teor de contaminantes inorgânicos em cachaças do quadrilátero
TRANSCRIPT
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
ESCOLA DE NUTRIÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SAÚDE E NUTRIÇÃO
TEOR DE CONTAMINANTES INORGÂNICOS EM CACHAÇAS DO
QUADRILÁTERO FERRÍFERO (MG, BRASIL) ARMAZENADAS EM
COPOS DE PEDRA-SABÃO (ESTEATITO)
KARINE APARECIDA LOUVERA SILVA
OURO PRETO, MINAS GERAIS, BRASIL
2015
KARINE APARECIDA LOUVERA SILVA
TEOR DE CONTAMINANTES INORGÂNICOS EM CACHAÇAS DO
QUADRILÁTERO FERRÍFERO (MG, BRASIL) ARMAZENADAS EM
COPOS DE PEDRA-SABÃO (ESTEATITO)
OURO PRETO, MINAS GERAIS, BRASIL
2015
Dissertação de mestrado apresentada
ao Programa de Pós-graduação Stricto
Sensu em Saúde e Nutrição da Escola
de Nutrição da Universidade Federal de
Ouro Preto, como requisito parcial para
obtenção do título de Mestre em Saúde
e Nutrição.
Área de Concentração: Bioquímica e
Fisiopatologia da Nutrição
Orientadora: Profa. Dra. Késia Diego
Quintaes
S586t Silva, Karine Aparecida Louvera.
Teor de contaminantes inorgânicos em cachaça do Quadrilátero Ferrífero (MG, Brasil) armazenadas em copos de pedra-sabão (Esteatito) [manuscrito] / Karine Aparecida Louvera Silva. - 2015.
62f.: il.: color; grafs; tabs; mapas.
Orientadora: Profa. Dra. Késia Diego Quintaes.
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Nutrição. Departamento de Nutrição Clínica e Social. Saúde e Nutrição.
1. Cobre. 2. Bebidas alcoólicas. 3. Cachaça. 4. Adsorção. I. Quintaes, Késia
Diego. II. Universidade Federal de Ouro Preto. III. Titulo.
CDU: 663:612.393
Catalogação: www.sisbin.ufop.br
4
Aos meus pais Cláudia e Danir, meus
primeiros mestres, modelos reais de
perseverança, parceria, dedicação,
paciência e ética. Ao meu irmão Bruno
e ao meu noivo Samuel.
5
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, minha fonte de vida, que, pelo Seu sublime amor, acolheu-me em
todos os momentos nos Seus braços, acalentando-me e mostrando-me que, mesmo
quando aos meus olhos a minha jornada e os obstáculos desta aparentavam-se
difíceis, ajudou-me a buscar incessantemente força e determinação para não perder
o meu foco e alcançar o meu objetivo.
À Professora Dra. Késia Diego Quintaes, pela magnífica orientação, amizade,
carinho, confiança, dedicação e, sobretudo, pela oportunidade dada à realização
deste trabalho.
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG – Brasil),
pelo apoio financeiro cedido a este projeto.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES – Brasil),
pela concessão da bolsa de mestrado.
Ao Professor Dr. Eduardo Bearzoti, pela excelente contribuição e suporte dados a
este trabalho.
A todos os professores da Universidade Federal de Ouro Preto, que me auxiliaram
neste projeto, pelo conhecimento transmitido, pela disposição em ajudar-me com as
dúvidas e pelo incentivo nesta caminhada.
À Universidade Federal de Ouro Preto e ao Programa de Pós-graduação em Saúde
e Nutrição. Em especial à Jaqueline, secretária da Pós-graduação, e aos
funcionários da Biblioteca da Escola de Nutrição, pelos inúmeros serviços prestados
e pela amabilidade no atendimento.
Ao Instituto de Tecnologia de Alimentos (ITAL), especialmente Marcelo Morgano,
Isabela Cerqueira e Raquel Milani, funcionários do Centro de Química Analítica, pela
presteza nas análises químicas, empenhando-se ao máximo para que os resultados
pudessem ser obtidos com precisão e agilidade necessárias e pelo companheirismo
em todas as etapas deste estudo.
6
À Isabela Fernandes, amiga da Pós-graduação, por toda amizade, apoio, força,
atenção, dedicação e empenho em me ajudar nos pontos-chave deste trabalho.
