Grupo4_TrabalhoOcratoxinaA

Author

Grupo4: Chrislaine, Gabreielle, Marana, Maíra

Published

October 30, 2024

Code

#dados<- read.csv(C:\Users\ccorr\Downloads\Bioestatística\Trabalho (Oxitocina)\OTA_Grupo4)

Grupo_4<-read.csv("Grupo_4.txt", dec=".",  sep="")

GRUPO_4: CHRISLAINE CORRAIDE DIAS DOS SANTOS

GABRIELLE ARAUJO SANTOS

MAÍRA DE OLIVEIRA PEIXOTO

MARANA LUIZA DUARTE AVELAR

Análise Estatística Descritiva dos Níveis de Ocratoxina A(2,0 pts /10,0 pts)

Contexto do Experimento: O experimento apresentado foi desenvolvido para estudar a influência de dois fatores (torração e granulometria) sobre o nível de Ocratoxina A. O experimento inclui:

Fator 1 - Torração: com três níveis (Clara, Média, Escura).
Fator 2 - Granulometria: com três níveis (Fina, Média, Grossa).
Número de Tratamentos: 9 combinações de Torração e Granulometria.
Número de Repetições: 3 para cada tratamento.
Número de Parcelas: 27 no total.

A variável resposta principal é o nível de Ocratoxina A medido em cada uma das parcelas.

Objetivo da Atividade:

A atividade busca realizar uma análise descritiva dos níveis de Ocratoxina A, considerando os tratamentos (combinações dos fatores Torração e Granulometria) e explorando suas distribuições por meio de medidas de tendência central, dispersão e visualizações gráficas adequadas.

Organização dos Dados:

Code

#install.packages(c("fdth", "ggplot2"))  

# Carregando pacotes necessários  
library(fdth)


Anexando pacote: 'fdth'

Os seguintes objetos são mascarados por 'package:stats':

    sd, var

Code

library(ggplot2)

Code

#str(Grupo_4)

Code

# Visualizando as primeiras linhas do conjunto de dados  
head(Grupo_4, n = 27L)

   Torracao Granulometria Repeticao  OTA_Res
1     Clara          Fina         I 13.86616
2     Média          Fina         I  4.37388
3    Escura          Fina         I  1.35772
4     Clara         Média         I 11.68216
5     Média         Média         I  3.19200
6    Escura         Média         I  1.14968
7     Clara        Grossa         I  9.05800
8     Média        Grossa         I  2.57516
9    Escura        Grossa         I  0.85092
10    Clara          Fina        II 12.77444
11    Média          Fina        II  4.83672
12   Escura          Fina        II  1.36920
13    Clara         Média        II 11.47832
14    Média         Média        II  3.03268
15   Escura         Média        II  1.03768
16    Clara        Grossa        II  7.48552
17    Média        Grossa        II  2.41976
18   Escura        Grossa        II  0.81480
19    Clara          Fina       III 13.18632
20    Média          Fina       III  4.91176
21   Escura          Fina       III  1.45124
22    Clara         Média       III 11.09332
23    Média         Média       III  2.80728
24   Escura         Média       III  0.94724
25    Clara        Grossa       III  7.17836
26    Média        Grossa       III  2.08880
27   Escura        Grossa       III  0.90440

Tabela 1 – Tabela contendo os resultados da extração da Ocratoxina A do Grupo 4.

Fonte: Adaptado de Marcelo Ribeiro, 2024.

Nota: OTA_Res: Níveis de Ocratoxina A obtidos durante a extração. I, II e III número de repetições.

Crie uma tabela de frequência para a variável “Nível de Ocratoxina A”, considerando cada combinação de tratamento.

Code

  # Verificando se a variável OTA_RES está no formato numérico
          #Grupo_4$OTA_Res <- as.numeric(Grupo_4$OTA_Res)
          #is.numeric (Grupo_4$OTA_Res)
          #summary(Grupo_4$OTA_Res)
          
          # 1.1 Gerando tabela de frequência para a variável "Nível de Ocratoxina A
          tabela<- fdt (Grupo_4$OTA_Res, breaks="Sturges")
          
          # Exibir a tabela de frequência
          #str(tabela)
          print(tabela)

 Class limits  f   rf rf(%) cf  cf(%)
     [0.81,3) 13 0.48 48.15 13  48.15
      [3,5.2)  5 0.19 18.52 18  66.67
    [5.2,7.4)  1 0.04  3.70 19  70.37
    [7.4,9.6)  2 0.07  7.41 21  77.78
     [9.6,12)  3 0.11 11.11 24  88.89
      [12,14)  3 0.11 11.11 27 100.00

Code

          #View (tabela) #quando rodo o view está dando erro. Então opitei pelo print.

