ABSTRATO
Introdução
O azeite é um produto muito importante para a saúde humana, pois inibe a formação de radicais livres, crescimento de tumores, lesões e substâncias inflamatórias. Altas concentrações de ácidos graxos livres nos azeites resultam em deterioração lipídica devido ao ranço oxidativo ou hidrolítico.
Objetivo
Optimizar uma metodologia alternativa de eletroforese da zona capilar, sob detecção indireta por ultravioleta e determinar ácidos graxos livres em óleos vegetais comestíveis sem etapas de derivatização na preparação da amostra.
Métodos
A condição utilizada consistiu de 15 m m de NaH 2 PO 4 –Na 2 HPO 4 a pH ~ 6,86, 4,0 m m de dodecibenzenossulfonato de sódio, 8,3 m m de Brij 35®, 45% v / v de acetonitrila e 2,1% de 1‐ octanol, injeção a 12,0 mbar de pressão por 4 s, +19 kV de tensão aplicada e detecção indireta a 224 nm, dentro de um tempo de análise de 11 min.
Resultados
O método de eletroforese da zona capilar foi aplicado com sucesso na determinação de ácidos graxos livres em amostras de azeite extra-virgem, azeite virgem e óleo de soja. A comparação com o método oficial de titulação volumétrica não mostrou diferença significativa dentro do intervalo de confiança de 95%.
Conclusão
A principal vantagem do método proposto é a possibilidade de observar a quantidade individual de ácidos graxos livres, o que seria útil para pesquisadores interessados em estudar o efeito do perfil de ácidos graxos livres no processo oxidativo em alimentos. Direitos autorais © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
Introdução
O azeite é um produto muito importante para a saúde humana, pois inibe a formação de radicais livres, crescimento de tumores, lesões e substâncias inflamatórias, melhora o perfil lipídico e evita o envelhecimento das células (de Oliveira et al ., 2008 ). O azeite de melhor qualidade é o extra virgem, preparado a partir da primeira prensagem a frio das azeitonas e com um preço comercial mais alto comparado aos outros óleos. Em muitos países, regras rígidas foram criadas para a proteção do consumidor, levando em consideração diferentes possibilidades analíticas para identificar a autenticidade e a qualidade do azeite. Um dos parâmetros avaliados para a qualidade do azeite é a acidez livre, expressa pela porcentagem de ácido oleico (C18: 1 9c) (Tabela 1) (Regulamento da Comissão Europeia, 1991 ).
| produtos | Acidez, expressa em ácido oleico (g / 100 g) |
|---|---|
| Azeite virgem extra | 0,8 |
| azeite virgem | 2.0 |
| Azeite virgem comum | 3.3. |
| Azeite refinado | 0,3 |
| Azeite | 1.0 |
| Azeite lampante | > 3.3 |
O ranço hidrolítico é produzido a partir da hidrólise da ligação éster pela lipase ou pela umidade, resultando na produção de ácidos graxos livres (AGL). Os AGL formados são responsáveis pelo sabor e odor desagradável, principalmente em gorduras como a manteiga, que possui uma grande quantidade de ácido graxo molecular de baixa massa (AG). No entanto, em gorduras que contêm AG não volátil, como em óleos vegetais comestíveis, o sabor e o odor característicos não aparecem junto com a deterioração (Osawa et al ., 2006) A alta concentração de AGL nos óleos comestíveis resulta em deterioração lipídica, que constitui um dos problemas mais importantes na indústria de azeite. Estudos realizados com ratos mostraram que a presença de comida rançosa na dieta pode contribuir para a inativação ou destruição parcial das vitaminas A, D, E e K, caroteno, tocoferóis, ácido ascórbico e ácidos graxos essenciais; além disso, altera a operação do sistema digestivo (Greenberg e Frazer, 1953 ).
Por outro lado, o acúmulo de AGL nas plantas, por exemplo, pode indicar que elas foram expostas a estresse ambiental, como congelamento ou dessecação (Barclay e Mckersie, 1994 ). Além disso, o trabalho de Barclay e Mckersie ( 1994 ) mostrou que a determinação da AGL individual também é importante porque o ácido palmítico livre pode reduzir a produção de aldeído, enquanto o ácido linolênico livre aumenta o aldeído e diminui o produto fluorescente simultaneamente.