Aos meus pais, meus mestres e meu alicerce, pelo amor incondicional, apoio e
proteção, que tanto fizeram para eu conquistar mais esta etapa. Os novos horizontes
que conquistei até hoje foram por causa de vocês, que me instigaram a voar mais
longe e acreditaram em mim.
Ao meu irmão Bruno e à sua esposa Flávia, pelo exemplo, amizade, paciência,
apoio e incentivo, por cederem a casa deles aos finais de semana e torná-los mais
alegres, por me fazerem acreditar em mim mesma e por me ensinarem que os
grandes méritos da vida dependem basicamente de três características: humildade,
ambição e determinação.
Ao meu noivo Samuel, meu porto seguro, pelo companheirismo, cumplicidade e
paciência, que me confortou com seu amor em todos os momentos e me apoiou
sem hesitar neste objetivo que tanto almejei.
Agradeço a todos os meus familiares e amigos, em especial às minhas avós e aos
meus tios Ulisses e Luciana, que, independente da distância, mantiveram-se sempre
ao meu lado, orando e torcendo por mim, para que eu conseguisse concluir mais
esta etapa da minha jornada.
A todas as minhas amigas e amigos da Pós-graduação, em especial à Izabelle,
Tereza, Ricardo, Cícero, Fernanda e Isabela, pela lealdade e cumplicidade, pelo
apoio e incentivo e pelos momentos inesquecíveis em Ouro Preto, que jamais sonhei
vivenciá-los.
Ao Pingo Otávio (in memoriam), meu cachorrinho, exemplo de lealdade, coragem,
paciência e persistência, por ter-me ensinado os sentimentos mais puros os quais se
ausentam nos homens e por ter-me mostrado que o mais sublime da vida é amar o
próximo independente de qualquer característica ou atribuição.
7
“Talvez não tenha conseguido fazer o melhor, mas lutei para que o melhor fosse feito.
Não sou o que deveria ser, mas, graças a Deus, não sou o que era antes.”
(Marthin Luther King)
8
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1. Estrutura dos principais minerais geológicos do esteatito..........................................20
Figura 2. Localização do Quadrilátero Ferrífero no Estado de Minas Gerais (QFMG)........... 29
Figura 3. Esquema simplificado do delineamento experimental adotado ................................31
Figura 4. Modelos de regressão ajustados com a concentração de Pb (mg∙L-1) em função
dos ciclos de exposição a copos de pedra-sabão in natura, utilizando médias de oito marcas
de cachaça e álcool etílico ..............................................................................................................40
Figura 5. Modelos de regressão ajustados com a concentração de Ni (mg∙L-1) em função dos
ciclos de exposição a copos de pedra-sabão in natura, em cinco marcas de cachaça
comercializadas no Quadrilátero Ferrífero (MG, Brasil)..............................................................42
Figura 6. Teor médio inicial (mg∙L-1) e percentual (%) de Ni nas cinco marcas de cachaça
estudadas ...........................................................................................................................................44
Figura 7. Modelos de regressão ajustados com a concentração de Cu (mg∙L -1) em função
dos ciclos de exposição a copos de pedra-sabão in natura em oito marcas de cachaça
comercializadas no Quadrilátero Ferrífero (MG, Brasil)...............................................................46
Figura 8. Teor médio inicial (mg∙L-1) e percentual (%) de Cu nas oito marcas de cachaça
estudadas............................................................................................................................................49
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Procedência, teor alcoólico rotulado (%) e concentração média (mg∙L-1) de
contaminantes inorgânicos em oito marcas de cachaça e no simulante* à base de álcool .. 35
Tabela 2. Comparação entre modelos de um ensaio em parcelas subdivididas, considerando
três estruturas de covariâncias residuais: covariâncias nulas (C0), simetria composta (SC) e
autorregressiva de ordem (AR1), utilizando o Critério de Informação de Akaike (AIC), o
Critério de Informação Bayesiano (BIC), o logaritmo da verossimilhança (log L) e o Teste da
