Reconhecimento de Origem Derivados da Cana. Prof. Dr. Daniel R. Cardoso

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1 Reconhecimento de Origem Derivados da Cana Prof. Dr. Daniel R. Cardoso

2 INDICATIVOS DE PRODUÇÃO DO SETOR SUCROALCOOLEIRO BRASILEIRO Açúcar Álcool Safra 2006/2007: 30,7 milhões de toneladas (13% da produção mundial) Exportações 2007: 19,3 milhões de toneladas (45% do comércio mundial) Consumo interno: 59,4 Kg/habitante Produção por região: Sudeste: 20,2 milhões de m 3 Nordeste: 1,98 milhões de m 3 Maior exportador do mundo: 3,5 milhões de m 3 em 2007 Produção por região: Sudeste: 24,8 milhões de toneladas (São Paulo: 65%) Nordeste: 5,2 milhões de toneladas

3 LOCALIZAÇÃO DAS USINAS DE ÁLCOOL E AÇÚCAR NO BRASIL Fonte: Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Estratégico (Nipe), UNICAMP.

4 Maiores Produtores de Cachaça São Paulo 44.2% Pernambuco 12.1% Ceará 12.1% Rio de Janeiro 8.0% Goiás 8.0% Minas Gerais 8.0% Paraná 4.0% Bahia 2.0% Paraíba 2.0%

5 A Cachaça no Mercado Mundial

6 DEFINIÇÕES Cachaça é a denominação típica e exclusiva da Aguardente de Cana produzida no Brasil, com graduação alcoólica de 38% a 48% a 20ºC, obtida pela destilação do mosto fermentado do caldo de cana-de-açúcar com características sensoriais peculiares, podendo ser adicionada de açúcares até 6 g/l, expressos em sacarose. Aguardente de Cana é a bebida com graduação alcoólica de 38% a 54% a 20ºC, obtida do destilado alcoólico simples de cana-de-açúcar ou pela destilação do mosto fermentado do caldo de cana-de-açúcar, podendo ser adicionada de açúcares até 6g/L, expressos em sacarose.

7 COMPOSIÇÃO QUÍMICA E REQUISITOS DE QUALIDADE Com exceção do Etanol e da água, as demais substâncias presentes na cachaça são classificadas em CONGÊNERES ou CONTAMINANTES; O Coeficiente de Congêneres é definido como a soma de: Acidez volátil (expressa em ácido acético); Aldeídos (expressos em acetaldeído); Ésteres totais (expressos em acetato de etila); Álcoois superiores (expressos pela soma do álcool n-propílico, álcool isobutílico e álcool isoamílico); Furfural + 5-Hidroximetilfurfural.

8 O Coeficiente de Congêneres não pode ser < 200mg e > 650mgpor100ml de álcool anidro, devendo ainda enquadrar-se nos seguintes limites:

9 Legis Legis Compostos Unidade Mín. Máx. Mín. Máx. Cobre mg/l Ferro mg/l Arsênio mg/l Chumbo mg/l Manganês mg/l Acidez volátil (ácido acético) mg/100 ml AA Ésteres totais (acetato de etila) mg/100 ml AA Aldeídos totais (aldeído acético) mg/100 ml AA Álcoois superiores mg/100 ml AA Furfural mg/100 ml AA Soma Furfural + HMF* mg/100 ml AA Metanol mg/100 ml AA Teor Alcoólico % em vol. a 20ºC Congêneres** mg/100 ml AA Soma de álcoois*** mg/100 ml AA Carbamato de Etila mg/l Acroleína mg/100 ml AA butanol (sec-butílico) mg/100 ml AA 10-1-butanol (n-butílico) mg/100 ml AA Teor de Açúcar g/l Partículas em suspensão**** Dureza Total***** mg/100 ml AA 150 -

10 Maiores Produtores Cachaça Produção estimada: 2 bilhões de litros, 3ª bebida destilada mais produzida no mundo. Produtores: Marcas: Faturamento: 600 milhões US$ ano

