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

Abstract

O 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.<br>

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.