Razão de Verossimilhanças (TRV) ...................................................................................... 38
Tabela 3. Estatísticas F das análises de variância ............................................................... 39
Tabela 4. Concentração de Cu e Ni (mg∙L-1) em oito marcas de cachaça comercializadas no
Quadrilátero Ferrífero (MG, Brasil) e no simulante* à base de álcool, submetidas a diferentes
ciclos de exposição a copos de pedra-sabão in natura (médias de três repetições) ............ 41
Tabela 1A. Resultados obtidos para repetitibilidade e reprodutibilidade estudadas na
determinação de metais em cachaça ......................................................................................... 60
Tabela 1B. Equações e valor do coeficiente de Pearson para as retas obtidas por regressão
linear....................................................................................................................................................61
Tabela 1C. Concentrações dos brancos utilizados para o cálculo do limite de
detecção............................................................................................................................................62
Tabela 1D. Valores obtidos na avaliação da exatidão da metodologia (ensaio de
recuperação).......................................................................................................................... 63
10
LISTA DE SIGLAS
AI Ingestão Adequada
ANOVA Análise de Variância
ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária
AR Requerimento Médio
As Arsênio
ATSDR Agency for Toxic Substances and Disease Registry
Ca Cálcio
CCD Charge Coupled Device
Cd Cádmio
Co Cobalto
Cr Cromo
Cu Cobre
EFSA European Food Safety Authority
FAPEMIG Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
Fe Ferro
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IBRAC Instituto Brasileiro da Cachaça
ICP – OES Inductively Coupled Plasma – Optical Emission Spectrometry
IDA Ingestão Diária Aceitável
IDT Ingestão Diária Tolerável
INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial
IOM Institute of Medicine
ITAL Instituto de Tecnologia de Alimentos
11
JECFA Join Expert Committee on Food Additives
LOAEL Menor Nível de Efeito Adverso Observado
LOD limite de detecção
MAPA Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento
Hg Mercúrio
Mg Magnésio
MG Minas Gerais
Mn Manganês
Ni Níquel
OMS Organização Mundial da Saúde
Pb Chumbo
PMTDI Limite Provisório Máximo Tolerável
PRI Referência de Ingestão Popoulacional
PTMI Ingestão Mensal Provisória Tolerável
PTWI Ingestão Semanal Provisória Tolerável
QFMG Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais
RDA Ingestão Dietética Recomendada
RF rádio frequência
Si Silício
UE União Euopeia
UL Limite de Ingestão Máxima Tolerável
12
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 17
1.1 A cachaça .................................................................................................................. 17
1.2 A pedra-sabão ............................................................................................................ 19
1.4 Interferência da pedra-sabão no teor de contaminantes inorgânicos .......................... 26
2 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 27
2.1 Objetivo geral ............................................................................................................. 27
2.2 Objetivos específicos .................................................................................................. 27
3 MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................................ 28
3.1 Determinação dos contaminantes inorgânicos ........................................................... 30
3.2 Equipamento e condições de operação ...................................................................... 32
3.3 Avaliação dos contaminantes inorgânicos .................................................................. 32
3.4 Qualidade analítica ..................................................................................................... 33
3.5 Análise estatística ...................................................................................................... 33