11 PAÍSES IMPORTADORES DE CACHAÇA

12 Métodos Analíticos empregados em nosso Grupo Amostra SPE / SBSE SPME Puge and trap Injeção direta AA-chama Minerais IC-DAD Orgânicos ICP-OES CE Ácidos carbonílicos HPAs Amino ácidos Fenólicos Polifenóis Alcoois ésteres Acetal Dextrana DMS DMDS DMTS GC-MS LC-DAD LC-MS-MSn LC-SFD GC-MS NMR LC-MS-MS n LC-ED NMR GC-FID GC-MS LC-RID Puge-trap/GC- MS GC-FPD

13 HPAs *Fim da queima dos canaviais: Áreas mecanizáveis: 2014 Áreas não mecanizáveis com inclinação do solo > 12%: 2017 *Protocolo assinado entre União da Indústria Canavieira (Unica), governo de São Paulo e as secretarias estaduais de Meio Ambiente e de Agricultura e Abastecimento.

14 Processos: Pirólise e Pirossíntese Pirólise Compostos orgânicos 700 ºC HPAs (3 ou 4 anéis) + radicais Pirossíntese HPAs + radicais HPAs (4, 5, ou 6 anéis)

15 Esquema: Seqüência de etapas para a pirossíntese do piceno a partir do estigmasterol*. *BADGER, G. M.; DONNELLY, J. K.; SPOTSWOOD, T. M. Australian Journal of Chemistry, v. 18, p , 1965.

16 Naftaleno (NA) Acenafteno (AC) Acenaftileno (A) Fluoreno (F) Fenantreno (FE) Antraceno (AN) Fluoranteno (FL) Pireno (PI) Benzo(a)antraceno (BaA) Criseno (CR) Benzo(B)fluoranteno (BbF) Benzo(K)fluoranteno (BkF) Benzo(a)pireno (BaP) Dibenzo(a,h)antraceno (DBahA) Benzo(ghi)perileno (BghiP) Indeno(1,2,3-d,d)pireno (IP) HPAs monitorados pela EPA (Environmental Protection Agency), com destaque para os que apresentam maior toxicidade em equivalente de benzo(a)pireno #. # NISBET, I. C. T.; LAGOY, P. K. Regulatory Toxicology and Pharmacology, v. 16, p , 1992.

17 Pró-carcinogênicos Ativação Metabólica Alemanha, Áustria e Polônia 1 µg/l Benzo[a]pireno Escócia 1 µg/l 2 µg/l Naftaleno, acenaftileno, fluoreno, fenantreno e antraceno Fluoranteno, pireno e criseno

18 Análise de HPAsem derivados da cana Amostra SPE (C18) LC-Fluorescência Calibração por Adição de Padrão Análise Multivariada

19 PAHs % Recovery Reproducibility Linearity range (µg L -1 ) LOD (µg L -1 ) LOQ (µg L -1 ) Naphthalene Acenaphthene Fluorene Phenanthrene Anthracene Fluoranthene Pyrene Benz[a]anthracene Chrysene Benz[b]fluoranthene Benz[k]fluoranthene Benz[a]pyrene Dibenz[a,h]anthracene Benz[g,h,i]perylene Indene[1,2,3-c,d]pyrene

20 Cachaça produzida com cana não queimada Cachaça produzida com cana queimada Mistura de 25 µg L -1 dos padrões de HPAs Figura # : Cromatogramas típicos: 1, NA; 2, AC; 3, F; 4, FE; 5, AN; 6, FL; 7, PI; 8, BaA; 9, CR; 10, BbF, 11, BkF; 12, BaP; 13, DBahA; 14, BghiP; 15, IP. # GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 55, p , 2007.

21 # Tabela: Mediana e soma das medianas dos HPAs nas amostras de cachaça produzidas com cana-de-açúcar queimada e com cana-de-açúcar não queimada (µg L -1 ). Soma das Medianas # GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 55, p , 2007.

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23 ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS (PCA) 7,5 5,0 Cana-de-açúcar não queimada Cachaça produzida com cana-de-açúcar não queimada PC 2 (16,6%) 2,5 0,0-2,5 Cachaça produzida com cana-de-açúcar queimada -5,0-15,0-12,5-10,0-7,5-5,0 PC 1 (37,4%) -2,5 0,0 # Figura: Gráfico de scoreda PCA em amostras de cachaça produzidas com cana de açúcar queimada e não queimada PC1 + PC2 = 54% # GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 55, p , 2007.