Nesse contexto, é muito necessário o desenvolvimento e a otimização de métodos analíticos alternativos rápidos e confiáveis para a determinação da acidez do óleo. É importante destacar que esses métodos podem ser úteis para auxiliar no controle de qualidade ou no monitoramento da acidez das azeitonas armazenadas, no azeite extraído ou até para atestar a qualidade do produto disponível para consumo na prateleira do mercado.
O método clássico para determinação da acidez do azeite é a titulação volumétrica alcalina (AVT) (Regulamento da Comissão Europeia, 1991 ; Mariotti e Mascini, 2001 ). No entanto, outras abordagens analíticas têm sido utilizadas, como análise de injeção de fluxo em sistemas automatizados (Nouros et al ., 1997 ; Mariotti e Mascini, 2001 ), extração líquido-líquido de injeção reversa de fluxo (Zhi et al ., 1996 ), voltametria redução de quinonas (Takamura et al ., 1999 ), espectroscopia no infravermelho e no infravermelho próximo (Lai et al ., 1995 ; Cayuela et al .,2009 ), espectroscopia Raman (Aparicio e Baeten, 1998 ), análise de fluxo de injecção (FIA) (Makahleh e Saad, 2011 ) e cromatografia gasosa (G e rcker e Rodriguz-Estrada, 2000 ; kanya et ai ,. 2007 ).
Desde a década de 1990, a eletroforese capilar (CE), uma técnica de separação baseada na migração diferencial de compostos neutros, iônicos e ionizáveis pela aplicação de um campo elétrico em um tubo capilar de sílica fundida preenchido com uma solução eletrolítica conveniente, foi aplicada com sucesso como método alternativo para análise da AF em diferentes matrizes (Balesteros et al ., 2007 ; De Castro et al ., 2010 ; Porto et al ., 2011 ; Barra et al ., 2012 , 2013 ; Castro et al ., 2013 ).
O presente estudo leva em consideração o trabalho realizado por Balesteros et al . ( 2007), que foi o primeiro relato da literatura da análise da acidez do azeite por eletroforese na zona capilar (CZE). Entretanto, na época, a metodologia proposta não era tão atraente para os usuários com pouca experiência na técnica CE, devido à necessidade de remover o revestimento externo de poliimida nas extremidades do capilar, a fim de evitar problemas de adsorção. Esse fenômeno foi observado após investigação detalhada, na qual o revestimento se dissolveu parcialmente no eletrólito e o polímero aderiu gradualmente à parede interna do capilar, perturbando significativamente o perfil de separação e, consequentemente, diminuindo a vida útil do capilar. Além disso, o método foi aplicado apenas à determinação da acidez do azeite de oliva virgem extra (EVOO).
Nesse contexto, o principal objetivo do presente trabalho foi demonstrar o potencial do CE para análise de AGL em óleos vegetais, como amostras de EVOO, azeite virgem (VOO) e óleo de soja (SO). Além disso, como o método possibilita a determinação de AGL individuais, o ácido oleico pode ser usado como marcador para indicar possível EVOO fraudulento e, consequentemente, seria útil no controle de qualidade do produto. Portanto, o método proposto pode ser proposto como uma alternativa atraente ao método oficial pelo AVT (Regulamento da Comissão Europeia, 1991 ), que utiliza a fenolftaleína como indicador, em termos de boa taxa de amostragem, economia de solventes e amostra e redução da intervenção humana.
materiais e métodos
Produtos químicos e materiais
Todos os reagentes eram de grau analítico e a água foi purificada por desionização (sistema Milli-Q; Millipore, Bedford, MA, EUA). Foram adquiridos os solventes metanol (MeOH), etanol (EtOH) (Vetec, Rio de Janeiro, Brasil), acetonitrila (ACN) e 1-octanol (Merck, Rio de Janeiro, Brasil) de grau cromatográfico. O éter laurilico de polioxietileno 23 (Brij 35®) e o dodecilbenzenossulfonato de sódio (SDBS) foram obtidos da Sigma-Aldrich (St Louis, MO, EUA), e o hidróxido de sódio (NaOH) foi obtido da Synth (São Paulo, Brasil).
