Publicação: Determinação Eletroanalítica de Tiramina em amostras de Vinho tinto utilizando Eletrodos de baixo custo
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
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Coorientador
Franco, Diego Leoni
Resumo
O vinho tinto é uma bebida obtida da fermentação do mosto de uvas, em que as
principais etapas de fabricação consistem na maceração e nas fermentações alcoólica
e malolática. A tiramina é uma amina biogênica que pode estar presente naturalmente
ou ser formada durante a vinificação, podendo exercer efeitos tóxicos e
farmacológicos ao organismo. Devido à importância para a saúde, é crescente o
número de países que estabelecem limites máximos para o teor de tiramina nos
alimentos, sendo importante o desenvolvimento de metodologias rápidas e de baixo
custo para a sua quantificação. Desta forma, os objetivos do trabalho foram
desenvolver um sensor eletroanalítico utilizando eletrodos de carbono de grafite de
lapiseira (ECGL) descartáveis e de baixo custo para determinação de tiramina em
amostras comerciais de vinho tinto e durante a fermentação uvas Vitis vinifera,
utilizando as técnicas de Voltametria de Pulso Diferencial (VPD) e Voltametria de
Onda Quadrada (VOQ). Foram definidas as melhores condições experimentais e
escolhidos os parâmetros de cada técnica, de acordo com a maior sensibilidade e
seletividade de resposta de detecção da tiramina. Além disso, realizou-se estudos do
mecanismo de oxidação da tiramina sobre os ECGL. Curvas analíticas para a
oxidação da tiramina utilizando VPD e VOQ foram construídas, validadas
analiticamente quanto a linearidade, faixa linear, limite de detecção (LD) e limite de
quantificação (LQ), precisão, exatidão, robustez e especificidade. O estudo do
mecanismo da reação de oxidação da tiramina sobre os ECGL mostrou ser
irreversível, adsortivo e envolvendo a troca de 3 elétrons e 3 prótons. As melhores
condições experimentais e voltamétricas foram obtidas utilizando o tampão fosfato
salino (PBS) 0,1 mol L-1, pH 7. Para a VPD foi utilizada a amplitude 50 mV e velocidade
de varredura 16 mV s-1 e para VOQ foi utilizada a amplitude de 50 mV e velocidade
de varredura de 16,14 mV s-1. Partindo dessas condições, as faixas lineares obtidas
para VPD e VOQ foram de 0,6 a 200 μmol L-1 (r2 = 0,9985) e 0,6 a 1000 μmol L-1 (r2 =
0,9969), LD de 0,52 e 0,77 μmol L-1 e LQ de 1,74 e 2,36 μmol L-1, respectivamente.
Na validação analítica não houve diferença significativa entre respostas no estudo de
precisão, de robustez (exceto para a temperatura) e especificidade (exceto para o
ácido gálico); os desvios padrão relativo (DPR) foram na maioria menores que 5%,
com faixas pequenas de intervalos de confiança IC (95%). As recuperações para
tiramina em amostras de vinho tinto comerciais variaram entre 94,4 ± 7,6 e 106,0 ±
2,4% com erro relativo (%BIAS) ≤ 6% e durante a vinificação variaram 89,2 ± 1,2 a
109,2 ± 7,6% com (%BIAS) ≤ 10,8%. Durante a vinificação foi observado também uma
tendência de aumento de concentração de tiramina durante o processo fermentativo
realizado com uvas Syrah. Durante as 4 fermentações observou-se o consumo dos
açúcares e formação de etanol e glicerol em quantidades variadas dependendo da
uva e da sua localização geográfica. De acordo com os resultados, pode-se concluir
que as metodologias desenvolvidas aliadas ao uso dos ECGL é uma alternativa,
simples, rápida para a determinação de tiramina em vinhos, tendo em vista a utilização
de materiais descartáveis, de baixo custo e altamente reprodutivos.
Abstract
Red wine is a drink obtained from the fermentation of grape must, in which the main
stages of manufacture consist of maceration, alcoholic and malolactic fermentations.
Tyramine is a biogenic amine that can be naturally present or formed during
winemaking, which can have toxic and pharmacological effects on the body. Due to
the importance of health, the number of countries that establish maximum limits for the
tyramine content in food is increasing, being important the development of fast and low
cost methodologies for the quantification of tyramine. Therefore, the objectives of the
study were to develop an electroanalytical sensor using disposable and inexpensive
pencil’s graphite carbon electrodes (PGCE) for determining tyramine in commercial
red wine samples and during fermentation of Vitis Vinifera grapes, using Differential
pulse voltammetry (DPV) and Squarewave voltammetry (SWV). The best experimental
conditions were defined and the parameters of each technique were chosen, according
to the greater sensitivity and selectivity of tyramine detection response. In addition,
studies were carried out on the oxidation mechanism of tyramine with the PGCE.
Analytical curves for tyramine oxidation using DPV and SWV were made, analytically
validated in relation to linearity, linear range, limit of detection (LoD) and limit of
quantification (LoQ), precision, accuracy, robustness and specificity. The study of the
tyramine oxidation reaction mechanism with the PGCE proved to be irreversible,
adsorptive and involving the exchange of 3 electrons and 3 protons. The best
experimental and voltammetric conditions were obtained using the 0.1 mol L-1
Phosphate-buffered saline (PBS), pH 7, for the DPV the amplitude was 50 mV and the
scan rate was 16 mV s-1 and in the SWV method the amplitude was 50 mV and the
scan rate was 16,14 mV s-1. Based on these conditions, the linear ranges obtained for
VPD and VOQ were from 0.6 to 200 μmol L-1 (r2 = 0,9985) and 0.6 to 1000 μmol L-1 (r2
= 0,9969), LoD of 0.52 and 0.77 μmol L-1 and LoQ of 1.74 and 2.36 μmol L-1,
respectively. In the analytical validation there was no significant difference between
responses in the study of precision, robustness (except for temperature) and specificity
(except for gallic acid), the relative standard deviation (RSD) were mostly less than
5%, with low confidence interval (CI) was 95%. The tyramine recoveries in commercial
red wine samples varied between 94.4 ± 7.6 and 106.0 ± 2.4% with relative error (%
BIAS) ≤ 6% and during vinification they varied 89.2 ± 1.2 to 109.2 ± 7.6% with (% BIAS)
≤ 10.8%. During the vinification it was also noted an increasing trend of tyramine
concentration during the fermentation process made with Syrah grapes. Throughout
the 4 fermentations, the consumption of sugars and formation of ethanol and glycerol
were observed in varying amounts depending on the grape and its geographical
location. According to the results, it can be concluded that the methodologies
developed combined with the use of PGCE is a simple and fast alternative for the
determination of tyramine in wines, in view of the use of disposable materials, with low
cost and high reproducibility.
Palavras-chave
Tiramina, Tyramine, Vinho tinto, Red wine, Fermentações, Fermentations, Vinificação, Winemaking, Voltametria de Pulso Diferencial, Differential Pulse Voltammetry., Voltametria de Onda Quadrada, Squarewave Voltammetry, Eletrodos de carbono de grafite de lapiseira, Pencil’s Graphite Carbon Electrodes
Citação
SILVA, Amanda Gonçalves da. Determinação eletroanalítica de tiramina em amostras de vinho
tinto utilizando eletrodos de baixo custo. 2020. 157 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Alimentos) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020 . DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.362
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