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Type: TESE
Title: Metilxantinas por eletroforese capilar = desenvolvimento, otimização e validação de metodo. Aplicação em cafe descafeinado e outras bebidas
Title Alternative: Methylxantines by capillary electrophoresis : method development, optimization and validadion. Application to decaffeinated coffee and other beverages
Author: Bizzotto, Carolina Schaper
Advisor: Godoy, Helena Teixeira, 1957-
Abstract: Resumo: A otimização simultânea de múltiplas respostas foi utilizada no desenvolvimento de um método por eletroforese capilar (EC) para a determinação de cafeína em café descafeinado. O método foi desenvolvido utilizando o planejamento composto central para otimizar a concentração de dodecilsulfato de sódio (SDS), a concentração de carbonato de sódio e a voltagem. Os experimentos foram conduzidos com uma amostra de café descafeínado, onde o resíduo de cafeína foi extraído com clorofórmio, ressuspenso em água e filtrado. As condições otimizadas foram encontradas pela avaliação dos efeitos de seis respostas: separação de interferentes, área, ruído, variação na linha de base, corrente e tempo de análise. Modelos de regressão lineares e quadráticos foram gerados para cada conjunto de respostas. Os modelos de regressão, coeficientes de correlação e a análise de componentes principais (PCA) foram usados na determinação das condições experimentais ótimas. Os melhores resultados foram obtidos usando-se um capilar de 50 mm x 48 cm, tampão contendo 10 mmol. L-1 de carbonato de sódio e 50 mmol. L-1 de SDS (pH 11,0), 15 kV, 25,0 ºC e detecção a 206 nm. Sob as condições otimizadas, a cafeína foi separada dos interferentes. O tempo de análise foi de 5,5 min. O método desenvolvido foi validado e comparado a um método por CLAE quanto à eficiência de separação, tempo de análise, custo por análise e volume de resíduos gerados. O método por EC foi então aplicado a amostras de café descafeinado torrado moído e instantâneo e amostras de bebida enérgética. A quantidade total de xantinas presentes nas bebidas chimarrão e tererê, a base de erva-mate (Ilex paraguariensis), também foi avaliada. Estas bebidas foram preparadas como são tradicionalmente consumidas. Os valores de cafeína das amostras analisadas tanto por EC quanto por CLAE não foram estatisticamente diferentes a 95% de confiança. A sensibilidade do método por CLAE foi 42 vezes maior que a do método por EC, porém este apresentou um tempo total de análise 30,4% menor. O volume de resíduos gerados foi 33 vezes maior no método por CLAE, e o custo em reagentes foi 76,5 vezes menor por EC. A vantagem mais importante do método por EC foi o uso de tampão aquoso econômico e ecológico no processo de separação. Com relação às amostras analisadas, sete amostras de café de quatro diferentes marcas apresentaram teor de cafeína acima do permitido pela legislação brasileira, e 76% das bebidas energéticas possuíam menos cafeína do que o valor informado no rótulo do produto. O teor de cafeína e teobromina variou nos diferentes tipos comerciais de erva-mate empregados no preparo das bebidas. Além disso, o tererê apresentou níveis de xantinas 2,5 vezes maior que o chimarrão

Abstract: Multiple response simultaneous optimization was used to develop a micellar electrokinetic chromatography (MECK) method for caffeine determination in decaffeinated coffee samples. The method was developed using a central composite design to optimize the concentration of sodium dodecylsulfate (SDS), sodium carbonate and voltage (V). The experiments were carried out using a sample of Brazilian decaffeinated coffee extracted with chloroform, which was subsequently recovered with water and then filtered. Optimized conditions were found by evaluating the effects of six responses: interferent separation, area, noise, baseline variation, current e analysis time. Each set of response values was regressed on the factor levels of the experimental design using linear and quadratic models. The regression models, correlation coefficients involving both factor levels and response values, and a principal component analysis (PCA) were used to determine the optimum experimental conditions. Successful results were obtained using a fused-silica capillary of 50 mm x 48 cm total length, buffer containing 10 mmol. L-1 of sodium carbonate and 50 mmol. L-1 of SDS (pH 11.0), voltage of 15 kV, temperature of 25.0 ºC, with detection at 206 nm. Under optimized conditions, caffeine was separated from the interferents. The analysis time was of 5.5 min. After validation, the capillary electrophoresis (CE) method was compared to a HPLC method regarding separation performance, quantification of caffeine in twenty samples, analysis time, costs per analysis and volume of generated residue. CE method was applied to decaffeinated instant and groundroasted coffee, and energy drinks. The total amount of xanthines in mate (Ilex paraguariensis) beverages, ¿chimarrao¿ and ¿terere¿ obtained in the same way as they are traditionally consumed, was also estimated using the CE method. Caffeine content of the samples analyzed with both CE and HPLC methods did not differ statistically at 95% confidence level. HPLC method sensitivity was 42 times greater than by CE method. In another hand, CE presents total analysis time 30.4% lower than HPLC. The volume of generated residues was 33 times greater in HPLC and the cost in reagents for CE was 76.5 times lower than for HPLC. The most important advantage of CE is the use of economical and ecological aqueous buffer in the separation process. Regarding samples analyzed, seven decaffeinated coffee samples of four different brands showed higher levels than the limit specified by Brazilian legislation and 76% of the energy drinks samples had caffeine content lower than the value informed to the consumer. Caffeine and theobromine levels varied in different commercial types of mate employed for the beverages preparation. Besides, ¿terere¿ presented quantities 2.5 times higher than the ¿chimarrao¿ beverage
Subject: Metilxantinas
Eletroforese capilar
Planejamento experimental
Café descafeinado
Erva-mate
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2010
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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