Os padrões FA tridecanóico (C13: 0), palmítico (C16: 0), oleico (C18: 1 9c) e linoléico (C18: 2 9c, 12c) foram adquiridos da Sigma-Aldrich. Soluções-mãe individuais de FA a uma concentração de 20,0 m m foram preparadas dissolvendo quantidades apropriadas dos padrões mencionados acima em metanol e foram armazenadas em um freezer até a análise. Uma mistura de todos os padrões foi preparada na concentração de 0,5 m m pelas diluições apropriadas em MeOH.
A solução-mãe aquosa de Brij 35® foi preparada pesando e dissolvendo uma quantidade correspondente a 50,0 m m em um balão volumétrico de 100,0 mL. Uma massa de NaOH correspondente a 1,0 m foi pesada e dissolvida em um balão volumétrico de 100,0 mL e o volume foi cheio com água desionizada. Uma solução-mãe SDBS aquosa foi preparada pesando e dissolvendo uma massa correspondente a 100,0 m m em um balão volumétrico de 100,0 mL.
As soluções-mãe de tampão aquoso (pH ~ 6,86) em concentrações de 100,0 m m foram preparadas a partir de uma massa de fosfato de sódio monobásico (NaH 2 PO 4 ) correspondente a 50,0 m e 50,0 m m de fosfato de sódio dibásico (Na 2 HPO 4 ) , que foi pesado e dissolvido em um balão volumétrico de 250,0 mL. Os tampões de fosfato e as soluções de estoque Brij 35® foram mantidos em um freezer para evitar a formação de mofo. A solução fresca de eletrólito de trabalho foi preparada pelas diluições apropriadas dos estoques e pela incorporação de solventes.
Instrumentação para o sistema de eletroforese capilar
As experiências foram conduzidas usando um sistema CE (HP3d CE, Agilent Technologies, Palo Alto, CA, EUA) equipado com um detector de díodos (DAD), com detecção indireta por ultravioleta (UV), a 224 nm, um dispositivo de controle de temperatura ( definido em 25 ° C), software de aquisição e tratamento de dados (HP ChemStation, Rev. A.06.01). As amostras foram injetadas hidrodinamicamente (12,0 mbar por 4 s) e o sistema eletroforético foi operado sob polaridade normal e tensão constante (+19 kV); a integração manual foi realizada usando as linhas de base de pico. Para todas as experiências, foi utilizado um tubo capilar de sílica fundida com revestimento externo de fluoropolímero (TSH) (Polymicro Technologies, Phoenix, AZ, EUA): 48,5 cm de comprimento (40 cm de comprimento efetivo), 75 µm de diâmetro interno (ID) e 375 µm de diâmetro externo (DO). No presente caso,et al . ( 2007 ).
Preparação de amostra
Electroforese capilar
As amostras de EVOO, VOO e SO foram adquiridas no mercado local. Um ponto chave na etapa de preparação da amostra é a massa pesada: a massa pesada de cada amostra leva em consideração o perfil de resolução de separação apresentado. Assim, quanto maior a acidez esperada, menor deve ser a massa para suportar o peso: o peso da massa do EVOO foi de 0,75 g, o peso da massa do VOO foi de 0,50 g e o peso da massa de SO foi de 1,50 g.
As amostras pesadas foram transferidas para balão volumétrico de 5,0 mL e 0,50 m mde C13: 0 foi adicionado, como padrão interno (IS), e o volume foi completado com etanol a 60 ° C. O balão volumétrico foi agitado manualmente e após o arrefecimento o volume foi completado, novamente, com etanol à temperatura ambiente. Foi agitado por vórtice por 2 minutos e mantido por 2 minutos em repouso. Uma alíquota da fase etanólica (parte superior) foi injetada no equipamento CE. As análises foram realizadas em duplicatas autênticas. É importante mencionar que foram realizados testes de amostra de dissolução usando outros solventes, como metanol e isopropanol. No entanto, os resultados não foram satisfatórios, pois com esses solventes foram observadas relações sinal-ruído mais altas nos perfis dos eletroferogramas quando comparados ao uso de etanol.