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 35
4.1 Teores dos elementos inorgânicos presentes nas cachaças e álcool etílico ............... 35
4.2 Teores dos elementos no teste de exposição à pedra-sabão ..................................... 37
5 CONCLUSÃO .................................................................................................................... ...........................50
6 REFERÊNCIAS................................................................................................................................51
7 APÊNDICE ....................................................................................................................... 59
7.1 Validação dos parâmetros de calibração para determinação por ICP-OES ................ 59
13
RESUMO
A contaminação de bebidas alcoólicas com níveis indesejáveis de minerais
inorgânicos é um problema que ainda persiste na atualidade. A pedra-sabão
(esteatito) vem sendo utilizada pelo homem em contato com alimentos e bebidas, e
sua interação pode afetar os níveis de minerais destes produtos. Este estudo teve
como objetivo avaliar o efeito do contato entre as cachaças brasileiras e copos de
pedra-sabão in natura na concentração de minerais. Os níveis de As, Cd, Cu, Ni e
Pb foram quantificados por Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado
Indutivamente (ICP – OES) em oito cachaças brasileiras comercializadas no
Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerias e em um simulante de bebida alcoólica, antes
e após quatro ciclos de contato (24 horas cada) com copos de esteatito in natura. Os
resultados obtidos foram comparados com os teores estabelecidos pelas legislações
brasileira e alemã: Cu (5,0 mg∙L-1 e 2,0 mg∙L-1), As (0,100 mg∙L-1), Cd (0,020 mg∙L-1 e
0,010 mg∙L-1) e Pb (0,200 mg∙L-1 e 0,250 mg∙L-1), respectivamente. A presença de
Ni foi considerada como aceitável caso o teor quantificado fosse inferior a 3,0 mg∙L-1
segundo a legislação brasileira, não havendo limite para esse elemento na
legislação alemã. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado com nove
tratamentos e três repetições. Os valores de concentração de cada elemento foram
analisados conforme o modelo de ensaio em parcelas subdivididas. Havendo
diferenças significativas entre as marcas das cachaças, estas eram comparadas
utilizando-se o critério de agrupamento de Scott-Knott; e havendo diferenças
significativas (p<0,05) entre os tempos de avaliação, modelos de regressão eram
ajustados. Os dados foram analisados utilizando-se os softwares R e Sisvar. As oito
cachaças avaliadas apresentaram conformidade à legislação brasileira no que tange
aos teores de As 0,025 mg∙L-1 (0,011 mg∙L-1 – 0,085 mg∙L-1), Cd 0,003 mg∙L-1
(0,003 mg∙L-1 – 0,004 mg∙L-1), Cu 2,982 mg∙L-1 (1,113 mg∙L-1 – 4,598 mg∙L-1), Ni
0,01 mg∙L-1 (0,003 mg∙L-1 – 0,020 mg∙L-1) e Pb 0,024 mg∙L-1 (0,006 mg∙L-1 – 0,074
mg∙L-1). Entretanto, isso não ocorreu no que diz respeito à legislação alemã, pois
62,5% das marcas de cachaça avaliadas infringiram o máximo teor de Cu
estabelecido em 97,2; 120,5; 122,2; 129,9 e 6,6%, respectivamente. Com relação ao
comportamento dos contaminantes inorgânicos, foi evidenciado que o contato de
bebidas alcoólicas com a pedra-sabão in natura pode reduzir em até 50,4% (14,3 –
14
50,4%) o teor de Cu, tornando adequado seu teor numa das cachaças e incrementar
em até 622,2% (107,1 – 622,2%) o teor de Ni, especialmente nas primeiras 24 horas
de contato. O modelo de regressão linear simples (R2: 71,19%) indicou um
decaimento constante da concentração média de Pb em todas as bebidas, que
variou de 18,3% a 54,5% no primeiro e último ciclos, respectivamente. Por outro
lado, os teores de As e Cd se mantiveram inalterados durante todo o experimento. O
contato da pedra-sabão in natura com soluções alcoólicas pode reduzir a
concentração de Cu e Pb, em contrapartida pode elevar a concentração de Ni de
forma não ser recomendável que bebidas contendo teores de Ni próximos ao
máximo permitido pela legislação sejam expostas à pedra-sabão in natura.
Palavras-chave: Cobre, Álcool, Cachaça, Adsorção, Contaminantes Inorgânicos.