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25 ANÁLISE DISCRIMINANTE LINEAR (LDA) # A # GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 55, p , Tabela: A= modelo com 103 cachaças; B= teste com 28 cachaças desconhecidas. B

26 *Regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS) 4 3 Componente 2 (19,2%) Componente 1 (32,0%) Figura:Gráfico de scoreda PLS das amostras de rum (+), uísque ( ) e cachaça ( ). PC1 + PC2 = 51,2% *GALINARO, C. A.; FRANCO, D. W. Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) em Cachaça, Rum, Álcool Combustível e Uísque. Química Nova. Aceito p/ Publicação 2008.

27 Teste por LDA # Tabela:Teste do modelo da LDA para 19 amostras de rum, 6 de etanol e 14 de cachaça Teste realizado com o modelo da LDA utilizando os derivados de cana-de-açúcar(cachaça, rum e álcool combustível) evidenciou com aproximadamente 97% de certeza que 5 amostras de destilados apresentam a tendência de terem sido produzidas utilizando-se cana queimada, ao passo que as demais amostras apresentaram tendência de terem sido produzidas com cana não queimada. # Patente de invenção brasileiro junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI/SP) número GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W. Processo para Diferenciação de Derivados de Cana-de-açúcar e Dispositivo Compreendendo Tal Método

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30 Alambique x coluna X J. Agric. Food Chem., Vol. 55, No. 16, 2007

31 Dos 1,3 bilhões de litros / ano: 1 bilhão são produzidos em colunas de destilação; 300 milhões de litros são produzidos em alambiques (cachaça artesanal).

32 Cabeça, Coração, Cauda e Coluna Conc. média mg/100 mlaa cabeça coração cauda coluna 0 Lact Acetato met prop isoamilico acido Acetaldeido

33 Concentração média de carbamato de etila em coluna e nas frações cabeça, coração e cauda conc. média mg/l c a b e ç a c o ra ç ã o c a u d a c o lu n a C E

34 Distinção entre as frações cabeça, cauda e coração

35 Gráficos de peso para PC1 x PC2 para as frações cabeça, coração e cauda

36 alambique coluna Gráfico de pesos para PC1 x PC2

37 Análise de PCA (Principal Components Analysis) alambique Figura- Gráfico de escores coluna x alambique. PC1 + PC2 = 50%

38 Sobreposição dos gráficos de escores e de pesos obtidos na análise de PCA.

39 Classificação das amostras no modelo da análise de LDA. Modelo Grupo verdadeiro Alambique Coluna Alambique 55 2 Coluna 0 25 Total Total Correto Porcentagem (%) ,6 Total de amostras 82 8 Total corretas 80 % Correta 97,6 Discriminantes Químicos

40 Classificação das amostras após a validação cruzada do modelo de LDA. Validação Cruzada Grupo verdadeiro Alambique Coluna Alambique 54 3 Coluna 1 24 Total Total Correto Porcentagem (%) 98,2 88,9 Total de amostras 82 8 Total corretas 78 % Correta 95,1 Discriminantes Químicos

41 Classificação das amostras teste na análise de LDA. Grupo Teste Grupo verdadeiro Alambique Coluna Alambique 16 0 Coluna 2 15 Total Total Correto Porcentagem (%) 88,9 100 Total de amostras 33 8 Total corretas 31 % Correta 93,9 Discriminantes Químicos

42 Coluna Alambique 93 Gráfico de Escores obtido para o conjunto de amostras de aguardente (grupo vermelho = 27 amostras e grupo preto = 55 amostras).

43 Gráfico de pesos entre PC 1 x PC 2 para o conjunto das 82 amostras.

44 Cachaça versus Rum

45 PROBLEMA DE EXPORTAÇÃO A cachaça e o rum acompanham a mesma classificação alfandegária (Alcohol and Tobacco TaxandTradeBureau TTB-US) RUM CACHAÇA * Ambas bebidas compartilham da mesma matéria prima.