Titulação
As análises foram realizadas utilizando o método oficial de titulação volumétrica a frio, de acordo com o Regulamento da Comissão Europeia ( 1991 ). As amostras foram tituladas com NaOH 0,1 m , fenolftaleína como indicador e mistura tolueno: etanol (1: 1 v / v) como reagente extrator. As análises foram realizadas em duplicatas autênticas. O procedimento de preparação de amostras para o método CE e a titulação são ilustrados na Fig. 1 .
Procedimentos de eletroforese capilar
Antes do uso, os novos capilares foram condicionados por lavagem com pressão de NaOH 1,0 m m (40 min), água desionizada (15 min) e solução eletrolítica (15 min). Os capilares foram regenerados entre as execuções lavando-se com NaOH 1,0 m (2 min), água desionizada (2 min) e solução eletrolítica fresca (2 min). Esse procedimento de condicionamento foi fundamental para garantir a repetibilidade da área do pico e do tempo de migração e para evitar a adsorção de soluto na parede capilar.
Análise estatística
Os testes estatísticos, como homoscedasticidade e normalidade, foram realizados no software IBM®SPSS® Statistics 14.0 for Windows. A análise de falta de ajuste foi realizada no software Microsoft Office® Excel.
Resultados e discussão
Eletrólito de fundo
Tradicionalmente, a análise de AGL por CZE leva em consideração o eletrólito de fundo (BGE) adicionado ao solvente orgânico, como o ACN, a fim de evitar a formação de micelas entre os AGL; pH superior a 7,0, a fim de promover a dissociação do grupo carboxila (porque o FFA possui pKa ≈ 5,0, eles são analisados em forma aniônica) sob contra fluxo eletroosmótico (EOF), EOF catódico e uso de agente cromofórico (SDBS) para promover a detecção indireta , porque o AGL saturado apresenta baixa absorção molar na faixa de UV. Assim, a BGE consistia em 15 m m de NaH 2 PO 4 –Na 2 HPO 4 a pH ~ 6,86, 4,0 m m SDBS, 8,3 m mBrij 35®, 45% v / v ACN e 2,1% 1-octanol. Assim, a ordem de saída de cada FFA leva em consideração a relação de carga e tamanho. Em outras palavras, o FFA que tem uma relação baixa de carga e tamanho, resiste menos ao EOF e alcança a janela de detecção primeiro.
Cálculo do fator de resposta
A proposta da quantificação de FFA em amostras de óleo vegetal comestível foi baseado em um estudo estatístico, incluindo o factor de resposta ( R f ) o cálculo usando C13: 0 como o padrão interno (IS). A fim de calcular R f , uma experiência aleatória em repetições autênticos usando padrões de FFA de C16: 0, C18: 1 9c e C18: 2 9c, 12c, em concentrações de 0,2, 0,6, 1,0, 1,4, 1,8 e 2,2 m de m e IS em concentração fixa de 0,5 m m , foi realizada pelo método dos mínimos quadrados (LSM). É importante observar que a prática correta para avaliar o ajuste do modelo inclui a remoção de pontos em cada nível, se necessário. A tabela 2 mostra os valores usados no modelo de regressão.
