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Type: Tese
Title: Impacto da suplementação de micronutrientes em cervejas e análise de voláteis em cervejas e lúpulos por cromatografia gasosa bidimensional abrangente
Other Titles: Impact of micronutrient supplementation in beers and analysis of volatiles in beers and hops using comprehensive two-dimensional gas chromatography
Authors: Glaucimar Alex Passos de Resende
First Advisor: Bruno Gonçalves Botelho
First Referee: Vânia de Lourdes das Graças Teles
Second Referee: Márcio Pozzobon Pedroso
Third Referee: Jacqueline Aparecida Takahashi
metadata.dc.contributor.referee4: Adriana Nori de Macedo
Abstract: O estudo de cervejas e suas matérias primas é de extrema importância para o desenvolvimento científico, tecnológico e comercial desta bebida. Assim, esta tese aborda três trabalhos neste aspecto. O primeiro trabalho desta tese contou com a análise de doze parâmetros em cervejas blond ale com adição de 7,5%, 12,5% e 17,5% do valor de ingestão diária recomendada (IDR) com sais de molibdênio, selênio e cromo. Dentre os resultados encontrados, houve aumento na produção de etanol pela suplementação com os micronutrientes, ocorrendo maior consumo de carboidratos em presença de cromo e uma influência geral na acidez volátil das amostras. Houve diferenças físico-químicas nas cervejas estudadas demonstradas as influências a partir do uso de ferramentas quimiométricas (análise de componentes principais - PCA e análise hierárquica de clusters - HCA), assim como diferentes tipos de correlações com estes sais. Por essas ferramentas foi possível verificar a maior similaridade entre amostras controle e com suplementação de molibdênio, assim como relação de dicetonas vicinais e cor para a suplementação de cromo. Já para o segundo trabalho, foram estudados os comportamentos de voláteis a partir da adição de micronutrientes comerciais de selênio e cromo no mosto cervejeiro durante a produção de quatro tipos de cerveja (Au, AuH, IPA e St). Os voláteis foram determinados via microextração de fase sólida por headspace (HS-SPME) e cromatografia bidimensional abrangente acoplada a espectrometria de massas (GC×GC-MS). A análise multimodo de componentes principais (MPCA) foi usada a fim de explorar possíveis alterações a partir da adição de micronutrientes, sendo verificada a alteração principalmente com a adição de cromo e influência nos álcoois presentes nas amostras. Além disso, os modelos individuais para cervejas Au e AuH demonstram novamente diferenças no perfil de voláteis pela MPCA, assim como diferenças para selênio com compostos como ácido octanóico. O terceiro trabalho contou com a análise de metabólitos em lúpulo por HS-SPME-GC×GC-MS. A melhor condição de extração por SPME nas condições estudadas ocorreu com o uso de fibra DVB/PDMS (65 µm), 500 mg de lúpulo moído e tempo de extração 40 minutos a 50 °C. Cinco variedades de lúpulo foram estudadas por análise global: Azzaca, Cascade, Enigma, Loral e Zappa. Comparando-se GC-MS e GC×GC-MS, houve uma melhoria na detecção de picos com um aumento de até 316,8%. Assim, foram tentativamente identificados 137 compostos de 10 classes diferentes, com valores entre 87,6% e 96,9% da área total de pico nas amostras das áreas cromatográficas. A partir de PCA para os compostos identificados, PCA e HCA para as classes de compostos, houve similaridades entre Zappa e Cascade, e Azacca e Loral. Com estes trabalhos, conclui-se que a suplementação de micronutrientes assim como o uso de HS-SPME-GC×GC para análise de lúpulos agregam boas perspectivas para a tecnologia cervejeira.
Abstract: The study of beers and their raw materials is of utmost importance for the scientific, technological, and commercial development of this beverage. Thus, this thesis addresses three works in this aspect. The first work of this thesis involved the analysis of twelve parameters in blond ale beers with the addition of 7.5%, 12.5%, and 17.5% of the recommended daily intake value (IDR) with molybdenum, selenium, and chromium salts. Among the results found, there was an increase in ethanol production due to the supplementation with micronutrients, leading to higher carbohydrate consumption in the presence of chromium and a general influence on the volatile acidity of the samples. There were physicochemical differences in the studied beers demonstrated by the influences from the use of chemometric tools (principal component analysis - PCA and hierarchical cluster analysis - HCA), as well as different types of correlations with these salts. Through these tools, it was possible to verify the greatest similarity between control samples and those with molybdenum supplementation, as well as the relationship of vicinal diketones and color for chromium supplementation. As for the second work, the volatile behaviors were studied by adding commercial selenium and chromium micronutrients to the brewing wort during the production of four types of beer (Au, AuH, IPA, and St). Volatiles were determined via solid-phase microextraction by headspace (HS-SPME) and comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC×GC-MS). Multimodal principal component analysis (MPCA) was used to explore possible alterations due to the addition of micronutrients, with alterations mainly observed with chromium addition and influence on the alcohols present in the samples. In addition, individual models for Au and AuH beers again demonstrate differences in the volatile profile by MPCA, as well as differences for selenium with compounds like octanoic acid. The third work involved the analysis of hop metabolites by HS-SPME-GC×GC-MS. The best SPME extraction condition under the studied conditions occurred with the use of DVB/PDMS fiber (65 µm), 500 mg of ground hops, and extraction time of 40 minutes at 50 °C. Five hop varieties were studied globally: Azzaca, Cascade, Enigma, Loral, and Zappa. Comparing GC-MS and GC×GC-MS, there was an improvement in peak detection with an increase of up to 316.8%. Thus, 137 compounds of 10 different classes were tentatively identified, with values between 87.6% and 96.9% of the total peak area in the chromatographic areas. Through PCA for the identified compounds, PCA and HCA for the classes of compounds, similarities were found between Zappa and Cascade, and Azacca and Loral. With these works, it is concluded that the supplementation of micronutrients as well as the use of HS-SPME-GC×GC for hop analysis add good prospects for brewing technology.
Subject: Química analítica
Micronutrientes
Cerveja
Cromatografia de gás
Extração (Química)
Análise de componentes principais
Espectrometria de massas
Preparação de amostra (Química)
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/70415
Issue Date: 29-Apr-2024
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