46 AMOSTRAS Análises Químicas Conjunto de Dados (37 variáveis) HCA Dendograma de Similaridade entre as Amostras PCA Novo Conjunto (7 variáveis) KNN Agrupamento de Amostras Desconhecidas para sua Predição Gráficos Scores Amostras Loadings Variáveis

47 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Amostras: 14 amostras de cachaça e 17 amostras de rum. Procedimento Analítico 1 METANOL, N-PROPANOL, ISOBUTANOL, BUTANOL, ISOAMÍLICO, ACETALDEÍDO, ACETATO DE ETILA Cromatógrafo a gás (HP 5890A) equipado com detector FID. Coluna: HP-FFAP (50 m x 0,20 mm x 0,33 µm). Análise Quantitativa: Método do Padrão Interno (hexanol).

48 Cromatograma de álcoois, acetaldeído, acetato de etila numa amostra de cachaça. Identificação dos picos pelo tempo de retenção Picos: 1 = acetaldeído; 2 = acetatato de etila; 3 = metanol; 4 = propanol; 5 = isobutanol; 6 = butanol; 7 = isopentanol; 8 = hexanol (Padrão Interno, 10 = ácido acético.

49 Resultados: Alcoóis superiores 1 Cachaça Rum PC2 (11,90%) PC1 (82,11%) Gráfico de"scores" para as amostras de cachaça e rum utilizando como variáveis propanol, isobutanol e isoamílico.

50 Procedimento Analítico 2 ÁCIDO OCTANÓICO, ÁCIDO DECANÓICO, ÁCID DODECANÓICO As amostras foram concentradas usando extração em fase sólida (C18). Cromatógrafo a gás (Shimadzu GC17A) acoplado com detector de massas (Shimadzu QP5050A). Coluna: HP-FFAP (50 m x 0,20 mm x 0,33 µm). O detector de massas foi operado no modo SIM (73, 144, 172, 200 m/z). Análise Quantitativa: Método do Padrão Interno (ácido nonanóico).

51 Cromatograma de ácido orgânicos numa amostra de cachaça. Picos: 1 = ácido octanóico; 2 = ácido nonanóico/pi; 3 = ácido decanóico; 4 = ácido dodecanóico.

52 Resultados: Ácidos Orgânicos Cachaça Rum 1.0 PC2 (15,37%) PC1 (82,46%) Gráfico de "scores" para as amostras de cachaça e rum utilizando como variáveis os ácidos orgânicos (octanóico, decanóico e dodecanóico).

53 Procedimento Analítico 3 PROTOCATEQUINA, SINAPALDEÍDO, SIRINGALDEÍDO, ÁCIDO ELÁGICO, ÁCIDO SIRÍNGICO, ÁCIDO GALICO, (-) + EPICATEQUINA, ÁCIDO VANÍLICO E VANILINA Amostras não envelhecidas foram rotoevaporadas e dissolvidas em etanol 5,0 ml. A solução resultante foi concentrada por extração em fase sólida C18. Amostras não envelhecidas foram concentradas por extração em fase sólida (C18). HPLC (ShimadzuLC10AD)acoplado a espectrometrode massas iontrap (Bruker). Coluna: Resolve C18 (30 cm x 4.0 mm x 5.0 µm). Fases móveis: metanol-água. Análise Quantitativa: Padrão interno.

54 Resultados: Compostos Fenólicos PC2 (11,45%) PC1 (86,19%) Cachaça Rum Gráfico de "scores" para as amostras de cachaça e rum utilizando como variáveis protocatequina, ácido vanílico e seringaldeído.

55 Procedimento Analítico 4 ALUMÍNIO, CÁDMIO, CÁLCIO, CHUMBO, COBALTO, COBRE, CRÔMO, FERRO, MANGANÊS, MAGNÉSIO, NÍQUEL, SÓDIO E ZINCO. As amostras foram digeridas com ácido nítrico e analisadas por espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado. ICP-AES Perkin Elmer Optima 3000 Dual View. Análise Quantitativa: Método do Padrão Externo.

56 Resultados: Composição Mineral 2 Rum Cachaça PC2 (26,19%) PC1 (62,36%) Gráfico de "scores" para as amostras de cachaça e rum utilizando como variáveis os íons cálcio, cobre, magnésio e manganês.