| FFA | [FFA] / [IS] | Primeira replicação do sinal | Segunda réplica do sinal | Sinal e replicação |
|---|---|---|---|---|
| C18: 1 9c | 1.2 | 78,7 | 70,7 | - |
| 2.0 | 96,1 | 90,3 | - | |
| 2.8 | 208,2 | 147,6 | - | |
| 3.6. | 194,2 | 181,5 | - | |
| 4.4. | 292,8 | 303,6 | - | |
| C16: 0 | 0,4 | 36,9 | 31,8 | - |
| 1.2 | 111,5 | 129,4 | - | |
| 2.0 | - | 179,9 | - | |
| 2.8 | 208,5 | 217,9 | - | |
| C18: 2 9c, 12c | 0,4 | 33,4 | 28,3 | 28,2 |
| 2.0 | 134,6 | 127,1 | 160,2 | |
| 2.8 | 243,8 | 220,7 | 211,4 | |
| 3.6. | 262,2 | 317,0 | 344,1 | |
| 4.4. | 367,6 | 406,8 | 472,4 |
Assim, após cuidadosa avaliação estatística (α = 0,05), ou seja, a estimativa de suposições, como teste de homocedasticidade (Levene: diferentes números de repetições no mesmo nível ou Cochran: mesmos números de repetições no mesmo nível), teste de normalidade de resíduos ( Shapiro – Wilk) e teste de falta de ajuste através da hipótese de teste a priori ( anova ), recomendado pelo IUPAC (Danzer e Currie, 1998 ), descrito na equação 1 , em que m i é o número de medições, p representa os pontos de calibração, e m é o produto de p e m i , o modelo de regressão foi implementado.
(1)
No presente caso, o diagnóstico do modelo de regressão era adequado sem falta de ajuste, pois o valor de F calculado é menor do que F crit para todos FA no intervalo de confiança de 95% para o intervalo de concentrações estudado e o R f valores encontrados foram 0,526, 0,622 e 0,604 para C18: 1 9c, C16: 0 e C18: 2 9c, 12c, respectivamente, conforme resumido na Tabela 3 .
| FFA | Declive | Interceptar | r | F calc | F crit |
|---|---|---|---|---|---|
| C18: 1 9c | 0,526 (± 0,016) | ‐0,143 (± 0,048) | 0,996 | 4,42 | 5,41 a |
| C16: 0 | 0,622 (± 0,024) | -0,013 (± 0,048) | 0,994 | 1,80 | 6,59 b |
| C18: 2 9c, 12c | 0,604 (± 0,012) | -0,078 (± 0,037) | 0,997 | 2,86 | 3,71 c |
- uma guiaF(n1 = 3,n2 = 5).
- b GuiaF(n1 = 3,n2 = 4).
- c GuiaF(n1 = 3,n2 = 10).
- Teste de Cochran: C calc (C18: 1 9c) = 0,32, tab C (C18: 1 9c) = 0,93; C calc (C18: 2 9c, 12c) = 0,63, C separador (C18: 2 9c, 12c) = 0,79; Teste de Levene ( p ‐ valor): (C16: 0): 0,06; Teste de Shapiro-Wilk (valores- p ): C18: 1 9c = 0,636; C16: 0 = 0,378; C18: 2 9c, 12c = 0,041.
Assim, o procedimento de quantificação envolvendo o cálculo de R f é descrito pela equação (2)
2)
Como o diagnóstico do modelo de regressão foi satisfatório, a inclinação pode ser usada como fator de resposta na equação 2 e, desde que o padrão interno C13: 0 a 0,5 m m seja usado, a concentração de AGL permanece oculta. Assim, o percentual de acidez na amostra foi realizado através da equação 3 , obtida após reorganização da equação 2 . É importante notar que o método CZE permite a determinação de AGL individuais, mas a% de acidez é expressa em porcentagem de ácido oleico, porque essa é a AF majoritária nos azeites. No entanto, para calcular o valor da% de acidez , devemos levar em consideração a soma de todos os AGL presentes nas áreas da amostra.
(3)
Esta abordagem é muito interessante, porque R f é calculado apenas uma vez para cada FFA em experimentos preliminares (sob condições operacionais controladas) com os padrões. Assim, após rigorosa avaliação estatística dos modelos de regressão através da homocedasticidade, avaliação de resíduos e teste de linearidade através do teste de falta de ajuste ( anova ), que não apresentaram evidências significativas para o intervalo considerado (no presente caso, todos os valores obtidos nos testes estatísticos considerados aceitáveis dentro dos intervalos de confiança de 95% e 96%), as inclinações obtidas podem ser usadas como R fpara a quantificação da amostra. Em outras palavras, se algumas análises foram realizadas usando o mesmo IS, na mesma concentração do experimento preliminar e nas mesmas condições operacionais (dimensões capilares, comprimento de onda, temperatura do cartucho, etc.) e não houve violações (ou evidências significativas) nos testes estatísticos, do calculado R f para cada FFA pode ser utilizado para amostras diferentes sem a necessidade de proceder a experiências para se obter a R f de cada vez.