Tabela 2 – Frequência do nível de Ocratoxina A em cada combinação de tratamento na extração.

Fonte: Autoral.

Calcule as médias dos níveis de Ocratoxina A para cada combinação dos fatores Torração e Granulometria.

Code

# 1.2 Calculando as médias dos níveis de Ocratoxina A para cada  combinação dos fatores Torração e Granulometria.     
with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Torracao, Granulometria), mean))

            Fina    Grossa     Média
Clara  13.275640 7.9072933 11.417933
Escura  1.392720 0.8567067  1.044867
Média   4.707453 2.3612400  3.010653

Tabela 3 – Média dos níveis de Ocratoxina A em cada combinação de tratamento na extração.

Fonte: Autoral.

Nota: Extração considera a combinação entre os tipos de torração e as granulometrias.

Medidas Descritivas:

Calcule as medidas descritivas de posição (média, mediana), dispersão (desvio-padrão, variância) e as separatrizes (quartis) para cada tratamento.
Médias:

Code

#Médias

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Torracao), mean))

    Clara    Escura     Média 
10.866956  1.098098  3.359782

Code

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Granulometria), mean))

    Fina   Grossa    Média 
6.458604 3.708413 5.157818

Code

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Repeticao), mean))

       I       II      III 
5.345076 5.027680 4.952080

Medianas:

Code

#Medianas 

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Torracao), median))

   Clara   Escura    Média 
11.47832  1.03768  3.03268

Code

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Granulometria), median))

   Fina  Grossa   Média 
4.83672 2.41976 3.03268

Code

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Repeticao), median))

      I      II     III 
3.19200 3.03268 2.80728

Desvio padrão:

Code

#Desvio padrão 

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Torracao), sd))

    Clara    Escura     Média 
2.4345150 0.2432982 1.0708320

Code

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Granulometria), sd))

    Fina   Grossa    Média 
5.319632 3.257567 4.775214

Code

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Repeticao), sd))

       I       II      III 
4.918111 4.548828 4.581926

Variância:

Code

#Variâncias 

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Torracao), var))

     Clara     Escura      Média 
5.92686313 0.05919399 1.14668120

Code

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Granulometria), var))

    Fina   Grossa    Média 
28.29849 10.61174 22.80267

Code

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Repeticao), var))

       I       II      III 
24.18781 20.69184 20.99405

Separatrizes (quartis):

Code

#Separatrizes(quartis)   
#Por toração 

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Torracao), quantile))

$Clara
      0%      25%      50%      75%     100% 
 7.17836  9.05800 11.47832 12.77444 13.86616 

$Escura
     0%     25%     50%     75%    100% 
0.81480 0.90440 1.03768 1.35772 1.45124 

$Média
     0%     25%     50%     75%    100% 
2.08880 2.57516 3.03268 4.37388 4.91176

Code

#Separatrizes(quartis)   
#Por granulometria

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Granulometria), quantile))

$Fina
      0%      25%      50%      75%     100% 
 1.35772  1.45124  4.83672 12.77444 13.86616 

$Grossa
     0%     25%     50%     75%    100% 
0.81480 0.90440 2.41976 7.17836 9.05800 

$Média
      0%      25%      50%      75%     100% 
 0.94724  1.14968  3.03268 11.09332 11.68216

Code

#Separatrizes(quartis)    
#Por número de repeticao 

with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, list(Repeticao), quantile))

$I
      0%      25%      50%      75%     100% 
 0.85092  1.35772  3.19200  9.05800 13.86616 

$II
      0%      25%      50%      75%     100% 
 0.81480  1.36920  3.03268  7.48552 12.77444 

$III
      0%      25%      50%      75%     100% 
 0.90440  1.45124  2.80728  7.17836 13.18632

Resumo geral:

Code

# Resumo geral  

summary(Grupo_4$OTA_Res)

   Min. 1st Qu.  Median    Mean 3rd Qu.    Max. 
 0.8148  1.3635  3.0327  5.1083  8.2718 13.8662

Visualização Gráfica:

Elabore um gráfico de barras ou boxplot que mostre a variação dos níveis de Ocratoxina A para cada combinação de torração e granulometria.

