Metodologias para determinação de ácidos graxos em alimentos por técnicas cromatográficas, eletroforéticas e espectroscópicas
Ano de defesa: | 2020 |
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Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
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Programa de Pós-graduação em Química
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ICE – Instituto de Ciências Exatas
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Palavras-chave em Português: | |
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Link de acesso: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12045 |
Resumo: | A adição de gordura vegetal hidrogenada aos alimentos tem sido restrita mundialmente, devido aos malefícios que os ácidos graxos trans (AGT) de origem industrial podem causar a saúde humana. O desenvolvimento de novos métodos analíticos é necessário para atender aos requisitos legais e metodologias rápidas para determinação de AGT em alimentos foram o foco desta tese. Um método para quantificar AGT totais do ácido octadecenóico em alimentos foi otimizado inicialmente, empregando-se Eletroforese Capilar de zona com Detecção Direta por Absorção na Região do Ultravioleta. Estudou-se os parâmetros instrumentais ótimos para a análise utilizando um eletrólito já descrito na literatura para detecção direta, através de uma avaliação univariada do comprimento do capilar, e de um planejamento fatorial 32, tendo como fatores tensão e temperatura. O preparo das amostras foi então investigado, e compreendeu apenas hidrólise alcalina dos triacilgliceróis. A validação do método desenvolvido consistiu na avaliação da linearidade, especificidade, precisão, exatidão, robustez, e dos limites de detecção e quantificação. Desvios-padrão relativos ≤ 5,72 % foram obtidos para precisão instrumental considerando-se área do pico, altura do pico e tempo de migração, na injeção de padrões em quadruplicata. Os limites de detecção e quantificação calculados foram de 0,17 e 0,54 mmol L-1, respectivamente. Ademais, não foram evidenciadas diferenças significativas num intervalo de 95% de confiança quando os métodos por Eletroforese Capilar e Cromatografia Gasosa foram comparados para a determinação de AGT totais do ácido octadecenóico em diferentes amostras. Dentre os métodos disponíveis na literatura para quantificação de AGT totais do ácido octadecenóico empregando-se Eletroforese Capilar, este é o que fornece um resultado mais rápido até o momento, com tempo de análise menor que 4 minutos. Um novo método para a separação de AGT isoméricos posicionais do ácido octadecenóico majoritários em alimentos de ocorrência natural e industrial (ácido vacênico e ácido elaídico) também foi desenvolvido, usando Eletroforese Capilar de Zona Modificada por Ciclodextrinas e Detecção Direta por Absorção na Região do Ultravioleta. O eletrólito foi otimizado univariadamente para esta separação inédita e os parâmetros tensão e temperatura foram estudados através de um planejamento fatorial 22. O preparo de amostras foi avaliado para requeijões, e apenas hidrólise alcalina dos triacilgliceróis foi empregada no preparo desta matriz. O tempo de corrida foi menor que 25 min e o limite de detecção estimado para os ácidos elaídico e vacênico foi de 0,02 mmol L-1. Ademais, o mecanismo desta separação foi investigado através de modelagem molecular. Esta abordagem possui potencial aplicação na discriminação de isômeros de AGT majoritários de origem natural e industrial em alimentos, o que é exigido em legislações de vários países. Por fim, outros métodos para determinação de ácidos graxos em matrizes alimentícias foram avaliados, empregando-se técnicas cromatográficas (Cromatografia Gasosa com Detecção por Ionização em Chama e Espectrometria de Massas, bem como Cromatografia em Camada Delgada) e espectroscópicas (Infravermelho, Raman e Ressonância Magnética Nuclear) associadas a ferramentas quimiométricas, complementarmente a Eletroforese Capilar, e foram brevemente discutidas ao final desta tese. |
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Um método para quantificar AGT totais do ácido octadecenóico em alimentos foi otimizado inicialmente, empregando-se Eletroforese Capilar de zona com Detecção Direta por Absorção na Região do Ultravioleta. Estudou-se os parâmetros instrumentais ótimos para a análise utilizando um eletrólito já descrito na literatura para detecção direta, através de uma avaliação univariada do comprimento do capilar, e de um planejamento fatorial 32, tendo como fatores tensão e temperatura. O preparo das amostras foi então investigado, e compreendeu apenas hidrólise alcalina dos triacilgliceróis. A validação do método desenvolvido consistiu na avaliação da linearidade, especificidade, precisão, exatidão, robustez, e dos limites de detecção e quantificação. Desvios-padrão relativos ≤ 5,72 % foram obtidos para precisão instrumental considerando-se área do pico, altura do pico e tempo de migração, na injeção de padrões em quadruplicata. 