Desenvolvimento, otimização e validação de metodologia analítica para determinação de ácidos orgânicos alifáticos em cachaças utilizando eletroforese capilar de zona

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciências dos Alimentos, Florianópolis, 2012O presente estudo propõe o desenvolvimento de uma metodologia para determinação de ácidos carboxílicos alifáticos de baixo peso molecular (ACAlBPM) indicadores de qualidade e de processamento em amostras de cachaças produzidas e comercializadas no estado de Santa Catarina. O desenvolvimento do método por eletroforese capilar de zona foi realizado com o auxílio do software PeakMaster que avalia o comportamento dos analitos quanto aos parâmetros de mobilidade efetiva e dispersão por eletromigração; e SIMULSC, que constrói curvas de mobilidade dos compostos em função do pH. As condições experimentais foram: eletrólito de corrida, -alanina 21 mmol L-1 e ácido 3,5 dinitrobenzóico 10 mmol L-1, pH 3,6, injeção hidrodinâmica, 50 mbar/3 s, tensão de 30 kV, polaridade negativa, capilar 73,5 cm (Ltot), 64,5 cm (Ldet), 75 µm (DI), revestido com quitosana quaternizada, modo de detecção indireto em 254 nm. Os ACAlBPM: maleico, malônico, tartárico, fórmico, cítrico, málico, glicólico, lático, succínico e acético foram separados em menos dez minutos, com padrão interno ácido aspártico. A validação intralaboratorial foi realizada para verificação dos parâmetros: linearidade e faixa de trabalho, efeito de matriz, seletividade, repetibilidade, reprodutibilidade parcial, recuperação, limites de detecção e quantificação e robustez. O método se mostrou linear por avaliação visual e R2 na faixa de 6,97 a 27,8, 6,24 a 24,9; 9,01 a 36,0; 2,76 a 11,04; 11,5 a 46,1; 8,05 a 32,1; 4,57 a 18,2; 8,11 a 32,4; 7,09 a 28,3; 36 a 144 mg L-1 para os ácidos maleico, malônico, tartárico, fórmico, cítrico, málico. glicólico, lático, succícnico e acético, respectivamente,. Os limites de detecção variaram de 0,69 a 5,76 mg L-1 com DPR de 4,9 a 9,4%; os limites de quantificação variaram de 2,76 a 11,5 mg L-1 com DPR de 3.8 a 8,6%; o método mostrou-se robusto para os parâmetros tensão, temperatura, pressão, comprimento de onda, tempo de lavagem e tempo de injeção; a recuperação foi avaliada em sete níveis para estes ácidos, e estes apresentaram valores de recuperação de 89,6 % a 145%. Os valores de DPR para reprodutibilidade parcial e repetibilidade foram satisfatórios, menores que 9,81 e 12,9%, respectivamente. A metodologia foi aplicada na análise de duas amostras de cachaça não envelhecidas e dez envelhecidas; com preparo de amostra por simples diluição. A concentrações encontradas variaram de 0,19 a 2,99 mg L-1 para o ácido fórmico; 1,02 a 16,5 mg L-1 para o ácido lático; e 5,39 a 106,4 mg L-1 para ácido acético. A acidez titulável total foi avaliada pelo método titulométrico e as concentrações encontradas apresentaram diferença significativa para a = 0,05, demonstrando a potencialidade da técnica para discriminação individual destes ácidos presentes em amostras de cachaça e sua importância no controle de qualidade da bebida, uma vez que estes ácidos podem fornecer informações sobre controles de processo e higiene que venham a afetar a qualidade e rendimento do álcool produzido.Abstract : This study proposes the development of a methodology to determine the aliphatic carboxylic acids of low molecular weight (ACAlBPM) indicators of quality and processing in sugarcane spirit samples produced and marketed in Santa Catarina. The method was developed using capillary zone electrophoresis with the aid of Peakmaster®, software that assesses the behavior of analytes for the parameters of effective mobility and electromigration dispersion, and SIMULSC, which builds the compound's mobility curves as a function of pH. The experimental conditions were: background electrolyte; 21 mmol L-1 ?