Métodos cromatográficos para avaliação de antraquinonas, HPA’S, atividade antioxidante e composição fenólica como instrumento de controle de qualidade do processamento alternativo de erva-mate

The inactivation of deteriorating enzymes (peroxidases) in mate leaves is carried out at high temperatures in the process known in Brazil as sapeco. The temperatures used at 400-620 ° C produce pyrolysis compounds, such as Aromatic Polycyclic Hydrocarbons (PAHs), consisting of a broad class of organ...

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Autor principal: Silva, Diego Henrique da
Formato: Dissertação
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2019
Assuntos:
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4351
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spelling riut-1-43512019-08-30T06:00:50Z Métodos cromatográficos para avaliação de antraquinonas, HPA’S, atividade antioxidante e composição fenólica como instrumento de controle de qualidade do processamento alternativo de erva-mate Alternative method of mate processing based on statistical models and chromatographic methods for assessment of anthraquinones, PAH's, antioxidant activity and phenolic composition Silva, Diego Henrique da Oldoni, Tatiane Luiza Cadorin http://lattes.cnpq.br/3815028689849043 Lima, Vanderlei Aparecido de http://lattes.cnpq.br/9090461949264421 Oldoni, Tatiane Luiza Cadorin Daltoé, Marina Leite Mitterer Melo, Priscila Siqueira Enzimas Hidrocarbonetos Corantes Fenóis Análise cromatográfica Enzymes Hydrocarbons Colorings matter Phenols Chromatographic analysis CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::SEPARACAO Engenharia Química The inactivation of deteriorating enzymes (peroxidases) in mate leaves is carried out at high temperatures in the process known in Brazil as sapeco. The temperatures used at 400-620 ° C produce pyrolysis compounds, such as Aromatic Polycyclic Hydrocarbons (PAHs), consisting of a broad class of organic compounds containing two or more condensed aromatic rings, generated from the incomplete combustion of organic matter comprising high mutagenic potential. The present study aimed to evaluate how an alternative bleaching process of water immersion acts on the inactivation of the peroxidase enzyme and on the levels of HPA's and anthraquinone compounds. The central rotational compound design was used to evaluate the effects of immersion time (30, 40, 60, 80 and 90 s) and temperature (80, 82, 87, 92 and 94 ° C) with 22 complete factorial arrangements (+ 1.41 and -1.41) and three central points. After the treatments, enzymatic activity was determined using colorimetric assay and the results indicated that the best condition for inactivation was obtained after treatment at 87 ° C for 90 s (activity of 0.062 mmol.L-1 ± 0.002). The coefficient of determination (R2) attests that 97.9% of the data variability can be explained by the proposed model, with temperature, extraction time and interaction between these factors being significant in the 95% confidence interval. Assessment of the presence of HPA's was performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry, and the Anthraquinones via High Performance Liquid Chromatography, both methods attested to the absence of the compounds of interest following the alternative treatment process. The parameters for the validation of the chromatographic methods were satisfactory, being the extraction denominated QuEChERS the most appropriate for the HPA's and the solid-liquid extraction with methanol more appropriate for the anthraquinones, evaluated after a Simplex Centroide delineation using the solvents methanol, water and ethanol and the interaction between them. The determination of the antioxidant activity by the ABTS and DPPH radical sequestration methods, iron reduction, as well as the evaluation of the Total Phenolic Compounds contents were carried out using the yerba mate extracts from the weed industry (bleached and unbleached) ) and a commercial sample, resulting in similar values between the samples. The results obtained in this study attest that in the alternative treatment the peroxidase enzyme content was low, demonstrating that this class of enzymes can be inactivated without the use of the dehydration operation in direct contact of the leaves with the flame and smoke of the sapeco process, avoiding the contamination of the final product by the compounds from the incomplete combustion of organic matter. From the obtained results one can elaborate procedures that can be used as control of the quality of the processing to assure the quality of the final product. Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná A inativação de enzimas deteriorativas (peroxidases) em folhas de erva-mate é realizada em altas temperaturas no processo conhecido no Brasil como sapeco. As temperaturas utilizadas de 400-620 °C produzem compostos de pirólise, como Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs), constituídos por uma ampla classe de compostos orgânicos que contêm dois ou mais anéis aromáticos condensados, gerados a partir da combustão incompleta de matéria orgânica que compreende alto índice de potencial mutagênico. O presente estudo teve como objetivo avaliar como um processo de branqueamento alternativo de imersão em água atua na inativação da enzima peroxidase e nos teores de HPA’s e compostos antraquinônicos. Foi utilizado o design composto rotacional central que avaliou os efeitos do tempo de imersão (30, 40, 60, 80 e 90 s) e temperatura (80, 82, 87, 92 e 94 ° C) com 22 arranjos fatoriais completos (níveis +1,41 e -1,41) e três pontos centrais. Após os tratamentos, a atividade enzimática foi determinada utilizando ensaio colorimétrico