57 6 5 4 Rum Cachaça Amostras (A, B, C, D) Amostras (E, F) 3 PC2 (23,26%) PC1 (43,62%) Gráfico de "scores" para as amostras de cachaça e rum.

58 PC protocatequina propanol isobutanol isoamílico magnésio manganês cobre PC1 Gráfico de loadings para as variáveis propanol, isobutanol, isopentanol, protocatequina, cobre, manganês e magnésio.

59 Dendograma resultante do HCA para as amostras de cachaça e rum. Pre-tratamento dos dados: autoescalado. Técnica de agrupamento: incremental.

60 Os compostos n-propanol, isobutanol, álcool isoamílico, protocatequina, cobre, magnésio e manganês são discriminadores químicos que permitem a diferenciação entre cachaça e rum. Usando a técnica de reconhecimento de padrão (KNN) foi possível classificar amostras desconhecidas como cachaça ou rum com 95 % de precisão.

61 Madeiras Brasileiras e Potencial Antioxidante da Cachaça Envelhecida

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63 Estômago Intestino Cólon e reto Altos teores de ascorbato no alimento e suco gastrico Carotenóides, vitamina E, polifenóis em alimentos Ação dos antioxidantes: a) Espécies reativas de nitrogênio derivádas do HNO 2 b) OH (interação Fe/ascorbato) c) RO e RO 2 oriundos de lipídeo peróxidos d) Ferril espécies derivados do consumo de carne e interação com peróxido de hidrogênio Vitamina C é completamente absorvida Absorção ampla da vitamina E Alguns carotenóides são convertidos a vitamina A Outros carotenóides e polifenóis são absorvidos, porém muitos não são. Pouca vitamina E esta presente Consiráveis teores de polifenóis e carotenóides não absorvidos estão presentes Metabolismo extensivo por bactérias colônicas gerando diferentes compostos fenólicos Ação dos antioxidantes: a) Captação de radicais e complexação de Fe

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68 Análise de Compostos Fenólicos Amostra SPE (C18) Análise via LC-DAD-SFD ou LC-MSn Quanificação por Adição de Padrão

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70 A) LC-DAD de uma amostra de castanheira (# 25) B) Cromatogramade ionextraido301,2 m/z referente ao ionpseudo-molecular [M+H] + C) ESI-MS/MS do ion pseudo-molecular

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76 Gráfico de score para PC1 x PC2 Espectroscopia Eletrônica na região de UV-vis Gráfico de score para espectros eletrônicos na região do Uv-vis ( nm) PC1 (80%) x PC2 (16%)

77 Lactato de etila Origem: Fermentação malo-láctica Leuconostoc sp vinhos Ác. málico Ác. Láctico Diminuição da acidez volátil

78 Fermentação láctica Lactobacillus sp. cachaças Ác. pirúvico Ác. láctico Esterificação Ác. láctico + etanol lactato de etila

79 FATORES QUE AFETAM A FERMENTAÇÃO: Contaminação: cana-de-açúcar levedura água local de produção ph: entre 3,0 e 4,5 fermentação alcóolica ph: abaixo de 3,0 favorece fermentação lática

80 Temperaturas que favorecem a fermentação Temperatura em torno de 30 C Favorece fermentação alcóolica Temperatura acima de 40 C Favorece a fermentação lática Temperatura abaixo de 20 C Não ocorre a fermentação lática

81 Cromatograma obtido por GC-MS de uma amostra de cachaça. Acetato de etila Tr = 4,774; Butanoato de etila Tr 7,418; Hexanoato de etila Tr 12,141; Lactato de etila Tr 15,461; Octanoato de etila Tr 17,487; Nonanoato de etila 20,05; Decanoato de etila Tr 22,498; Octanoato de isoamila Tr 22,957; Dodecanoato de etila Tr 27,053.

