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Establishment of authenticity and typicality of sugarcane from Madeira Island, and its derivative sugarcane honey, based on molecular, chemical and chemometric analysis

2021-10-15Doctoral thesis Open access
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datacite.subject.fosCiências Agráriaspt_PT
datacite.subject.fosCiências Naturais::Ciências Químicaspt_PT
dc.contributor.advisorCâmara, José de Sousa
dc.contributor.advisorNunes, Fernando Hermínio Ferreira Milheiro
dc.contributor.authorSilva, Pedro Miguel Capêlo da
dc.date.accessioned2021-12-07T10:26:45Z
dc.date.available2021-12-07T10:26:45Z
dc.date.issued2021-10-15
dc.description.abstractFood authenticity has become a worldwide concern, foresting the importance of the development of strategies to guarantee the quality and safety of food products. The purpose of this doctoral thesis was the establishment of the typicality and authenticity of sugarcane cultivars from Madeira Island, and its main derivative, sugarcane honey. The followed strategy was based on the identification of typical volatile, sugars and furan derivatives profiles in sugarcane honey processed by the certified producer Fábrica Mel-de-Cana Ribeiro Sêco, and compare it with sugarcane-based syrups from non-certified regional producers and from producers from different geographical regions. Also, the typical volatile profile throughout all stages of sugarcane honey processing were identified during four years, allowing the evaluation of influence of each stage in the formation of its typicality. In addition, the typical volatile profile of all sugarcane cultivars currently cultivated in Madeira Island were identified, namely amarela, canica, roxa, radiada, verde and violeta. Different analytical methodologies based on effective extractive techniques and high-resolution chromatographic methods were successfully developed, optimized and validated, namely solid-phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry for the volatile profile, microextraction by packed sorbent combined with ultra-high performance liquid chromatography with diode-array detector for the furan derivatives profile, and ultrasound-assisted liquid-liquid extraction combined with liquid chromatography with a refractive index detector for sugars profile. Furthermore, an innovative and powerful Quality-by-Design approach was selected for development of the methodologies used for quantitation of furan derivatives and SGs. An exhaustive chemometric analysis based on one-way ANOVA, principal component analysis, partial least squares, linear discriminant analysis and hierarchical clustering analysis was successfully applied to recognize the typical profiles of sugarcane honey. This doctoral thesis represents the first attempt to define the typicality, authenticity and traceability of sugarcane honey from Madeira Island, providing a highly valuable information to support its European Union certification.pt_PT
dc.description.abstractA autenticidade alimentar tornou-se uma preocupação mundial, evidenciando a importância do desenvolvimento de estratégias para garantir a qualidade e segurança dos produtos alimentares. O objetivo do presente doutoramento foi estabelecer a tipicidade e autenticidade das cultivares de cana de-açúcar da Ilha da Madeira, e do seu principal derivado, o mel-de-cana. A estratégia seguida baseou-se na identificação de perfis típicos de voláteis, açúcares e derivados do furano no mel-de-cana processado pela empresa certificada Fábrica Mel-de-Cana Ribeiro Sêco, e compará-lo com xaropes de cana-de-açúcar de produtores regionais não certificados e produtores de diferentes regiões geográficas. Também foram identificados os perfis voláteis típicos ao longo de todas as etapas de processamento do mel-de-cana, permitindo avaliar a influência de cada etapa na formação de sua tipicidade. Além disso, foram identificados os perfis voláteis típicos de todas as cultivares de cana-de-açúcar atualmente cultivadas na Ilha da Madeira, nomeadamente amarela, canica, roxa, radiada, verde e violeta. Diferentes metodologias analíticas baseadas em técnicas extrativas e métodos cromatográficos foram desenvolvidos, otimizados e validados com sucesso, nomeadamente a microextração em fase sólida combinada com cromatografia gasosa e espectrometria de massa para perfil volátil, microextração por sorvente empacotado combinado com cromatografia líquida de ultra-alto desempenho com detetor díodos para perfil de derivados de furano, e extração líquido-líquido assistida por ultrassom combinada com cromatografia líquida com detetor de índice de refração para perfil de açúcares. Além disso, uma abordagem inovadora e poderosa de Quality-by-Design foi selecionada para o desenvolvimento das metodologias usadas para quantificação de derivados de furano e açúcares. A análise quimiométrica exaustiva baseada em ANOVA unilateral, análise de componentes principais, mínimos quadrados parciais, análise discriminante linear e análise de agrupamento hierárquico foi aplicada com sucesso para o reconhecimento de perfis típicos de mel-de-cana. O presente doutoramento representa a primeira tentativa de definir a tipicidade, autenticidade e rastreabilidade do mel-de-cana, fornecendo uma informação altamente valiosa para apoiar a sua certificação na União Europeia.pt_PT
dc.identifier.tid101605170pt_PT
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.13/3888
dc.language.isoengpt_PT
dc.relationMadeira Chemistry Research Centre
dc.relationMadeira Chemistry Research Centre
dc.subjectSugarcane cultivarspt_PT
dc.subjectSugarcane honeypt_PT
dc.subjectTypicalitypt_PT
dc.subjectAuthenticitypt_PT
dc.subjectMadeira Island (Portugal)pt_PT
dc.subjectCultivares de cana-de-açúcarpt_PT
dc.subjectMel-de-canapt_PT
dc.subjectTipicidadept_PT
dc.subjectAutenticidadept_PT
dc.subjectMadeira (Portugal)pt_PT
dc.subjectChemistry - Speciality in Food Chemistrypt_PT
dc.subject.pt_PT
dc.subjectFaculdade de Ciências Exatas e da Engenhariapt_PT
dc.titleEstablishment of authenticity and typicality of sugarcane from Madeira Island, and its derivative sugarcane honey, based on molecular, chemical and chemometric analysispt_PT
dc.typedoctoral thesis
dspace.entity.typePublication
oaire.awardTitleMadeira Chemistry Research Centre
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oaire.awardURIinfo:eu-repo/grantAgreement/FCT/6817 - DCRRNI ID/UIDB%2F00674%2F2020/PT
oaire.awardURIinfo:eu-repo/grantAgreement/FCT/6817 - DCRRNI ID/UIDP%2F00674%2F2020/PT
oaire.fundingStream6817 - DCRRNI ID
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person.familyNameCapêlo da Silva
person.givenNamePedro Miguel
person.identifier.ciencia-idDA10-AB13-0957
person.identifier.orcid0000-0003-1487-9346
project.funder.identifierhttp://doi.org/10.13039/501100001871
project.funder.identifierhttp://doi.org/10.13039/501100001871
project.funder.nameFundação para a Ciência e a Tecnologia
project.funder.nameFundação para a Ciência e a Tecnologia
rcaap.rightsopenAccesspt_PT
rcaap.typedoctoralThesispt_PT
relation.isAuthorOfPublication3b94c928-537d-4f6f-b58a-0d3e915fa9fe
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relation.isProjectOfPublicatione30e13d9-be9a-4f34-91ea-a1682abce74e
relation.isProjectOfPublicatione64ad36a-83b5-467c-bbb3-449ffc0662f2
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thesis.degree.nameDoctorate in Chemistry - Specialty in Food Chemistrypt_PT

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