15
ABSTRACT
The contamination of alcoholic beverages with undesirable levels of inorganic
minerals is a problem that still persists nowadays. The soapstone (steatite) has been
used by man in contact with food and drink, and its interaction can affect the levels of
minerals in these products. This study aimed at evaluating the effect of the contact
between Brazilian cachaças and raw soapstone cups by the concentration of
minerals. The levels of As, Cd, Cu, Ni and Pb of eight Brazilian cachaças and of a
simulant of alcoholic beverage traded in the region called Quadrilátero Ferrífero in
Minas Gerais were measured by Optical Emission Spectrometry by Inductively
Coupled Plasma (ICP - OES), before and after four contact cycles (24 hours each)
with raw steatite cups. The levels of the inorganic contaminants As, Cd, Cu, Ni and
Pb in Brazilian cachaça sold in the QFMG and in alcoholic beverage simulant were
evaluated by emission spectrometry (ES), before and after four cycles (24 hours
each) of contacts with glasses of raw steatite (soapstone). The results were
compared with the levels established by the Brazilian and German legislations: Cu
(5.0 mg∙L-1 and 2.0 mg∙L-1); As (0.100 mg∙L-1), Cd (0.020 mg∙L-1 and 0.010 mg∙L-1);
Pb (0.200 mg∙L-1 and 0.250 mg∙L-1), respectively. The presence of Ni was considered
acceptable if the content was less than 3.0 mg∙L-1 according to the Brazilian laws, for
which the German laws establish no limits. A completely randomized design with nine
treatments and three repetitions was used. The concentration of each element were
analyzed according to the test model with subdivided parts. When significant
differences between brands of cachaça occurred, they were compared using the
Scott-Knott grouping criterion, and when significant differences (p<0,05) between the
time evaluation occurred, regression models were adjusted. Data were analyzed
using the softwares R and Sisvar. The cachaças evaluated in this study were in
accordance with the Brazilian legislation regarding the levels of the contaminants As
0.025 mg∙L-1 (0.011 mg∙L-1 – 0.085 mg∙L-1); Cd 0.003 mg∙L-1 (0.003 mg∙L-1 – 0.004
mg∙L-1); Cu 2.982 mg∙L-1 (1.113 mg∙L-1 – 4.598 mg∙L-1); Ni 0.01 mg∙L-1 (0.003 mg∙L-1 –
0.020 mg∙L-1) and Pb 0.024 mg∙L-1 (0.006 mg∙L-1 – 0.074 mg∙L-1). However, it did not
occur in accordance with the German legislation, for 62.5% of the evaluated cachaça
brands infringed maximum Cu content established at 97.2; 120.5; 122.2; 129.9 and
6.6%, respectively. As for the behavior of inorganic contaminants, it was observed
16
that the contact of alcoholic beverages with raw soapstone was able to reduce up to
50.4% (from 14.3 to 50.4%) of the Cu content, regulating its level in one of these
cachaças, and increase up to 622.2% (107.1 to 622.2%) of the Ni content, especially
within the first 24 hours of contact. The simple linear regression model (R2: 71.19%)
indicated a steady decrease of the average Pb concentration in all beverages,
ranging from 18.3% to 54.5% in the first and last cycles, respectively. On the other
hand, As and Cd concentrations remained unaltered throughout the experiment. The
contact of raw soapstone with alcoholic solutions can reduce the concentration of Cu
and Pb; on the other hand, it can increase the concentration of Ni so that it is not
recommended to expose beverages containing Ni concentrations close to the
maximum level allowed by the law to the raw soapstone.
Keywords: Cupper, Alcohol, Spirits Drinks, Adsorption, Inorganic Contaminants
17
1 INTRODUÇÃO
1.1 A cachaça
A cachaça, bebida legitimamente brasileira, é a terceira bebida alcoólica mais
comercializada no mundo e a primeira bebida destilada mais consumida no Brasil
(ABRABE, 2010). Estima-se que o Brasil possui capacidade instalada de produção
de cachaça de aproximadamente 1,2 bilhão de litros anuais, porém se produz
anualmente menos de 800 milhões de litros. Segundo o Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística (IBGE, 2006) há aproximadamente 12 mil estabelecimentos
produtores de cachaça no país, todavia associações regionais estimam existência de
quase 15 mil estabelecimentos, sendo que são menos de 2 mil estabelecimentos,
com 4.000 marcas devidamente registrados no Ministério de Agricultura (IBRAC,
2008).
É digno de nota que, entre os Estados brasileiros, os que mais se destacam
na produção da cachaça são: São Paulo, Pernambuco, Ceará, Minas Gerais e
Paraíba, e os que mais consomem cachaça são: São Paulo, Pernambuco, Rio de
Janeiro, Ceará, Bahia e Minas Gerais. No que diz respeito ao âmbito internacional,
no ano de 2014, a cachaça foi exportada para 66 países, com mais de 60 empresas
exportadoras, gerando receita de US$ 18,33 milhões, um aumento superior a 10%
em relação a 2013. Também, houve aumento acima de 10% no volume, sendo
exportado um total de 10,18 milhões de litros. Os principais países de destino em
valor foram: Alemanha, Estados Unidos, França, Portugal, Paraguai e Itália, e os
principais países de destino em volume foram: Alemanha, Paraguai, Portugal,
Estados Unidos, França e Bolívia (IBRAC, 2014).