Boxplot:

Code

# 3.1.1 Boxplot dos níveis de Ocratoxina A por Torração e Granulometria  

boxplot(OTA_Res ~ Torracao, data=Grupo_4, main="Boxplot por Torração", ylab="Nível de Ocratoxina A")

Code

boxplot(OTA_Res ~ Granulometria, data=Grupo_4, main="Boxplot por Granulometria", ylab="Nível de Ocratoxina A")

Code

boxplot(Grupo_4$OTA_Res)

Figura 1 – Boxplot dos níveis de Ocratoxina A por torração e granulometria.

Gráfico de Barras:

Code

# 3.1.2  Gráfico de barras para as médias dos tratamentos  

   par(mfrow=c(1,2)) # Dividir a janela gráfica em dois gráficos
mean_torracao <- with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, Torracao, mean))
bp_torracao <- barplot(mean_torracao, ylim=c(0, max(mean_torracao)*1.1))
text(bp_torracao, mean_torracao, label=round(mean_torracao, 3), pos=3)
title("Médias dos níveis de Ocratoxina A por Torração")
box()

mean_granulometria <- with(Grupo_4, tapply(OTA_Res, Granulometria, mean))
bp_granulometria <- barplot(mean_granulometria, ylim=c(0, max(mean_granulometria)*1.1))
text(bp_granulometria, mean_granulometria, label=round(mean_granulometria, 3), pos=3)
title("Médias dos níveis de Ocratoxina A por Granulometria")
box()

Figura 2 – Médias dos níveis de Ocratoxina A por torração e granulometria.

Gráfico de dispersão:

Code

# 3.2.1 Gráfico de dispersão dos níveis de Ocratoxina A por torração e granulometria

 ggplot(Grupo_4, aes(x=Torracao, y=OTA_Res, color=Granulometria)) +
   geom_point(size=3) + 
   labs(title="Gráfico de Dispersão dos Níveis de Ocratoxina A",
    x="Torração",
    y="Nível de Ocratoxina A") +
   theme_minimal()

Figura 3 – Gráfico de dispersão dos níveis de Ocratoxina A por torração e granulometria.

Histograma:

Code

# 3.2.2  Histograma

# Histograma da distribuição dos níveis de Ocratoxina A

ggplot(Grupo_4, aes(x=OTA_Res)) +
  geom_histogram(binwidth=1, fill="skyblue", color="black") +
  labs(title="Histograma da Distribuição dos Níveis de Ocratoxina A",
   x="Nível de Ocratoxina A",
   y="Frequência") +
  theme_minimal()

Figura 4 – Histograma dos níveis de Ocratoxina A por torração e granulometria.

Code

hist(Grupo_4$OTA_Res, breaks="Sturges", main="Histograma dos Níveis de Ocratoxina A", xlab="Nível de Ocratoxina A", col="lightblue")

Figura 5 – Histograma dos níveis de Ocratoxina A por torração e granulometria.

Discussão:

A análise dos níveis de Ocratoxina A (OTA_Res) no grupo 4 foi realizada com base na torração (Clara, Média, Escura) e granulometria (Fina, Média, Grossa). O objetivo foi investigar se esses fatores afetam significativamente os níveis de OTA_Res e em qual direção. Utilizamos medidas de tendência central (média, mediana), dispersão (variância, desvio padrão), e visualizações gráficas (boxplots, histogramas) para explorar as variações dos níveis de OTA_Res entre os diferentes tratamentos.

1. Variação por Torração

Os resultados indicam uma clara variação nos níveis de Ocratoxina A entre os diferentes níveis de torração.

Torração Clara : Apresentou os maiores níveis de OTA_Res em comparação com os outros tratamentos, com uma média de 10,87 ng/g. Esse resultado é consistente com o fato de que a torção clara expõe os grãos a temperaturas mais baixas e por um período de tempo mais curto. Como a Ocratoxina A é termolábil, a menor exposição ao calor resulta em uma manipulação insuficiente da toxina, o que explica os níveis mais elevados. A variabilidade foi especial, como evidenciado pelo desvio padrão de 2,43 ng/g, indicando uma maior imprevisibilidade nos resultados desse tratamento.
Torração Média : Apresentou níveis intermediários de OTA_Res, com uma média de 3,36 ng/g. Esse resultado sugere que, à medida que o tempo e a intensidade da tortura aumentam, a manipulação da toxina se torna mais eficiente. No entanto, os níveis de OTA não são tão baixos quanto os da torração escura, indicando que a manipulação ainda não atingiu o ponto máximo.
Torração Escura : Apresentou os menores níveis de OTA_Res, com uma média de apenas 1,10 ng/g. Esse resultado é esperado, visto que a tortura mais intensa (maior tempo e temperatura) promove uma manipulação mais eficaz da Ocratoxina A. A baixa variabilidade observada (desvio padrão de 0,24 ng/g) sugere que esse tratamento é mais consistente na redução dos níveis de toxina.