-alanine and 10 mmol L-1 3,5-dinitrobenzoic acid; pH 3,6, hydrodynamic injection; 50 mbar/3 s; 30 kV voltage; negative polarity; capillary 73.5 cm (Ltot), 64,5 cm (Ldet), 75 ?m (ID) and coated with chitosan quaternized, indirect detection mode at 254 nm. The ACAlBPM (maleic, malonic, tartaric, formic, citric, malic, glycolic, lactic, succinic and acetic acids) were separated in less than ten minutes using the aspartic acid internal standard. An in-house validation was performed to check the parameters: linearity and working range, matrix effect, selectivity, repeatability, partial reproducibility, recovery, limits of detection and quantification and robustness. The method showed linearity by visual evaluation and R2 in the range of 6,97 a 27,8, 6,24 a 24,9; 9,01 a 36,0; 2,76 a 11,04; 11,5 a 46,1; 8,05 a 32,1; 4,57 a 18,2; 8,11 a 32,4; 7,09 a 28,3; 36 a 144 mg L-1 for maleic, malonic, tartaric, formic, citric, malic. glicolic, lactic, succicnic and acetic acids, respectively. The detection limits were from 0.69 to 5.76 mg L-1 with RSD from 4.9 to 9.4 percent, the quantification limits were from 2.76 to 11.5 mg L-1 with RSD 3.8 to 8.6 percent, the method was robust for voltage, temperature, pressure, wavelength, washing time and injection time parameters; recovery was evaluated in seven levels for these acids that showed values from 89.6 to 145 percent. The values of RSD for partial reproducibility and repeatability were satisfactory, less than 9.81 and 12.9 percent, respectively. The methodology was applied in the analyses of two sugarcane spirit samples not aged and ten aged sugarcane spirit samples, with sample preparation by simple dilution. The concentrations found were from 0.19 to 2.99 mg L-1 for formic acid, from 1.02 to 16.5 mg L-1 for lactic acid and from 5.39 to 106.4 mg L-1 for acetic acid. The total titratable acidity was measured with the titrimetric method, and the concentrations found showed significant differences for a = 0.05. This shows the potential of this technique for individual discrimination of these acids in sugarcane spirit samples and its importance in controlling beverage quality, since these acids can provide information about process controls and hygiene that may affect the quality and yield of alcohol produced

Mel de melato de bracatinga (Mimosa scabrella Bentham) do planalto serrano de Santa Catarina: discriminação e potencialidade funcional

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2017.O mel, além de altos teores de frutose e glicose, apresenta em sua composição menores concentrações de compostos com importantes propriedades nutricionais e discriminatórias. Méis de melato têm sido especialmente valorizados pelo sabor forte característico e possíveis efeitos benéficos à saúde quando comparados aos méis florais, incluindo mel de melato de bracatinga (MMB), obtido a partir de exsudato de cochonilhas (Tachardiella sp) que infestam a espécie bracatinga (Mimosa scabrella Bentham). Assim, a discriminação com relação à garantia de origem em termos de fonte (floral ou melato) e identificação geográfica, bem como a avaliação de classes de compostos com possíveis propriedades bioativas, se tornam importantes aspectos de controle de qualidade e autenticidade. Devido à relevância econômica e produtiva no mercado internacional e escassez de estudos sobre o MMB, os objetivos deste estudo foram: determinar aminoácidos livres (AAL) a fim de elucidar a contribuição de cochonilhas (Tachardiella sp) e abelhas (Apis mellifera) ao MMB e discriminar geograficamente este mel de cinco municípios do Planalto Serrano de Santa Catarina utilizando quimiometria; discriminar méis de melato e floral, de mesma espécie botânica (Mimosa scabrella Bentham) a partir da comparação do perfil de proteoma utilizando análise de componentes principais (PCA); e determinar compostos fenólicos totais (TCP) e individuais, minerais e capacidade antioxidante in vitro pelos mecanismos de captura de radical livre (DPPH) e redução férrica (FRAP) a fim de avaliar a qualidade com relação à potencialidade funcional. Os resultados obtidos evidenciaram a presença predominante dos AAL serina (Ser), prolina (Pro), asparagina (Asn), ácido aspártico (Asp) e ácido glutâmico (Glu) com concentrações que variaram de Abstract : Honey, besides high levels of fructose and glucose, present in its composition, compounds in smaller concentrations