De acordo com a Instrução Normativa nº 13, de 29 de junho de 2005
(BRASIL, 2005), a cachaça é obtida pela destilação do mosto fermentado do caldo
de cana-de-açúcar com características sensoriais peculiares, com graduação
alcoólica de 38 a 48% em volume a 20 ºC, podendo ser adicionada de açúcares até
6 g∙L-1. Por outro lado, a aguardente envolve o destilado alcoólico simples de cana-
de-açúcar ou a destilação do mosto fermentado do caldo de cana-de-açúcar,
apresentando graduação alcoólica que varia de 38 a 54% em volume a 20 oC,
podendo ser adicionada de açúcares até 6 g∙L-1 (BRASIL, 2005).
18
A cachaça pode receber denominações diferenciadas, a saber: cachaça
industrial e cachaça artesanal. A cachaça industrial é obtida em destiladores de
coluna, também conhecidos como “destiladores contínuos". Já a cachaça artesanal
é produzida em alambiques (MINAS GERAIS, 2007). Nessa perspectiva, as
destilarias industriais produzem cerca de 300 mil litros por dia de cachaça, ao passo
que nos alambiques geralmente são produzidos cerca de 100 a 1.000 litros por dia
da bebida (JERÔNIMO; SILVA, 2005).
Estudos evidenciam que cachaças confeccionadas em alambiques de cobre
(Cu) apresentam grande aceitação e são preferidas pelos consumidores.
Adversamente a isso, as cachaças obtidas em alambiques fabricados com materiais
como o aço inoxidável não têm a mesma predileção (NASCIMENTO et al., 1988;
FARIA, 1989; NASCIMENTO et al., 1998). Cabe dizer que o Cu exerce um efeito
importante na bebida, reduzindo a acidez e teores de aldeídos e compostos
sulfurados, sendo esses fatores usualmente responsáveis pelo sabor e odor
desagradáveis da bebida (CARDOSO et al., 2003).
Embora o Cu seja um micronutriente essencial ao homem, exposição
prolongada a concentrações acima do requerimento orgânico pode ser nociva ao
homem (MOSHA; WANGABO; MHINZI, 1996). Assim, há um limite de ingestão
máxima tolerável (UL) de Cu para adultos estimado em 10 mg∙dia-1 (IOM, 2001). Em
se tratando de cachaças, a legislação brasileira determina um limite máximo
permitido (5 mg∙L-1) (BRASIL, 2005). Cabe ressaltar que o Cu está associado à
formação de carbamato de etila em bebidas destiladas, composto potencialmente
cancerígeno (ARESTA; BOSCOLO; FRANCO, 2001).
Em Minas Gerais, foi constatado que 25% das cachaças procedentes de
alambiques do sul do Estado apresentavam teor de Cu acima do permitido pela
legislação (FERNANDES et al., 2007). Outro estudo brasileiro constatou que as
cachaças produzidas no Nordeste, Centro e Sul do País necessitam de melhorias no
controle de qualidade quanto à contaminação por metais e que as bebidas
nordestinas apresentavam maiores teores de Cu e Chumbo (Pb) em relação a
outras regiões (FERNANDES et al., 2005). Nas cachaças do quadrilátero ferrífero de
Minas Gerais (QFMG), foi reportada presença de Cu superando os limites legais
(FERNANDES et al., 2013).
19
Outras bebidas alcoólicas também apresentam problema de contaminação
por metais. Pesquisadores reportaram que a bebida grega Mouro pode apresentar
deficiência no controle de qualidade em função da variação no teor de Pb
(SOUFLEROS; MYGDALIA; NATSKOULIS, 2004). Um tipo de vinho comercializado
na Hungria apresentou teores elevados de Cu (20 a 640 µg/L), Pb (6 a 90 µg/L) e
cádmio (Cd) (0,05 a 16,5 µg/L), sendo a amplitude dos valores explicada pela
diversidade da origem da bebida e também pelo efeito dos aditivos e equipamentos
usados na produção (AJTONY et al., 2008). Além dos equipamentos, matéria-prima,
substâncias adicionadas intencionalmente, tipo de processo e estocagem também
são fatores que interferem no teor de metais das bebidas alcoólicas (IBANEZ et al.,
2008).