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83 Cromatograma de uma amostra de aguardente analisada por GC/MS no modo SIM Acetato de etila (íon 70 m/z) Lactato de etila (íon 75 m/z)

84 Valores para a média, mediana, valor máximo e valor mínimo de concentração para os ésteres nas amostras de aguardente de cana* Aguardente de cana * Compostos Média Mediana V. máx. V. mín. Acetato de etila 48,7 22, ,56 Butanoato de etila 0,24 0,14 2,3 0,04 Hexanoato de etila 0,18 0,12 0,77 0,03 Lactato de etila 27,1 8, ,04 Octanoato de etila 0,56 0,33 3,6 0,05 Nonanoato de etila 0,06 0,05 0,14 0,02 Decanoato de etila 1,35 0,8 7,33 0,05 Octanoato de isoamila 0,06 0,04 0,23 0,01 Dodecanoato de etila 0,6 0,34 4,03 0,04 * Concentraçãoemmg100mL -1 álcoolanidro. *NASCIMENTO, E. S. P. ; CARDOSO, D. R. ; FRANCO, D. W. Quantitative Ester Analysis in Cachaça and Distilled Spirits bygaschromatographymassspectrometry(gc/ms). Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 56, p , 2008.

85 Comparação entre métodos para os teores de acetato de etila para 16 amostras de cachaça comercial (mg 100 ml -1 AA)* *NASCIMENTO, E. S. P. ; CARDOSO, D. R. ; FRANCO, D. W. Determinação de Ésteres em Cachaça: Comparação de GC/FID vs. GC/MS vs.método Volumétrico. Química Nova, aceito 2009.

86 DEXTRANAS Polímeros de glicose Bio-sintetizados a partir da sacarose pela enzima dextranosucrase excretada principalmente pela bactéria Leuconostoc mesenteroides. PONTOS CRÍTICOS RELACIONADOS A SUA FORMAÇÃO Fatores ambientais Variações abruptas de temperatura nas plantações Umidade excessiva Falhas de processamento Idade da cana Tempo decorrido do corte até o processamento Corte manual ou mecanizada Queimadas

87 PRINCIPAIS PROBLEMAS RELACIONADOS A PRESENÇA DAS DEXTRANAS Açúcar Queda de produtividade: Por redução da sacarose no caldo Por alongamento dos cristais (perda de açúcar para o melaço durante a centrifugação). Cachaça Diminuição no rendimento da fermentação Formação de flocos Foto: LDQA

88 TEORES DE DEXTRANAS TOTAIS EM AMOSTRAS DE CACHAÇAS* Amostra Média Mediana Cachaça Industrial (mg L -1 ) Cachaça artesanal (mg L -1 ) 5,50 5,60 6,98 7,50 *RODRIGUES-FILHO et. Al. Quantificação de Dextranas em Açúcares e em Cachaças. Química Nova, v. 30, p , 2007.

89 COMPORTAMENTO DE DEXTRANAS TOTAIS EM FUNÇÃO DO TEMPO EM UMA AMOSTRA DE AGUARDENTE I. Concentração de dextranas totais em solução (curva A) e da massa de precipitado formada (curva B) em função do tempo para em uma amostra de aguardente. II. Turbidez em função do tempo para a mesma amostra.

90 F.W.B. Aquino et al. Food Chemistry 114 (2009)

91 DISTRIBUIÇÃO DE MASSA MOLECULAR (Da) DAS DEXTRANAS DE AÇÚCARES DO NORDESTE E SUDESTE DO BRASIL* Região Nordeste Região Sudeste Dextrana Grupo1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 M n 3,77 x ,03 x ,30 x ,39 x ,72 x ,17 x 10 4 M w 5,04 x ,03 x ,79 x ,03 x ,26 x ,91 x 10 4 M z 6,11 x ,28 x ,41 x ,17 x ,15 x ,90 x 10 4 M w / M n 1,35 1,14 1,12 1,71 1,15 1,26 Frequência (%) em que foram detectas 91,5 25,0 66,5 100,0 20,0 84,0 Onde: Mw = massa molar média ponderal; Mn = massa molar numérica média; Mz = massa molar média e Mw/Mn = índice de polidispersidade. *AQUINO, F ; BOSO, L ; CARDOSO, D ; FRANCO, D. AminoAcidsProfileofSugar CaneSpirit(Cachaça), Rum, andwhisky. Food Chemistry, v. 108, p , 2008.