of special interest with important nutritional and discriminatory properties. Honeydew honeys have been specially valued because of the different sensory attributes and possible health beneficial effects when compared to floral honeys, including bracatinga honeydew honey (Bhh), obtained from exudates of plant-sucking insects (Tachardiella sp.) that infest the bracatinga species (Mimosa scabrella Bentham). Then, discrimination with respect to origin guarantee in terms of source (floral or honeydew) and geographic identification, as well as evaluation from compound classes with potential bioactive properties, become important aspects of quality control and authenticity. Due to the economic and productive importance in the international market and lack of studies about Bhh, the aims of this study were: to determine free amino acids (FAA) to elucidate the contribution from plant-sucking insects (Tachardiella sp.) and bees (Apis mellifera) to the Bhh and to discriminate geographically this honey from five municipalities of the Serrano Plateau from Santa Catarina using chemometrics; to discriminate floral and honeydew honeys of the same botanical species (Mimosa scabrella Bentham) from the comparison of the proteome profile using principal component analysis (PCA); and to determine total phenolic compounds (TPC) and individual phenolic compounds, minerals and in vitro antioxidant capacity by free radical capture (DPPH) and ferric reducing (FRAP) mechanisms in order to evaluate the quality in relation to functional potentiality. The results obtained evidenced the predominant presence of the FAA serine (Ser), proline (Pro), asparagine (Asn), aspartic acid (Asp) and glutamic acid (Glu) with concentrations ranging from <LQ for Pro, Asn and Asp at 1216 mg kg-1 for Glu in honeydew from plant- sucking insects (H) and from 56.7 mg kg-1 for Ser at 1447 mg kg-1 for Glu in Bhh; from this determination an effective contribution of Pro by the bee to the Bhh and the discrimination according to its geographical origin using chemometrics was observed. The proteome profile showed a higher average value of protein spots in Bhh (160) compared to the bracatinga floral honey (84) and common protein spots (45), which when subjected to the PCA, discriminated these honeys from same botanical species. The concentrations obtained for in vitro antioxidant capacities ranged from 16.5 to 43.4 mg AAE 100 g-1 for DPPH and from 523 to 1004 µmol FeSO4.7H2O 100 g-1 for FRAP, and from 84.4 a 197 mg GAE 100 g-1 for TPC which, when compared to other honeydew honeys, Bhh showed higher results; furthermore presented higher number and diversity of individual phenolic compounds, higher concentrations of quercetin and benzoic, caffeic, chlorogenic, ferulic, cumaric and syringic acids, differentiated major compounds (benzoic acid: from 46.7 to 1520 µg 100g-1, 3,4-dihydroxybenzoic acid: 96.7 to 228 µg 100g-1 and salicylic acid: 75.7 to 830 µg 100g-1) and phenolic compounds not yet reported in honeydew honeys (coniferaldehyde, hesperidin, isorhamnetin and pinobanksin). The predominant macroelements were K+ (from 2323 to 6332 mg kg-1), Ca2+ (from 4.80 to 140 mg kg-1) and Mg2+ (from 40.4 to 80.7 mg kg-1), showing higher concentrations of these and lower concentrations of Na+ (from 2.42 to 13.3 mg kg-1) when compared to honeydew honeys from other studies. Pearson correlation matrix analysis between TPC, DPPH, FRAP, individual phenolic compounds and minerals showed potential synergistic influence of the macroelements on the antioxidant action through the mechanisms analyzed. From these results and functional actions evidenced in vivo of honeys related to the antioxidant compounds and potential synergism of constituents of the smallest fraction of the honey composition, the Bhh demonstrated potential beneficial characteristics of functional properties. In addition, the AAL determination and proteomic profile, associated with chemometric tools, can represent an analytical strategy for authentication of this honey with respect to the geographical discrimination and kinds of honeys (floral and honeydew), respectively