Segundo a Resolução RDC nº 20, de 22 de março de 2007, da Agência
Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) (BRASIL, 2007), a qual aprovou o
regulamento técnico sobre disposições para embalagens, revestimentos, tampas e
equipamentos metálicos em contato com alimentos, os equipamentos de Cu sem
revestimento não podem entrar em contato com produtos alimentícios devido à fácil
transmissão do Cu do material para o produto final. Isso se aplica aos alambiques e
utensílios de Cu, os quais necessitam ser revestidos internamente com material
permitido pela legislação.
1.2 A pedra-sabão
O esteatito, popularmente conhecido como pedra-sabão, é uma rocha
metamórfica de baixa dureza, formado por diversos minerais geológicos, entre os
quais se destacam o talco – Mg3Si4O10(OH)2 –, a dolomita – CaMg(CO3)2 –, a
actinolita – Ca2(Mg,Fe2+)5Si8O22(OH)2 –, e a clorita magnesiana –
(Mg,Al,Fe)12[(Si,Al)8O20](OH)16. Também, são encontrados no esteatito alguns
minerais acessórios como: pirita – FeS2 –, arsenopirita – FeAsS –, magnetita –
Fe2+Fe23+O4
–, epidoto – Ca2(Fe3+,Al)3(SiO4)3(OH) – e titanita – CaTi-SiO5 (DEER;
HOWIE; ZUSSMAN, 1966; ROESER et al., 1980; FLEISCHER; MANDARINO,
1995), como apresentado na Figura 1.
20
Figura 1. Estrutura dos principais minerais geológicos do esteatito
Talco Pirita Magnetita Anfibólios
Calcita Actinolita
Titanita Epidoto
Fonte: QUINTAES, 2000.
21
Durante o metamorfismo do esteatito, elementos podem ser incorporados aos
minerais recristalizados, na maioria das vezes na forma de substituições. Pelos seus
raios iônicos, valência e distribuição de carga, pequenas quantidades de Ni
substituindo Mg na serpentina; Cr na posição do titânio na titanita; Cr substituindo o
Fe, e Ni ou Co no lugar do Fe na magnetita; Ni ou Co substituindo o Fe na pirita; e
cromo, Ni e titânio em cloritas, podem ser observados. Considerando elementos
majoritários, Al pode ser encontrado substituindo tanto Si quanto Mg no talco. Trocas
usuais incluem Fe e Mn em dolomitas, substituindo Mg (DEER; HOWIE; ZUSSMAN,
1966; LEINZ; CAMPOS, 1968).
Tem sido evidenciado que a migração majoritária de elementos da pedra-
sabão pode seguir a composição da dolomita a qual tem sua solubilização
favorecida por fatores como aquecimento e acidez. Este mineral foi considerado
como sendo o principal candidato para fonte dos elementos detectados nos ensaios
laboratoriais com ácido acético (QUINTAES, 2004; QUINTAES et al., 2004). Esta
observação foi ainda reforçada quando associada à característica química da
dolomita, a qual é referida como apresentando boa solubilidade em meio ácido,
especialmente com elevação de temperatura (LEINZ; CAMPOS, 1968; QUINTAES
et al., 2001). Microscopia realizada indicou também que o formato romboédrico
exibido pela pedra-sabão após a exposição ao ácido acético é semelhante ao
padrão descrito na literatura para a dolomita. Estatisticamente, por correlação de
Person, também pode ser constada relação entre os elementos migrantes de forma
relacionada à composição da dolomita (QUINTAES, 2006).
Localizado em Minas Gerais (Brasil), a região do Quadrilátero Ferrífero
(QFMG) contém importantes e consideráveis jazidas de esteatito (ROESER et al.,
1980; ROESER, 1987). As principais localidades com ocorrências de jazidas de
esteatito na região do QFMG são: Santa Rita de Ouro Preto, Viriato, Acaiaca,
Congonhas do Campo, Cachoeira do Brumado e Ouro Branco (ROESER et al.,
1980).
