Compostos voláteis do purê de abóbora no headspace da embalagem

Os frutos e derivados geralmente apresentam uma composição complexa de constituintes voláteis. Porém, sabe-se que apenas uma fração dos compostos voláteis está envolvida diretamente na qualidade do aroma e sabor das frutas, dentre estes, apresentando impactos odoríferos distintos. Assim, o conhecimento da composição dos voláteis associados às ferramentas sensoriais permite selecionar compostos importantes para descrever a qualidade de um determinado fruto. Este segmento de pesquisa é de importante relevância, pois tem auxiliado na seleção de cultivares, denominação de origem, manejo pré e pós- colheita e beneficiamento de frutas (WANG et al., 2009; DAMIANI et al., 2009; SOUSA GALVÃO et al., 2011). Existe uma grande diversidade de frutas que ainda não foram exploradas quanto aos compostos voláteis, como a abóbora.

A pesquisa envolvendo compostos voláteis tem início com uma etapa de isolamento e concentração da fração volátil através de um determinado método de extração, seguida por uma análise cromatográfica, na qual ocorrerá a separação, quantificação e/ou

identificação dos analitos, e uma última etapa subsequente que consiste no processamento dos dados (VALENTE et al., 2000). Os compostos voláteis são geralmente analisados por cromatografia gasosa (CG) acoplada a espectrometria de massa (EM). CG-EM é um método muito utilizado para identificar aromas, odores ou substâncias tóxicas, mas para isso é necessário incluir um primeiro passo envolvendo a extração da fração volátil (DELGADO et al., 2011). Assim, a preparação da amostra é uma etapa crucial para a análise do perfil volátil. Métodos tradicionais de preparação de amostra usam solventes e temperaturas para extração destes componentes que podem induzir a mudanças nas estruturas dos analitos (OLIVEIRA et al., 2004).

A microextração em fase sólida (SPME – Solid Phase

Microextraction) é uma técnica de preparação de amostra mais

comumente utilizada para a determinação de diversos componentes voláteis de matrizes sólidas e líquidas em curto espaço de tempo e de maneira simples. Esta técnica é uma alternativa para extração, não induzindo a modificações nos componentes voláteis e tem sido usada para minimizar o uso de solventes tóxicos e combinar a introdução da amostra, extração e pré-concentração em um único passo, adequando-se às sensibilidades dos detectores de CG. Além disso, esta técnica é simples, facilita o transporte do material extraído para o cromatógrafo, é aplicável a muitos tipos de analitos, rápida, livre de solventes, de baixo custo, facilmente automatizada, seletiva e sensitiva. (PAWLISZYN, 1997; VALENTE et al., 2000).

Para a extração da fração volátil de matrizes complexas, as fibras mais comumente empregadas são misturas de dois ou mais polímeros como DVB/PDMS (divinilbenzeno/polidimetilsiloxano) e ou DVB/CAR/PDMS (divinilbenzeno/carboxen/polidimetilsiloxano), pois estes polímeros possuem diferentes mecanismos para adsorver/absorver os componentes e assim, ter a capacidade de extrair compostos de diferentes polaridades (MARTENDAL et al., 2011). O dispositivo básico de SPME consiste de um bastão de fibra ótica, de sílica fundida de 100 mm de diâmetro, com 10 mm de uma extremidade recoberta com um filme fino de um polímero ou de um sólido adsorvente. O tipo de fibra é escolhido de acordo com a matriz que se deseja analisar. O guia de seleção de uso para as fibras comercialmente disponíveis relacionadas na Tabela 2 são úteis como ponto de partida, mas devem ser preferencialmente conferidas experimentalmente (SUPELCO INC, 1996).

Tabela 2 - Guia de seleção de fibras de SPME comercialmente disponíveis.