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O eletrólito foi otimizado univariadamente para esta separação inédita e os parâmetros tensão e temperatura foram estudados através de um planejamento fatorial 22. O preparo de amostras foi avaliado para requeijões, e apenas hidrólise alcalina dos triacilgliceróis foi empregada no preparo desta matriz. O tempo de corrida foi menor que 25 min e o limite de detecção estimado para os ácidos elaídico e vacênico foi de 0,02 mmol L-1. Ademais, o mecanismo desta separação foi investigado através de modelagem molecular. Esta abordagem possui potencial aplicação na discriminação de isômeros de AGT majoritários de origem natural e industrial em alimentos, o que é exigido em legislações de vários países. Por fim, outros métodos para determinação de ácidos graxos em matrizes alimentícias foram avaliados, empregando-se técnicas cromatográficas (Cromatografia Gasosa com Detecção por Ionização em Chama e Espectrometria de Massas, bem como Cromatografia em Camada Delgada) e espectroscópicas (Infravermelho, Raman e Ressonância Magnética Nuclear) associadas a ferramentas quimiométricas, complementarmente a Eletroforese Capilar, e foram brevemente discutidas ao final desta tese.The addition of hydrogenated vegetable oils to food has been restricted worldwide due to the harmful effects that industrial trans fatty acids (TFA) can cause to human health. The development of new analytical methods is needed to attend legal requirements, and fast methodologies for TFA determination in foods were the focus of this thesis. Initially, a method for the determination of total TFA of octadecenoic acid in foods was optimized through Capillary Zone Electrophoresis with Direct Absorption Detection within the Ultraviolet Region. Optimum instrumental parameters were studied by using a background electrolyte previously described in the literature to direct detection, through an univariate evaluation of capillary length and a 32 factorial design having voltage and temperature as factors. Sample preparation was then studied, and comprised only alkaline hydrolysis of triacylglycerols. The validation of the developed method comprised the evaluation of linearity, specificity, precision, accuracy, robustness, and limits of detection and quantification. Relative standard deviation ≤ 5,72 % were obtained for instrumental precision when considering peak area, peak height and migration time, in a quadruplicate injection of standards. The calculated detection and quantification limits were 0,17 and 0,54 mmol L-1, respectively. In addition, no significant evidence was found within the 95% confidence interval when the methods by Capillary Electrophoresis and Gas Chromatography were compared. Among all the methods available in the literature for the determination of total TFA from octadecenoic acid using Capillary Electrophoresis, this is the method that provides the fastest result so far, with an analysis time less than 4 min. A new method for the separation of major TFA positional isomers of octadecenoic acid in food from natural and industrial origin (vaccenic and elaidic acids) was then developed using Capillary Zone Electrophoresis Modified with Cyclodextrins and Direct Absorption Detection within the Ultraviolet Region. The electrolyte was optimized univariately for this novel separation, and instrumental parameters, such as voltage and temperature, were optimized by a 22 factorial design. Sample preparation was evaluated for spreadable cheese, and only the alkaline hydrolysis of triacylglycerols was effective for the preparation of this matrix. The running time was less than 25 min and the estimated detection limit for elaidic and vaccenic acids was 0,02 mmol L-1. In addition, the mechanism of this separation was studied through molecular modeling. This approach presents a potential application in the discrimination of major isomeric TFA from natural and industrial origin, which is already required in legislations of several countries. Finally, other methodologies for the determination of fatty acids in food matrices were evaluated through chromatographic (Gas Chromatography with Flame Ionization Detector and Mass Spectrometry Detector, as well as Thin-layer Chromatography) and spectroscopic techniques (Infrared, Raman and Nuclear Magnetic Resonance) associated with chemometric tools, complementary to Capillary Electrophoresis, and were briefly discussed at the end of this thesis.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em QuímicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRAÁcidos GraxosAlimentosCromatografiaEletroforese capilarEspectroscopiaFatty AcidsFoodsChromatographyCapillary electrophoresisSpectroscopyMetodologias para determinação de ácidos graxos em alimentos por técnicas cromatográficas, eletroforéticas e espectroscópicasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALtatianelimaamorim.pdftatianelimaamorim.pdfapplication/pdf4429018https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12045/1/tatianelimaamorim.pdfe932a6fb388ba224f3ad15d1828cfdfbMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12045/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12045/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTtatianelimaamorim.pdf.txttatianelimaamorim.pdf.txtExtracted texttext/plain244750https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12045/4/tatianelimaamorim.pdf.txta91af36c6de3ea59901a3e75c29ccfe4MD54THUMBNAILtatianelimaamorim.pdf.jpgtatianelimaamorim.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1150https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12045/5/tatianelimaamorim.pdf.jpg17c18be3e6ee2aa8e8cf119376782737MD55ufjf/120452020-12-11 04:08:28.253oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2020-12-11T06:08:28Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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