e os resultados indicaram que a melhor condição para a inativação foi obtida após tratamento a 87 °C por 90 s, (atividade de 0,062 mmol.L-1 ± 0,002). O coeficiente de determinação (R2) atesta que 97,9% da variabilidade dos dados pode ser explicada pelo modelo proposto, sendo a temperatura, o tempo de extração e a interação entre esses fatores significativos no intervalo de confiança de 95%. A avaliação da presença de HPA’s foi realizada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas, e as Antraquinonas via Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, ambos os métodos atestaram a ausência dos compostos de interesse após o processo alternativo de tratamento. Os parâmetros para a validação dos métodos cromatográficos foram satisfatórios, sendo a extração denominada QuEChERS a mais apropriada para os HPA’s e a extração sólido-líquido com metanol a mais apropriada para as antraquinonas, avaliada após delineamento Simplex Centroide utilizando os solventes metanol, água e etanol e a interação entre eles. A determinação da atividade antioxidante pelos métodos de sequestro dos radicais ABTS e DPPH, redução do ferro, bem como, a avaliação dos teores de Compostos Fenólicos Totais foram realizados utilizando-se os extratos da erva-mate provenientes da indústria ervateira (branqueada e não branqueada) e uma amostra comercial, resultando em valores semelhantes entre as amostras. Os resultados obtidos neste estudo atestam que no tratamento alternativo, o teor da enzima peroxidase foi baixo, demonstrando que esta classe de enzimas pode ser inativada sem o uso da operação de desidratação em contato direto das folhas com a chama e fumaça do processo sapeco, evitando a contaminação do produto final pelos compostos provenientes da combustão incompleta de matéria orgânica. A partir dos resultados obtidos pode-se elaborar procedimentos que possam ser empregados como controle de qualidade do processamento para assegurar a qualidade do produto final. 2019-08-29T10:57:53Z 2019-08-29T10:57:53Z 2019-02-28 masterThesis SILVA, Diego Henrique da. Métodos cromatográficos para avaliação de antraquinonas, HPA’S, atividade antioxidante e composição fenólica como instrumento de controle de qualidade do processamento alternativo de erva-mate. 2019. 116 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4351 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco Brasil Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos UTFPR
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Métodos cromatográficos para avaliação de antraquinonas, HPA’S, atividade antioxidante e composição fenólica como instrumento de controle de qualidade do processamento alternativo de erva-mate
description The inactivation of deteriorating enzymes (peroxidases) in mate leaves is carried out at high temperatures in the process known in Brazil as sapeco. The temperatures used at 400-620 ° C produce pyrolysis compounds, such as Aromatic Polycyclic Hydrocarbons (PAHs), consisting of a broad class of organic compounds containing two or more condensed aromatic rings, generated from the incomplete combustion of organic matter comprising high mutagenic potential. The present study aimed to evaluate how an alternative bleaching process of water immersion acts on the inactivation of the peroxidase enzyme and on the levels of HPA's and anthraquinone compounds. The central rotational compound design was used to evaluate the effects of immersion time (30, 40, 60, 80 and 90 s) and temperature (80, 82, 87, 92 and 94 ° C) with 22 complete factorial arrangements (+ 1.41 and -1.41) and three central points. After the treatments, enzymatic activity was determined using colorimetric assay and the results indicated that the best condition for inactivation was obtained after treatment at 87 ° C for 90 s (activity of 0.062 mmol.L-1 ± 0.002). The coefficient of determination (R2) attests that 97.9% of the data variability can be explained by the proposed model, with temperature, extraction time and interaction between these factors being significant in the 95% confidence interval. Assessment of the presence of HPA's was performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry, and the Anthraquinones via High Performance Liquid Chromatography, both methods attested to the absence of the compounds of interest following the alternative treatment process. The parameters for the validation of the chromatographic methods were satisfactory, being the extraction denominated QuEChERS the most appropriate for the HPA's and the solid-liquid extraction with methanol more appropriate for the anthraquinones, evaluated after a Simplex Centroide delineation using the solvents methanol, water and ethanol and the interaction between them. The determination of the antioxidant activity by the ABTS and DPPH radical sequestration methods, iron reduction, as well as the evaluation of the Total Phenolic Compounds contents were carried out using the yerba mate extracts from the weed industry (bleached and unbleached) ) and a commercial sample, resulting in similar values between the samples. The results obtained in this study attest that in the alternative treatment the peroxidase enzyme content was low, demonstrating that this class of enzymes can be inactivated without the use of the dehydration operation in direct contact of the leaves with the flame and smoke of the sapeco process, avoiding the contamination of the final product by the compounds from the incomplete combustion of organic matter. From the obtained results one can elaborate procedures that can be used as control of the quality of the processing to assure the quality of the final product.
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