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Detecção de aromas e pigmentos em arroz
Dra. Jessica Fernanda HoffmannPós-doutoranda Labgrãos-DCTA-FAEM-UFPel
Pelotas, 31 de outubro de 2018
Fonte: Planeta arroz, edição 63, 2017
Atributos de agregação de valor
~120.000 toneladas/ano
nicho de mercado cresceu5x mais do que os outrosnos últimos 3 anos
valor 6-10x superior aoArroz Branco Tipo 1
“Variedades especiais”
Vermelho Preto Aromático
Arbóreo Selvagem Cateto
Atributos de agregação de valor “Variedades especiais”
Vermelho Preto Aromático
Arbóreo Selvagem Cateto
Como detectar e identificar os
pigmentos e aromas?
Arroz aromáticoExpressa aroma diferenciado antes e após o cozimento
Composto chave: 2-acetil-1-pirrolina
Fonte: Kusano et al., 2015; Buttery et al., 1983, Champagne, 2008)
+100 compostos voláteis identificados
Porquê avaliar compostos voláteis em arroz?
Perfil de compostos voláteis
Identificação dos compostos aromáticos chave
Análise de off-flavors
Checar autenticidade
Como detectar e identificar os compostos voláteis do arroz?
Extração dos compostos voláteis
Tempo de extração: 40 min
Separação e identificaçãoCromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
Cromatograma
Espectro de massas
Identificação dos compostos
+ Scan (13.19-13.47 min, 75 Scans) AE 151501 ALE 1.D Subtract HexanalHead to Tail MF=955 RMF=963
30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120
0
50
100
50
100
30
3739
39
41
41
42
42
43
43
44
44
45
45
49 51
51
53
53
55
55
56
56
57
57
58
58
61
62
63 65
65
67
67
69
72
72
73 77 7982
82
84
85
95 97 99
100
114
(replib) Hexanal
30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200
50
100
30
39
44
53
56
62
6772
82
85 100
O Bibliotecas de espectro de massas
Padrão externo
Índice de retenção de Kovatz
Quantificação1. Normalização: compara a área com % da composição da
mistura
2. Calibração externa: curva de calibração
3. Padronização interna: adição de quantidade conhecida de um padrão na amostra
4. Adição de padrão
Pesquisas realizadas com compostos voláteis
Perfil de compostos voláteis em arroz aromático brasileiro
Compostos Aroma
2-pentanona Frutal
2-Acetil-1-pirrolina Pipoca
Limoneno Limão, ervas
α-Pineno Ervas doces
1-Hexanol Grama
2-Metil butanal Fermentado
2-Octen-1-ol Cogumelos
1-Butanol Alcoólico, frutal
Pentanal Frutal, floral
3-metil-1-butanol Fermentado
2-hexanona Frutal, floral
Hexanal Oxidado
Fonte: Resultados de pesquisa Labgrãos/Embrapa
Diferenciação de genótipos brasileiros com base no perfil de voláteis
Fonte: Resultados de pesquisa Labgrãos/Embrapa
Variação no teor de 2-acetil-1-pirrolina em linhagens brasileirasLABGRÃOS
Campus Universitário - UFPEL, s/n
CEP 96160-000 - Caixa Postal 354 – Capão do Leão/RS
Fone (53) 3275-7284 - Ramal 219
Fonte: Resultados de pesquisa Labgrãos/Embrapa
AE 131022
AE 131028
AE 131036
AE 131415
AE 151501
AE 151519
JASMINE 85
IRGA 417
g g
-1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
2,5x
Influência da cor do pericarpo no teor de 2-AP
Fonte: Yang et al., 2008
Pericarpo preto
Jasmine
A cor do arroz pigmentado
Antocianinas Proantocianidinas
O que são antocianinas e proantocianidinas?
Compostos fenólicos
Metabólitos especializados
• Proteção (raios UV, patógenos e predadores)
• Atração de polinizadores
• Coloração
Moléculas
• anel aromático ( 1 ou +)
• grupo hidroxila (1 ou +)
Como detectar e identificar os pigmentos de arroz?
Extração
Separação
Detecção
Identificação
Quantificação
Influência do solvente na extração de antocianinas e proantocianidinas
Fonte: Alves et al., 2016
0,5g de amostra em 10mL de solvente
Separação e detecção
Separação e detecção
Detecção
96.0444
195.0877
124.0393
10. +MS, 0.4-0.6min #65-97
53.0390
80.0494
96.0443
124.0392
10. +MS2(124.0393), 20.5-30.7eV, 0.4-0.6min #67-99
0
1
5x10
Intens.
0
1
2
4x10
-50 0 50 100 150 200 250m/z
50 60 70 80 90 100 110 120 m/z
Espectro de massas
Perfil de fragmentação
Cromatograma – UV-Vis
510 nm para antocianinas280 nm para proantocianidinas
Identificação dos compostos
Pesquisas realizadas com arroz pigmentado
Influência do grau de polimento no teor de antocianinas e proantocianidinas
91%53%
67% 100%
Fonte: Paiva et al., 2014
Estabilidade de antocianinas e proantocianidinas durante armazenamento
Fonte: Ziegler et al., 2017
Tempo de armazenamento (meses)
0 2 4 6
Anto
cia
nin
as (
mg 1
00g
-1)
2160
2170
2180
2190
2200
16ºC
24ºC
32ºC
40ºC
Tempo de armazenamento (meses)
0 2 4 6
Pro
anto
cia
nid
inas (
mg 1
00g
-1)
96
98
100
102
16ºC
24ºC
32ºC
40ºC
Cocção afeta o teor de antocianinas
Cianidina Peonidina
Anto
cia
nin
as (
mg g
-1)
0
1
2
3
4
Cru
Cozido
Fonte: Tang, Cai & Xu, 2016
62,5%
65,7%
Influência do local de cultivo noperfil de antocianinas
maior teor das antocianinas
cianidina-3-glucosídeo e peonidina-3-glucosídeo Fonte: Dittgen, C. L. 2018