Desenvolvimento e validação de método para determinação simultânea de minerais e ácidos orgânicos em cervejas por eletroforese capilar

Abstract

O presente estudo propõe um método rápido para determinação simultânea de minerais e ácidos orgânicos alifáticos por eletroforese capilar. O método foi validado analiticamente de acordo com recomendações da Eurachem e a seguir aplicado em amostras de cervejas comercializadas em Florianópolis, SC. O desenvolvimento do método foi realizado com o auxílio do software de simulação em eletroforese capilar PeakMaster? e planejamento fatorial 23 com ponto central. As condições experimentais para a separação simultânea de nove analitos catiônicos (potássio, sódio, cálcio e magnésio) e onze com caráter aniônico (íons cloreto, nitrato, sulfato e fosfato e os ácidos oxálico, pirúvico, cítrico, málico, lático, succínico e acético) foram: eletrólito de corrida constituído por 45 mmol L-1 de imidazol, 50 mmol L-1 de ácido fórmico e 5% de metanol, pH 4,62; injeção hidrodinâmica pelas duas extremidades do capilar, de sílica fundida, com pressão de 50 mbar durante 3 s; tensão 15 kV; capilar de 60 cm, sendo o comprimento efetivo de 51,5 cm para os analitos catiônicos e 8,5 cm para analitos aniônicos; modo de detecção indireto em comprimento de onda de 215 nm (referência de 450 nm); o padrão interno foi o ácido 3,5-dinitrobenzóico. O método proposto foi validado quanto aos parâmetros: conformidade do sistema; linearidade e faixa de trabalho; efeito de matriz; seletividade; precisão; exatidão; limites de detecção e quantificação; e robustez, e aplicado em cinco amostras de cervejas pilsen. As concentrações variaram de 8,62 a 632,83 mg L-1 para os minerais e de 44,74 a 333,83 mg L-1 para os ácidos orgânicos alifáticos. O ácido oxálico não foi detectado em nenhuma das amostras. O desempenho analítico do método foi considerado satisfatório, demonstrando-se adequado para o acompanhamento de processos cervejeiros, controle da qualidade do produto acabado, e até mesmo em laboratórios de análises de rotina e fiscalização.

Abstract: The present study proposes a rapid method for simultaneous determination of aliphatic minerals and organic acids by capillary electrophoresis. The method was validated analytically according to Eurachem recommendations and then applied to beer samples sold in Florianópolis, SC. The development of the method was carried out with the aid of the simulation software in capillary electrophoresis PeakMaster® and factorial planning 23 with a central point. The experimental conditions for the simultaneous separation of nine cationic analytes (potassium, sodium, calcium, and magnesium) and eleven with anionic character (chloride, nitrate, sulfate and phosphate ions and oxalic, pyruvic, citric, malic, lactic, succinic and acetic acids ) were: racing electrolyte consisting of 45 mmol L-1 of imidazole, 50 mmol L-1 of formic acid and 5% methanol, pH 4.62; hydrodynamic injection through the two ends of the capillary, of fused silica, with a pressure of 50 mbar for 3 s; voltage 15 kV; capillary of 60 cm, with an effective length of 51.5 cm for cationic analytes and 8.5 cm for anionic analytes; indirect detection mode at a wavelength of 215 nm (reference 450 nm); the internal standard was 3,5-dinitrobenzoic acid. The proposed method was validated for the parameters: system compliance; linearity and working range; matrix effect; selectivity; precision; accuracy; detection and quantification limits; and robustness - and applied to five samples of lager beers. Concentrations ranged from 8.62 to 632.83 mg L-1 for minerals and from 44.74 to 333.83 mg L-1 for aliphatic organic acids. Oxalic acid was not detected in any of the samples. The analytical performance of the method was considered satisfactory, proving to be suitable for monitoring brewing processes, quality control of the finished product, and even in routine analysis and inspection laboratories.