Tipo de analito Fibra recomendada Gases e compostos de baixo

peso molecular (PM 30-225) 75μm/85 μm Carboxen / polidimetilsiloxano Voláteis (PM 60-275) 100 μm polidimetilsiloxano Voláteis, aminas e compostos nitro-aromáticos (PM 50- 300) 65 μm polidimetilsiloxano / divinilbenzeno Polar semi-voláteis (PM 80- 300) 85 μm poliacrilato Compostos de elevado peso

molecular não-polares (PM 125-600) 7 μm polidimetilsiloxano Não-polar semi-voláteis (80-500 PM) 30 μm polidimetilsiloxano Os álcoois e compostos polares (40-275 PM) 60 μm de Carbowax (PEG) Compostos voláteis e semi-

voláteis, em C3-C20 (PM 40-275) 50/30 μm divinilbenzeno/carboxen em polidimetilsiloxano Análise de traços de compostos (PM 40-275) 50/30 μm divinilbenzeno/carboxen em polidimetilsiloxano Aminas e os compostos polares (apenas HPLC) 60 μm polidimetilsiloxano / divinilbenzeno Fonte: Sigma-Aldrich (2013).

O headspace de uma embalagem é definido como o espaço vazio entre o produto e a embalagem, onde estão contidos os compostos voláteis que volatilizam da matriz alimentar. A determinação de compostos voláteis é de grande relevância, pois estes são responsáveis pelo aroma e sabor, e a consequente aceitação do produto, além de indicativos de alterações sofridas durante o tratamento térmico ou processamento. Neste grupo estão inclusos compostos como aldeídos, álcoois, cetonas, terpenos, éteres, ésteres, furanos e hidrocarbonetos (PAWLISZYN, 1997).

De acordo com Pawliszyn (1997), existem dois métodos possíveis de extração, a direta e a de headspace, sendo a última indicada para analitos de média e alta volatilidade. As variações mais conhecidas desta técnica incluem o método do headspace estático e o método do

headspace dinâmico (purge-and-trap). No modo estático, a amostra é

armazenada e selada em um frasco hermético (Figura 5) e os analitos voláteis são coletados no headspace do frasco após equilíbrio de volatilização. O headspace (HS) por SPME acoplado ao CG-MS é uma técnica valiosa para análises de compostos voláteis e semi-voláteis e tem sido amplamente utilizada em análise de alimentos (PAWLISZYN, 1997).

Figura 5 - Frasco hermético para SPME contendo amostra sólida (S) e o

headspace (G) contendo os compostos voláteis da matriz alimentícia.

Fonte: Labhut Education Center (2013).

A Figura 6 ilustra uma fibra comercial em que o recobrimento, ou filme extrator, tem espessura de 100 µm.

Analitos voláteis

Figura 6 - Dispositivo da fibra de SPME: (A) Posição com a fibra retraída na agulha (tubo hipodérmico de diâmetro externo 0,56 mm); (B) posição com a fibra exposta. No detalhe são mostradas as dimensões típicas da seção com recobrimento de 100 µm de espessura.

Fonte: Valente et al. (2000).

As espessuras dos recobrimentos de fibras comerciais variam de 7 a 100 µm e seus volumes de 0,03 a 0,7 µL. A extração ocorre mergulhando a seção recoberta na amostra, ou no seu “headspace”. As fibras extraem pequenas quantidades de analito, o que facilita sua dessorção e subsequente separação cromatográfica (VALENTE et al., 2000).

As fibras são frágeis, razão pela qual o dispositivo mostrado na Figura 6 foi projetado para que ela possa ser retraída para dentro do tubo hipodérmico durante operações que possam danificá-las, tais como a de transporte e as de perfurar o septo do frasco de amostra e o do injetor do CG. Realizada a extração, a fibra é retirada da amostra e inserida no injetor do CG, onde os analitos são termicamente dessorvidos sob fluxo do gás de arraste e carregados para a coluna cromatográfica (Figura 7) (VALENTE et al., 2000).

Figura 7 - Uso do amostrador de SPME para o processo de extração e o de dessorção do material extraído para análise por CG.

Fonte: Sulpeco, Inc (1996).

Na extração por SPME, as moléculas dos analitos devem se deslocar da matriz e penetrar no recobrimento. Para isto, resistências a transferências de massa devem ser vencidas, até que se estabeleça um equilíbrio de partição (ou de adsorção, para o caso de recobrimentos sólidos) do analito, entre a fibra e o meio que a envolve. Portanto, a teoria de SPME baseia-se na cinética de transferência de massa entre fases e na termodinâmica que descreve o equilíbrio de partição do analito entre elas (PAWLISZYN, 1997). Além disso, a espectrometria de massa (MS) é utilizada para obter informação da massa molecular e de características estruturais, tanto qualitativa quanto quantitativa da amostra (PAWLISZYN, 1997).