Nanopartículas de ouro estabilizadas no extrato de banana para a determinação voltamétrica de ácido cafeico

Abstract

Ácido cafeico é um composto fenólico encontrado em diversos alimentos de consumo humano, tais como vegetais, frutas, vinhos, chás e café. Estudos têm demonstrado que o consumo desse composto está relacionado a muitos efeitos positivos na saúde humana. Além disso, o ácido cafeico contribui para o sabor e aroma do café. Neste estudo, um novo sensor eletroquímico foi desenvolvido à base do extrato da polpa de banana (Musa sapientum). O extrato serviu como agente redutor (polifenóis, polissacarídeos e flavonóides) e estabilizante para a síntese verde de nanopartículas de ouro. Imagens de microscopia eletrônica confirmaram a presença de nanopartículas de ouro com um diâmetro médio de 13,5 ± 3,6 nm sobre folhas de grafeno posteriormente adicionadas. O sensor eletroquímico foi desenvolvido depositando o nanocompósito na superfície de um eletrodo de carbono vítreo, que apresentou notável capacidade de resposta ao ácido cafeico. Estudos de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica caracterizaram eletroquimicamente o sensor proposto e seu desempenho em comparação com o eletrodo de carbono vítreo sem modificação. O ácido cafeico apresentou um comportamento eletroquímico reversível, controlado por difusão, registrando picos de oxidação e redução em +0,52 e +0,46 V vs. Ag/AgCl, respectivamente. Sob condições otimizadas, uma curva de calibração foi obtida em solução tampão Britton- Robinson 0,1 mol L-1 (pH 2,0) com faixa linear de 0,05 – 10,0 μmol L-1 e limite de detecção de 0,016 μmol L-1. O sensor foi eficaz na quantificação de ácido cafeico em amostras de café e os resultados foram comparados aos obtidos por espectrometria UV-vis.

Caffeic acid is a phenolic compound found in various foods consumed by humans, such as vegetables, fruits, wines, teas, and coffee. Studies have shown that the consumption of this compound is associated with many positive health effects. Additionally, caffeic acid contributes to the flavor and aroma of coffee. In this study, a new electrochemical sensor was developed based on banana pulp extract (Musa sapientum). The extract served as a reducing agent (polyphenols, polysaccharides, and flavonoids) and stabilizer for the green synthesis of gold nanoparticles. Electron microscopy images confirmed the presence of gold nanoparticles with an average diameter of 13.5 ± 3.6 nm on subsequently added graphene sheets. The electrochemical sensor was developed by depositing the nanocomposite on the surface of a glassy carbon electrode, which showed remarkable response capability to caffeic acid. Cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy studies electrochemically characterized the proposed sensor and its performance compared to the unmodified glassy carbon electrode. Caffeic acid exhibited a reversible, diffusion-controlled electrochemical behavior, recording oxidation and reduction peaks at +0.52 and +0.46 V vs. Ag/AgCl, respectively. Under optimized conditions, a calibration curve was obtained in 0.1 mol L-1 Britton-Robinson buffer (pH 2.0) with a linear range of 0.05 – 10.0 μmol L-1 and a detection limit of 0.016 μmol L-1. The sensor was effective in quantifying caffeic acid in coffee samples, and the results were compared to those obtained by UV-vis spectrometry.