, devido à presença de cafeína e teobromina, tornando-se importante o desenvolvimento de uma metodologia analítica e matemática alternativa para o controle de qualidade de plantas com composição química variada. Em vista disso, este trabalho, apresenta a utilização da voltametria cíclica associada a análise exploratória multivariada dos efeitos do melhoramento genético e níveis de radiação solar nas plantas de erva mate empregando-se modelagem ASCA (do inglês, ANOVA – Simultaneous Component Analysis) e discriminação entre erva mate descafeinada e com alta cafeína com modelos PLS-DA (do inglês, Partial Least Squares – Discriminant Analysis) por meio da impressão digital voltamétrica de infusão aquosa das folhas de erva mate. Os parâmetros experimentais, como pré-tratamento da superfície do eletrodo de diamante dopado com boro (EDDB),eletrólito suporte e pH foram cuidadosamente avaliados, selecionando-se polimento com alumina e solução tampão fosfato (pH 3,0) para as medidas com o EDDB. Os modelos ASCA combinados com os perfis voltamétricos de oxidação, redução e ciclo completo, ofereceram resultados significativos sobre o efeito do melhoramento genético e do sombreamento. Além disso, a interação entre melhoramento genético e sombreamento confirmou as diferenças genéticas entre as plantas quimicamente modificadas nos métodos avaliados. O método ASCA demonstrou ser uma ferramenta robusta para o monitoramento de plantas de erva mate quimicamente modificadas, em conjunto com a voltametria cíclica. A análise multivariada supervisionada de discriminação empregou o método PLS-DA. Todos os modelos de discriminação alcançaram resultados de 100% de sensibilidade, especificidade e taxa de eficiência. Não foram registrados valores para taxas de falso-positivo e falso-negativo. Assim, todas as figuras de mérito avaliadas para discriminação de erva mate com alto teor de cafeína e descafeinada indicaram a construção de um excelente modelo de controle de qualidade para plantas de erva mate com diferentes atributos químicos. Além disso, os resultados obtidos pela voltametria cíclica apresentaram boa precisão intermediária e repetibilidade. O método desenvolvido através da impressão digital voltamétrica de infusões aquosas de folhas de erva mate obtidas de plantas quimicamente modificadas se mostra econômico, rápido e amigável ao meio ambiente.
dc.description.abstractother1Yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hil., Aquifoliaceae) is widely consumed in the form of chimarrão and has applications in several industrial sectors, including food and cosmetics. Its consumption provides a series of health benefits, helping to control cholesterol and diabetes, as well as enabling improvements in digestion and concentration, as well as antioxidant effects. However, excessive consumption can result in undesirable effects, such as nervousness and insomnia, due to the presence of caffeine and theobromine, making it important to develop an alternative analytical and mathematical methodology for the quality control of plants with varied chemical composition. In view of this, this work presents the use of cyclic voltammetry associated with multivariate exploratory analysis of the effects of genetic improvement and solar radiation levels in yerba mate plants using ASCA modeling (ANOVA – Simultaneous Component Analysis) and discrimination between decaffeinated and high-caffeine yerba mate with PLS-DA (Partial Least Squares-Discriminant Analysis) models using voltammetric fingerprint of aqueous infusion of yerba mate leaves. The experimental parameters, such as pre-treatment of the surface of the boron-doped diamond electrode (EDDB), supporting electrolyte and pH were carefully evaluated, selecting polishing with alumina and phosphate buffer solution (pH 3.0) for measurements with the EDDB. ASCA models combined with oxidation, reduction and full cycle voltammetric profiles offered significant results on the effect of genetic improvement and shading. Furthermore, the interaction between genetic improvement and shading confirmed the genetic differences between the chemically modified plants in the evaluated methods. The ASCA method proved to be a robust tool for monitoring chemically modified yerba mate plants, in conjunction with cyclic voltammetry. Supervised multivariate discrimination analysis used the PLS-DA method. All discrimination models achieved results of 100% sensitivity, specificity, and efficiency rate. No values were recorded for false-positive and false-negative rates. Thus, all figures of merit evaluated for discrimination of high-caffeine and decaffeinated yerba mate indicated the construction of an excellent quality control model for yerba mate plants with different chemical attributes. Furthermore, the results obtained by cyclic voltammetry showed good intermediate precision and repeatability. The method developed through voltammetric fingerprint of aqueous infusions of yerba mate leaves obtained from chemically modified plants proves to be economical, fast, and environmentally friendly.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19682
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Química
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Química
dc.subjectImpressão digital
dc.subjectVoltametria
dc.subjectPLS-DA
dc.subjectASCA
dc.subjectEletrodo de diamante dopado com boro
dc.subjectQuímica analítica
dc.subjectErva mate - Indústria
dc.subject.capesCiências Exatas e da Terra - Química
dc.subject.cnpqCiências Exatas e da Terra - Química
dc.subject.keywordsFingerprint
dc.subject.keywordsVoltammetry
dc.subject.keywordsPLS-DA
dc.subject.keywordsASCA
dc.subject.keywordsBoron-doped diamond electrode
dc.subject.keywordsAnalytical chemistry
dc.subject.keywordsMate plant - Industry
dc.titleExplorando a impressão digital voltamétrica de infusão aquosa de folhas de erva mate quimicamente modificada : análise do modelo asca e discriminação PLS-DA
dc.title.alternativeExploring voltammetric fingerprinting of chemically modified aqueous infusion of yerba mate leaves : ASCA model analysis and PLS-DA discrimination
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

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