92 Carbamato de etila O H 2 N O CH 3

93 Procedimento analítico Amostra Dopagem e Adição de Padrão Interno (CP) Injeção direta GC-MS modo SIM (62 m/z)

94 Ensaio de Proficiência INMETRO

95 Análise de Carbamato de etila: Cromatógrafo a Gás com Detector de Massas (GC-MS). SIM LD = 10 ppb Padrão Amostra Cromatograma dos padrões de carbamato de etila e propila (A) e de uma amostra de aguardente (B), sendo 1 = carbamato de etila e 2 = carbamato de n-propila.

96 Precursores do Carbamato de Etila* Uréia + Etanol NH 2 CNH 2 + EtOH ROCONH 2 + NH 3 Complexação do Cianeto por Cu(II) 2Cu(II) + 4CN - 2Cu(CN - ) 2 2Cu(CN - ) 2 2CuCN + C 2 N 2 C 2 N 2 + 2OH - NCO - + CN - + H 2 O NCO - + EtOH + H + EtOCONH 2 *ARESTA, M.; BOSCOLO, M.; FRANCO, D. W.;Copper(II) Catalysis in Cyanide Conversion into Ethyl Carbamate in Spirits and Relevant Reactions J. Agric. Food Chem. 2001, 49,

97 Amônia + Dietil Carbonato (ETOCO) 2 O + NH 3 ETOCONH 2 + CO 2 +ETOH Via Radicalóide H-C N +. OH -. C N + H 2 O H-C N + H-O-O. -. C N + H-O-O-H H-O-O-H 2HO. -. C N +. OH HOC=N O=C=NH O=C=NH + EtOH EtOCONH 2 *M. Aresta et al.catalysis in Cyanide Conversion into Ethyl Carbamate in Spirits and Relevant Reactions J. Agric. Food Chem. 2001, 49,

98 Análise de Carbamato de etila: Cromatógrafo a Gás com Detector de Massas (GC-MS). SIM LD = 10 ppb Padrão Amostra Cromatograma dos padrões de carbamato de etila e propila (A) e de uma amostra de aguardente (B), sendo 1 = carbamato de etila e 2 = carbamato de n-propila.

99 Evolução dos teores de carbamato de etila (mg L -1 ) no período de * Amostras Número de amostras Mediana Máximo Comerciais ,479 5,69 21 Comerciais ,163 1,16 42 Comerciais ,138 1,67 51 V BMCFB ,108 0, VI BMCFB ,085 0, Tipificação ,107 1,39 72 VII BMVFB ,094 0, Total 380 % Concentração de CE inferior a 0,150 mg L -1 *SOBRINHO, L. G.; CAPELLINI, L.T. D.; SILVA, A. A.; BUCKVISER, S. F.; GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W.;Teores de Carbamato de Etila em Aguardentes de Cana e Mandioca. Parte II. Química Nova. Aceito p/ Publicação 2009.

100 Mediana de carbamato de etila (mg L -1 ) em amostras do mesmo vinho destiladas em coluna e alambique (frações cabeça, coração, cauda)* Destilado Teor de CE (mg L -1 ) Coluna 0,396 Cabeça 0,174 Coração 0,105 Cauda 0,049 *SOBRINHO, L. G.; CAPELLINI, L.T. D.; SILVA, A. A.; BUCKVISER, S. F.; GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W.;Teores de Carbamato de Etila em Aguardentes de Cana e Mandioca. Parte II. Química Nova. Aceito p/ Publicação 2008.

101 Teores de carbamato de etila em amostras do mesmo mosto (cabeça, cauda, coração e coluna)* Identificação das amostras Cabeça (mg L -1 ) Cauda (mg L -1 ) Coração (mg L -1 ) Coluna (mg L -1 ) Amostra 29 0,247 0,075 0,152 0,147 Amostra 30 < L.Q < L.Q < L.Q < L.Q Amostra 31 0,066 < L.Q 0,058 0,125 Amostra 32 0,101 0,079 < L.Q < L.Q Amostra 33 0,583 0,063 0,216 0,644 Amostra 34 0,395 0,099 0,152 0,812 *SOBRINHO, L. G.; CAPELLINI, L.T. D.; SILVA, A. A.; BUCKVISER, S. F.; GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W.;Teores de Carbamato de Etila em Aguardentes de Cana e Mandioca. Parte II. Química Nova. Aceito p/ Publicação 2008.