Limite de detecção e limite de quantificação
O cálculo dos limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) pode ser realizado de três maneiras diferentes: (i) desvio padrão da resposta e da inclinação, (ii) abordagem sinal-ruído e (iii) avaliação visual. No presente caso, foi utilizada a abordagem sinal-ruído. Essa abordagem pode ser aplicada apenas a procedimentos analíticos que exibem ruído da linha de base, cuja relação sinal-ruído através do cálculo do desvio padrão da linha de base (ruído) e da altura do pico (sinal) dos analitos (ICH Expert Working Group, 2005 ) O LOD e LOQ foram calculados dentro da concentração correspondente a uma relação sinal-ruído igual a 3 (equação 4 ) e 10 (equação 5 ), respectivamente, onde S bé o desvio padrão da linha de base, C S é a concentração do analito, H max é a altura máxima do pico e H min é o nível da linha de base.
4)
(5)
Os valores de LOD (μ m ) foram 7,91 para C18: 1 9c, 6,96 por C16: 0 e 9,06 por C18: 2 9c, 12c, e os valores LOQ (μ m ) foram 26,35, 23,21 e 30,19 para C18: 1 9c, C16: 0 e C18: 2 9c, 12c, respectivamente.
Comparação entre os métodos de titulação CE e oficial
Para verificar a confiabilidade do método CE para a análise de AGL, as amostras EVOO, VOO e SO foram analisadas usando duplicatas autênticas e os resultados foram comparados com o método oficial de titulação volumétrica do Regulamento da Comissão Europeia ( 1991 ). A Tabela 4 mostra os resultados estatísticos, ou seja, de um teste não paramétrico de duas amostras relacionadas (teste de Wilcoxon) porque a suposição de normalidade da diferença de amostra não se aplicava à CE e à titulação. De acordo com os resultados obtidos pelo teste de Wilcoxon, não foram observadas evidências de diferenças significativas entre as duas metodologias dentro do intervalo de confiança de 95%, porque o valor de p obtido foi igual a 0,14 ( pValor> 0,05). Além disso, os valores obtidos estavam de acordo com a classificação de acidez do óleo vegetal.
| Amostra | CE /% de ácido oleico | Titulação /% de ácido oleico |
|---|---|---|
| EVOO | 0,35 | 0,36 |
| 0,40 | 0,35 | |
| VOO | 1,68 | 1,20 |
| 1,65 | 1,20 | |
| ENTÃO | 0,07 | 0,07 |
| 0,07 | 0,07 |
A Figura 2 mostra os eletroferogramas obtidos a partir das análises de amostras de EVOO, VOO e SO. O método CE atual, comparado ao método volumétrico de titulação oficial, apresenta vantagens como: possibilitar a observação da quantidade individual de AGL, o que pode ser de interesse para pesquisas sobre o efeito do perfil de AGL no processo oxidativo em alimentos; o uso de uma baixa quantidade de amostra e solventes orgânicos; toxicidade reduzida, porque os solventes orgânicos utilizados pela CE apresentam menor toxicidade; o erro de análise por CE pode ser diminuído, porque, em geral, a solução da amostra é colorida, o que pode ser confuso para usuários inexperientes na observação do ponto final da titulação.
Finalmente, pela CE, é possível realizar um controle de qualidade refinado da AGL individual nos alimentos, porque a taxa de processo de oxidação aumenta juntamente com o grau de insaturação da AGL, que funciona como um catalisador da reação de decomposição de peróxido (Paradiso et al ., 2010 ). Assim, o CE pode ser considerado uma técnica muito útil para a determinação de AGL em óleos vegetais comestíveis.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq - 475055 / 2011‐0 e 301689 / 2011‑3), Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais do Brasil (FAPEMIG ‐ CEX APQ 02420‐11 e CEX ‐ PPM 00205-11) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) para bolsas de estudo e apoio financeiro.
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