Avaliação do efeito do processamento da cerveja nos níveis de compostos tóxicos e de voláteis relacionados ao aroma a partir da incorporação de uma camada extra de polidimetilsiloxano a uma fibra comercial de microextração em fase sólida

Na microextração em fase sólida no modo headspace (HS-SPME), técnica amplamente utilizada na análise de bebidas alcoólicas, incluindo cerveja, o etanol (composto majoritário nestas matrizes) causa o deslocamento de compostos minoritários, interferindo na performance desta técnica. O objetivo deste trabalho foi avaliar os níveis de voláteis relacionados ao aroma e de compostos tóxicos [incluindo acetaldeído, acroleína, carbamato de etila (CE), formaldeído, furfural e álcool furfurílico] nas etapas de elaboração da cerveja (mosturação, fervura, fermentação, maturação e pasteurização), através da adição de camada extra de polidimetilsiloxano (PDMS) à uma fibra comercial divinilbenzeno/Carboxen®/polidimetilsiloxano (DVB/Car/PDMS). A fibra revestida com uma camada adicional de PDMS apresentou capacidade extratora superior à fibra comercial, uma vez que extraiu um número maior de compostos (61 versus 45) e obteve-se área cromatográfica total 20% superior. O teor de etanol das soluções modelo (0, 4, 8 e 12%) não influenciou significativamente na quantidade de analitos extraída quando a fibra revestida foi utilizada, entretanto, o efeito do etanol foi observado em extrações realizadas pela fibra não modificada. O método apresentou linearidade, sensibilidade, repetibilidade e precisão intermediária adequadas. A mosturação destacou-se em relação às demais etapas pelos maiores teores de álcoois superiores. A fervura foi caracterizada pelos maiores níveis de produtos da reação de Maillard, enquanto que a fermentação, maturação e pasteurização foram discriminadas pela presença majoritária de ésteres. Além disso, alguns terpenos foram incorporados ao mosto durante a fervura ou fermentação. A fibra revestida com PDMS foi utilizada na quantificação simultânea de compostos tóxicos durante a elaboração de cerveja ale e lager. Acetaldeído, acroleína, formaldeído e álcool furfurílico foram encontrados em todos os estágios da elaboração de ambos tipos de cerveja, enquanto CE e furfural não foram detectados (níveis <LOD: 0,1 e 0,01 μg L-1, respectivamente). A fervura e a fermentação parecem ser etapas importantes na formação destes compostos, enquanto a maturação e a pasteurização reduzem seus níveis nas cervejas ale e lager. Além disso, a matéria-prima, a levedura e as condições de fermentação influenciam a formação e redução destes compostos durante a elaboração de cervejas. Entre as 30 amostras de cervejas ale e lager comercialmente disponíveis e avaliadas neste estudo, o acetaldeído foi encontrado em uma cerveja ale (1,8 μg L-1) e duas lager (1,3 e 2,5 μg L-1). Acroleína foi detectada em uma cerveja ale (4,1 μg L-1) e 8 lager (2,5-5,4 μg L-1). Formaldeído estava presente em níveis inferiores ao LOQ (1,0 μg L-1) em todas as amostras ale e superior ao LOQ em uma amostra lager (2,6 μg L-1). Furfural foi o composto tóxico quantificado em níveis mais elevados, detectado em 3 amostras ale e 14 lager, em níveis variando de 417,7 a 4264,3 μg L-1 e 1,15 a 2403,4 μg L-1, respectivamente. O álcool furfurílico foi detectado em todas as cervejas ale e lager, variando de 4,2 a 20,7 μg L-1 e de 5,8 a 30,9 μg L-1, respectivamente. Apenas a acroleína foi encontrada em níveis que podem representar risco para a saúde (MOE < 10.000) em uma amostra ale

In solid phase microextraction in headspace mode (HS-SPME), a technic widely used for the analysis of alcoholic beverages, including beer, ethanol (the major compound in these matrices) causes the displacement of minority compounds, interfering in the performance of this technic. The objective of this work was to evaluate the volatile levels related to aroma and toxic compounds [including acetaldehyde, acrolein, ethyl carbamate (EC), formaldehyde, furfural and furfuryl alcohol] in brewing stages (mashing, boiling, fermentation, maturation and pasteurization) by the addition of an extra layer of polydimethylsiloxane (PDMS) to a divinylbenzene/Carboxen®/polydimethylsiloxane (DVB/Car/PDMS) commercial fiber. The PDMS-overcoated fiber presented higher extractive capacity than the commercial fiber, since it extracted a greater number of compounds (61 versus 45) and obtained a total chromatographic area of 20% higher. The ethanol content of the model solutions (0, 4, 8 and 12%) did not significantly influence the quantity of analytes extracted when PDMS-overcoated fiber was employed, however, the ethanol effect was observed in extractions performed by the unmodified fiber. The method presented adequate linearity, sensitivity, repeatability and intermediate accuracy. Mashing was highlighted in relation to the other stages due to higher levels of higher alcohols. Boiling was characterized by the higher product levels of the Maillard reaction, while fermentation, maturation and pasteurization were discriminated by the presence of esters. In addition, some terpenes were incorporated into the wort during boiling or fermentation. The PDMS-overcoated fiber was employed in the simultaneous quantification of toxic compounds during ale and lager brewing. Acetaldehyde, acrolein, formaldehyde and furfuryl alcohol were found at all stages of brewing both types of beer, while EC and furfural were not detected (levels <LOD: 0.1 and 0.01 μg L-1, respectively). Boiling and fermentation appear to be important steps in the formation of these compounds, while maturation and pasteurization reduce their levels in ale and lager beers. In addition, the raw material, yeast and fermentation conditions influence the formation and reduction of these compounds during brewing. Among the 30 samples of ale and lager commercially available and evaluated in this study, acetaldehyde was found in ale (1.8 μg L-1) and two lager (1.3 and 2.5 μg L-1). Acrolein was detected in one beer ale (4.1 μg L-1) and 8 lager (2.5-5.4 μg L-1). Formaldehyde was present at levels lower than LOQ (1.0 μg L-1) in all ale samples and higher than LOQ in one lager sample (2.6 μg L-1). Furfural was the toxic compound quantified at higher levels, detected in 3 ale and 14 lager samples, at levels varying from 417.7 to 4264.3 μg L-1 and 1.15 to 2403.4 μg L-1, respectively. Furfuryl alcohol was detected in all ale and lager beers, ranging from 4.2 to 20.7 μg L-1 and from 5.8 to 30.9 μg L-1, respectively. Only acrolein was found at levels which may represent a health risk (MOE <10,000) in 12.5 and 13.6% of ale and lager samples, respectively.