Detecção de aromas e pigmentos em arroz

Dra. Jessica Fernanda HoffmannPós-doutoranda Labgrãos-DCTA-FAEM-UFPel

Pelotas, 31 de outubro de 2018

Fonte: Planeta arroz, edição 63, 2017

Atributos de agregação de valor

~120.000 toneladas/ano

nicho de mercado cresceu5x mais do que os outrosnos últimos 3 anos

valor 6-10x superior aoArroz Branco Tipo 1

“Variedades especiais”

Vermelho Preto Aromático

Arbóreo Selvagem Cateto

Atributos de agregação de valor “Variedades especiais”

Vermelho Preto Aromático

Arbóreo Selvagem Cateto

Como detectar e identificar os

pigmentos e aromas?

Arroz aromáticoExpressa aroma diferenciado antes e após o cozimento

Composto chave: 2-acetil-1-pirrolina

Fonte: Kusano et al., 2015; Buttery et al., 1983, Champagne, 2008)

+100 compostos voláteis identificados

Porquê avaliar compostos voláteis em arroz?

Perfil de compostos voláteis

Identificação dos compostos aromáticos chave

Análise de off-flavors

Checar autenticidade

Como detectar e identificar os compostos voláteis do arroz?

Extração dos compostos voláteis

Tempo de extração: 40 min

Separação e identificaçãoCromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas

Cromatograma

Espectro de massas

Identificação dos compostos

+ Scan (13.19-13.47 min, 75 Scans) AE 151501 ALE 1.D Subtract HexanalHead to Tail MF=955 RMF=963

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120

0

50

100

50

100

30

3739

39

41

41

42

42

43

43

44

44

45

45

49 51

51

53

53

55

55

56

56

57

57

58

58

61

62

63 65

65

67

67

69

72

72

73 77 7982

82

84

85

95 97 99

100

114

(replib) Hexanal

30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200

50

100

30

39

44

53

56

62

6772

82

85 100

O Bibliotecas de espectro de massas

Padrão externo

Índice de retenção de Kovatz

Quantificação1. Normalização: compara a área com % da composição da

mistura

2. Calibração externa: curva de calibração

3. Padronização interna: adição de quantidade conhecida de um padrão na amostra

4. Adição de padrão

Pesquisas realizadas com compostos voláteis

Perfil de compostos voláteis em arroz aromático brasileiro

Compostos Aroma

2-pentanona Frutal

2-Acetil-1-pirrolina Pipoca

Limoneno Limão, ervas

α-Pineno Ervas doces

1-Hexanol Grama

2-Metil butanal Fermentado

2-Octen-1-ol Cogumelos

1-Butanol Alcoólico, frutal

Pentanal Frutal, floral

3-metil-1-butanol Fermentado

2-hexanona Frutal, floral

Hexanal Oxidado

Fonte: Resultados de pesquisa Labgrãos/Embrapa

Diferenciação de genótipos brasileiros com base no perfil de voláteis

Fonte: Resultados de pesquisa Labgrãos/Embrapa

Variação no teor de 2-acetil-1-pirrolina em linhagens brasileirasLABGRÃOS

Campus Universitário - UFPEL, s/n

CEP 96160-000 - Caixa Postal 354 – Capão do Leão/RS

Fone (53) 3275-7284 - Ramal 219

Fonte: Resultados de pesquisa Labgrãos/Embrapa

AE 131022

AE 131028

AE 131036

AE 131415

AE 151501

AE 151519

JASMINE 85

IRGA 417

g g

-1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

2,5x

Influência da cor do pericarpo no teor de 2-AP

Fonte: Yang et al., 2008

Pericarpo preto

Jasmine

A cor do arroz pigmentado

Antocianinas Proantocianidinas

O que são antocianinas e proantocianidinas?

Compostos fenólicos

Metabólitos especializados

• Proteção (raios UV, patógenos e predadores)

• Atração de polinizadores

• Coloração

Moléculas

• anel aromático ( 1 ou +)

• grupo hidroxila (1 ou +)

Como detectar e identificar os pigmentos de arroz?

Extração

Separação

Detecção

Identificação

Quantificação

Influência do solvente na extração de antocianinas e proantocianidinas

Fonte: Alves et al., 2016

0,5g de amostra em 10mL de solvente

Separação e detecção

Separação e detecção

Detecção

96.0444

195.0877

124.0393

10. +MS, 0.4-0.6min #65-97

53.0390

80.0494

96.0443

124.0392

10. +MS2(124.0393), 20.5-30.7eV, 0.4-0.6min #67-99

0

1

5x10

Intens.

0

1

2

4x10

-50 0 50 100 150 200 250m/z

50 60 70 80 90 100 110 120 m/z

Espectro de massas

Perfil de fragmentação

Cromatograma – UV-Vis

510 nm para antocianinas280 nm para proantocianidinas

Identificação dos compostos

Pesquisas realizadas com arroz pigmentado

Influência do grau de polimento no teor de antocianinas e proantocianidinas

91%53%

67% 100%

Fonte: Paiva et al., 2014

Estabilidade de antocianinas e proantocianidinas durante armazenamento

Fonte: Ziegler et al., 2017

Tempo de armazenamento (meses)

0 2 4 6

Anto

cia

nin

as (

mg 1

00g

-1)

2160

2170

2180

2190

2200

16ºC

24ºC

32ºC

40ºC

Tempo de armazenamento (meses)

0 2 4 6

Pro

anto

cia

nid

inas (

mg 1

00g

-1)

96

98

100

102

16ºC

24ºC

32ºC

40ºC

Cocção afeta o teor de antocianinas

Cianidina Peonidina

Anto

cia

nin

as (

mg g

-1)

0

1

2

3

4

Cru

Cozido

Fonte: Tang, Cai & Xu, 2016

62,5%

65,7%

Influência do local de cultivo noperfil de antocianinas

maior teor das antocianinas

cianidina-3-glucosídeo e peonidina-3-glucosídeo Fonte: Dittgen, C. L. 2018