102 Alambique x Coluna Teores de carbamato de etila (mg L -1 ) em amostras de aguardente destiladas em alambique e em coluna #. Tipo de destilação* Amostra* Alambique Coluna 1 0,058 0, ,216 0, ,152 0,812 *Cada amostra representa um diferente vinho fermentado, submetido à destilação em alambique de cobree em coluna de aço inox. *SOBRINHO, L. G.; CAPELLINI, L.T. D.; SILVA, A. A.; BUCKVISER, S. F.; GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W.;Teores de Carbamato de Etila em Aguardentes de Cana e Mandioca. Parte II. Química Nova. Aceito p/ Publicação 2008.

103 80 Alambique Coluna % de amostras < L.Q > 1000 Concentração de carbamato de etila (ppb) *Figura:Distribuição de carbamato de etila, por faixas de concentração (< LD a > 1000 ppb) em amostras de aguardente destiladas em alambique e emcoluna. *SOBRINHO, L. G.; CAPELLINI, L.T. D.; SILVA, A. A.; BUCKVISER, S. F.; GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W.;Teores de Carbamato de Etila em Aguardentes de Cana e Mandioca. Parte II. Química Nova. Aceito p/ Publicação 2008.

104 Carbamato de Etila x Cobre em Aguardente Concentração de carbamato de etila (ppb) 1,4x10 3 1,2x10 3 1,0x10 3 8,0x10 2 6,0x10 2 4,0x10 2 2,0x10 2 0,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Concentração de cobre (ppm) *Figura: Concentração de carbamato de etila (ppb) versus concentração de cobre(ppm) para 108 amostras de aguardente. *SOBRINHO, L. G.; CAPELLINI, L.T. D.; SILVA, A. A.; BUCKVISER, S. F.; GALINARO, C. A.; CARDOSO, D. R.; FRANCO, D. W.;Teores de Carbamato de Etila em Aguardentes de Cana e Mandioca. Parte II. Química Nova. Aceito p/ Publicação 2008.

105 Compostos sulfurados

106 Análise de DMS: Cromatógrafo a Gás com Detector de Massas(GC-MS). SIM LD = 50 ppt Padrão Amostra Cromatograma de um padrão e de uma amostra de aguardente para análise de DMS.

107 Principais: H3CSCH3 e H3CSSCH3; Fontes de formação: degradação de aminoácidos contendo átomo de enxofre; Composto de enxofre em bebidas exibem diferentes características olfativas, dependendo da posição do átomo de enxofre na molécula; *CARDOSO, D. R.; ANDRADE SOBRINHO, L. G. ; LIMA-NETO, B. S AND FRANCO, W. D.; A Rapid and Sensitive Method for Dimethylsulphide Analysis in Brazilian Sugar Cane Sugar Spirits and Other Distilled Beverages; J. Braz. Chem. Soc., v. 15, n. 2, p , 2004.

108 Teores de DMS em amostras comerciais analisadas Nos anos de 2004 e 2008 Ano Número de Amostra s Menor Valor (mg L -1 ) Maior Valor (mg L -1 ) Mediana (mg L -1 ) ,34 x ,31 0, ,68 x ,99 0,288 *CARDOSO, D. R.; ANDRADE SOBRINHO, L. G. ; LIMA-NETO, B. S AND FRANCO, W. D.; A Rapid and Sensitive Method for Dimethylsulphide Analysis in Brazilian Sugar Cane Sugar Spirits and Other Distilled Beverages; J. Braz. Chem. Soc., v. 15, n. 2, p , 2004.

109 E a Tipificação Geográfica como fica??

110 Mapa do Estado de São Paulo evidenciando a separação quimiométrica.

111 Dendrograma da Tipificação das cachaças do Estado de São Paulo, utilizando Cobre, Sódio e Ferro como discriminantes químicos.

112 Agradecimentos -A EMBRAPA