Os boxplots confirmam esta análise, mostrando que a torração clara possui maior dispersão nos dados, enquanto a torração escura tem menor dispersão, com a maioria dos valores concentrados em níveis baixos. Esse padrão reforça a hipótese de que torrações mais intensas são mais eficazes para a manipulação da Ocratoxina A, resultando em níveis mais consistentes e baixos de toxina.

2. Variação por Granulometria

A granulometria também influenciou significativamente os níveis de Ocratoxina A. As médias dos níveis de OTA_Res para cada granulometria foram:

Granulometria Fina : Apresentou os maiores níveis de OTA_Res, com uma média de 6,46 ng/g. Isso pode ser explicado pela maior área superficial exposta ao calor durante o processo de torção. Grãos finamente moídos têm mais contato com o ar e o calor, o que poderia causar uma distribuição desigual de calor e, consequentemente, uma menor eficiência na manipulação da toxina.
Granulometria Média : Apresentou níveis intermediários de OTA_Res, com uma média de 5,16 ng/g. Esse resultado sugere que a granulometria média tem um efeito mais equilibrado, permitindo uma manipulação mais eficaz da toxina em comparação com a granulometria fina.
Granulometria Grossa : Apresentou os menores níveis de OTA_Res, com uma média de 3,71 ng/g. Isso se deve ao fato de que os grãos maiores expõem uma área menor superficial ao calor, permitindo que o calor seja distribuído de maneira mais uniforme, favorecendo a manipulação da ocratoxina de forma mais eficaz.

O desvio padrão para a granulometria fina foi o maior entre os três níveis de granulometria (5,32 ng/g), estabelecendo uma alta variabilidade nos resultados desse grupo, o que pode refletir a maior dificuldade em controlar os níveis de OTA_Res em grãos finamente moídos. Por outro lado, a granulometria grossa apresentou o menor desvio padrão (3,26 ng/g), diminuindo a maior consistência nos resultados.

Nos boxplots , a granulometria fina apresentou uma maior dispersão dos dados, confirmando sua maior variabilidade, enquanto a granulometria grossa apresentou uma menor dispersão, reforçando a ideia de maior controle e consistência nesse tratamento.

3. Interação entre Torração e Granulometria

Uma análise das interações entre torração e granulometria revelou que a combinação de torção escura e granulometria grossa foi mais eficaz na redução dos níveis de OTA_Res, apresentando menores concentrações de toxina. Por outro lado, a combinação de torração clara e granulometria fina resultou nos maiores níveis de Ocratoxina A.

Esses resultados indicam que tanto a intensidade da torção quanto o tamanho das partículas influenciam significativamente os níveis de OTA_Res. Torrações mais intensa e partículas maiores atuam de forma sinérgica para diminuir a presença de toxina. Grãos com granulometria fina e torração clara, ao contrário, são menos eficientes para a manipulação da Ocratoxina A, resultando em concentrações mais altas de toxina.

4. Visualizações Gráficas

Os gráficos gerados (boxplots, gráficos de dispersão e histogramas) permitiram uma visualização clara das tendências discutidas. O histograma dos níveis de Ocratoxina A indicou que a distribuição dos níveis de toxina é assimétrica, com uma concentração maior de valores baixos, especialmente em torrações escuras e granulometrias grossas. O gráfico de dispersão destacou a interação entre os fatores de torração e granulometria, mostrando claramente que os níveis de OTA_Res são mais elevados nos tratamentos com torração clara e granulometria fina.

Conclusão

Os resultados desta análise descritiva indicam que tanto a torção quanto a granulometria afetaram significativamente os níveis de Ocratoxina A em grãos de café. Torrações mais escuras e granulometrias mais grossas resultam em níveis mais baixos de OTA_Res, enquanto torrações claras e granulometrias finas aumentam a concentração de toxina. Essas descobertas são particularmente relevantes para a indústria do café, pois sugerem que o controle rigoroso da torração e da granulometria pode ser uma estratégia eficaz para minimizar os níveis de Ocratoxina A, garantindo maior segurança alimentar.