Desenvolvimento e validação de métodos analíticos para avaliação dos parâmetros de qualidade de kombuchas comerciais brasileiras
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Marcio Pozzobon Pedroso
Mariana Ramos de Almeida
Juliana Azevedo Lima Pallone
Jacqueline Aparecida Takahashi
Mariana Ramos de Almeida
Juliana Azevedo Lima Pallone
Jacqueline Aparecida Takahashi
Resumo
O crescente interesse por hábitos saudáveis e por alimentos ditos funcionais tem impulsionado o consumo da Kombucha, uma bebida fermentada obtida a partir da planta Camellia sinensis, açúcar e um consórcio simbiótico de bactérias e leveduras (SCOBY). Originária da China, a Kombucha conquistou o mercado global e, em 2024, movimentou cerca de 2,97 bilhões de dólares, com projeção de crescimento contínuo. Esse cenário destaca a importância do controle de qualidade na produção desta bebida, visando garantir a segurança do consumidor, a conformidade com a legislação e a consistência do produto final. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo desenvolver e validar métodos analíticos aplicáveis ao controle de qualidade de Kombuchas comerciais brasileiras. Foi analisada uma ampla variedade de amostras de 30 marcas diferentes provenientes de várias regiões do Brasil, oferecendo uma visão abrangente da composição dos produtos disponíveis no mercado. As amostras possuíam teor alcoólico declarado de até 0,5% v/v (classificadas como não alcoólicas). Foi desenvolvido e validado um método para a determinação simultânea do teor alcoólico e a acidez volátil de Kombuchas utilizando cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (GC-FID). Os teores de etanol variaram de 0,10 a 1,70 %v/v, sendo que 60% das amostras excederam o limite permitido para bebidas não alcoólicas. A acidez volátil apresentou valores entre 17 e 71 mEq/L, com metade das amostras fora da faixa recomendada (30 a 130 mEq/L). Os teores de açúcares totais foram quantificados por espectrofotometria UV-VIS com o reagente DNS, apresentando variações entre 20 g/L e 84 g/L. Foi desenvolvido também um método para avaliação do perfil de açúcares e edulcorantes (cuja adição não é permitida em Kombuchas no Brasil) utilizando cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). Não foram encontrados os edulcorantes investigados (eritritol, xilitol e sucralose) em nenhuma das amostras. Os teores de glicose variaram entre 2,5 e 23,9 g/L, enquanto os de frutose ficaram entre 2,5 e 29,8 g/L. Já sacarose foi quantificada em 28 amostras, com concentrações de 3,6 a 29,9 g/L, enquanto as demais estavam acima da faixa de trabalho do método. Além disso, foram desenvolvidos e validados modelos quimiométricos baseados em espectroscopia no infravermelho médio (MIR) e regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) para a quantificação do teor alcóolico, acidez volátil e açúcares. Os modelos apresentaram bom desempenho, com valores de RPD superiores a 2,4 e erros de predição (RMSEP) baixos, permitindo análises rápidas e com mínimo preparo de amostra. A validação confirmou a linearidade e a precisão dos modelos, com desvios inferiores a 5%. Os resultados obtidos neste estudo evidenciaram inconsistências entre as informações de rotulagem e a composição real das Kombuchas analisadas, ressaltando a necessidade de uma fiscalização mais rigorosa. Os métodos desenvolvidos e validados demonstraram ser alternativas confiáveis e eficientes para a avaliação da conformidade com a legislação vigente, podendo oferecer contribuições significativas aos órgãos de fiscalização.
Abstract
The growing interest in healthy habits and so-called functional foods has driven the consumption of Kombucha, a fermented beverage made from the Camellia sinensis plant, sugar, and a symbiotic consortium of bacteria and yeasts (SCOBY). Originally from China, Kombucha has gained global market presence and, in 2024, generated approximately 2.97 billion dollars, with continued growth projected. This scenario highlights the importance of quality control in the production of this beverage, aiming to ensure consumer safety, compliance with regulations, and consistency of the final product. In this context, the present study aimed to develop and validate analytical methods applicable to the quality control of commercial Brazilian Kombuchas. A wide variety of samples from 30 different brands from various regions of Brazil were analyzed, providing a comprehensive overview of the composition of products available in the market. The samples had a declared alcohol content of up to 0.5% v/v (classified as non-alcoholic). A method was developed and validated for the simultaneous determination of alcohol content and volatile acidity in Kombuchas using gas chromatography with flame ionization detection (GC-FID). Ethanol levels ranged from 0.10 to 1.70% v/v, with 60% of the samples exceeding the legal limit for non-alcoholic beverages. Volatile acidity ranged from 17 to 71 mEq/L, with half of the samples falling outside the recommended range (30 to 130 mEq/L). Total sugar content was quantified by UV-VIS spectrophotometry using the DNS reagent, showing variations between 20 g/L and 84 g/L. A method was also developed to evaluate the sugar and sweetener profile (whose addition is not permitted in Kombuchas in Brazil) using gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). None of the investigated sweeteners (erythritol, xylitol, or sucralose) were detected in any of the samples. Glucose levels ranged from 2.5 to 23.9 g/L, while fructose ranged from 2.5 to 29.8 g/L. Sucrose was quantified in 28 samples, with concentrations from 3.6 to 29.9 g/L, while the remaining samples were above the method’s working range. Additionally, chemometric models based on mid-infrared (MIR) spectroscopy and partial least squares (PLS) regression were developed and validated for the quantification of alcohol content, volatile acidity, and sugars. The models demonstrated good performance, with RPD values above 2.4 and low root mean square error of prediction (RMSEP), enabling rapid analyses with minimal sample preparation. Validation confirmed the linearity and precision of the models, with deviations below 5%. The results obtained in this study revealed inconsistencies between labeling information and the actual composition of the analyzed Kombucha samples, underscoring the need for stricter regulatory oversight. The developed and validated methods proved to be reliable and efficient alternatives for evaluating compliance with current legislation and may offer significant contributions to regulatory agencies.
Assunto
Química analítica, Bebidas fermentadas, Bebidas fermentadas – Indústria – Controle de qualidade, Preparação de amostra (Química), Análise cromatográfica, Espectroscopia de infravermelho, Alimentos funcionais, Quimiometria
Palavras-chave
Kombuchas, Métodos analíticos, Modelos quimiométricos, Validação, Legislação
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