A resistência do esteatito ao tempo, seja em igrejas ou monumentos da
região, é determinada pelas condições ambientais somadas às petrográficas e
petrofísicas intrínsecas da rocha (WARSCHEID; BRAAMS, 2000; QUINTAES et al.,
2002). Todavia, as condições ácidas parecem ser as mais danosas à estrutura da
22
pedra-sabão, tanto em laboratório (VILES, 1995; WARSCHEID; BRAAMS, 2000)
como nas esculturas e edificações (QUINTAES et al., 2002), e podem ser
potencializadas por microrganismos, acelerando o processo de deterioração da
rocha (QUINTAES, 2006; NAMDAR; STACEY; SIMPSON, 2009).
As antigas civilizações curavam os recipientes de pedra-sabão com lipídios
sob elevada temperatura. Esse procedimento impermeabiliza, reduz a porosidade,
minimiza a deterioração e a perda de massa do material, resultando em aumento da
resistência e da vida útil dos recipientes (QUINTAES et al., 2006, SANTI et al.,
2009). Na atualidade, a cura continua sendo aplicada às panelas de pedra-sabão
novas, sendo responsável pela redução no comprometimento da estrutura da
panela, decorrente da acidez dos alimentos e do calor do cozimento (QUINTAES,
2006). No entanto, mesmo curada a panela de pedra-sabão ainda libera minerais de
valor nutricional e metais de interesse toxicológico, como cálcio (Ca) e ferro (Fe), e o
níquel (Ni), respectivamente (QUINTAES, 2000; QUINTAES et al., 2006).
O esteatito tem sido utilizado para esculpir recipientes, panelas e utensílios
pequenos desde tempos remotos (QUINTAES, 2000; QUINTAES et al., 2002). Hoje,
o uso do esteatito tem sido principalmente no artesanato, como: copos, panelas,
jarros, canecas, souvenirs e jogos de tabuleiro, entre outros. Em determinadas
cidades do Sudeste brasileiro, especialmente em Ouro Preto (MG), o uso culinário
dos utensílios confeccionados em pedra-sabão é uma tradição (QUINTAES, 2000;
QUINTAES, 2006).
1.3 Contaminantes inorgânicos
A cachaça pode ser dividida em fração orgânica e fração inorgânica. A
primeira é basicamente constituída de alcoóis, aldeídos, ésteres, ácidos carboxílicos,
cetonas, carbamato de etila e compostos sulfurados. Já a fração inorgânica é
constituída principalmente por íons metálicos, tais como Alumínio (Al), Arsênio (As),
Cádmio (Cd), Cálcio (Ca), Chumbo (Pb), Cobalto (Co), Cobre (Cu), Cromo (Cr),
Ferro (Fe), Níquel (Ni) etc. (SIEBALDE et al., 2002).
23
Os resultados de estudos referentes à ingestão dietética de metais traço têm
sido comparados com a Ingestão Diária Aceitável (IDA) ou Ingestão Diária Tolerável
(IDT) e pela Ingestão Semanal Tolerável (TWI), recomendadas pelo “Join Expert
Committee on Food Additives” (JECFA), comitê que reúne de peritos da FAO/OMS e
pela “European Food Safety Authority” (EFSA), que produz pareceres científicos e
orientações sobre a segurança alimentar na União Europeia (UE), respectivamente.
A IDA refere-se às substâncias que podem ser ingeridas diariamente sem riscos
para a saúde, enquanto a IDT e TWI são usadas para enfatizar a importância de
limitar a ingestão diária e semanal, respectivamente, de contaminação dos alimentos
por um período sem que acarrete consideráveis riscos à saúde. Entretanto, para os
elementos que são capazes de se acumular no organismo, a ingestão tolerável é
expressa como Ingestão Semanal Provisória Tolerável (PTWI). O PTWI estabelecido
pelo JECFA representa a exposição semanal de alguns contaminantes que podem
causar efeitos adversos à saúde dos indivíduos (ZUKOWSKA; BIZIUK, 2008).
O PTWI pode variar conforme a natureza do contaminante. No caso do Cd, a
mais recente avaliação do JECFA retirou o valor de PTWI e adotou um valor de
Ingestão Mensal Provisória Tolerável (PTMI), sendo este situado em 25 μg∙kg -1 de
peso corporal/por mês (WHO, 2013). Já a EFSA, em 2009, realizou uma avaliação
sobre o Cd associado a riscos com alimentos e estabeleceu uma TWI de 2,5 µg∙kg-1
(EFSA 2009a). Em 2011, foi reavaliado este parâmetro e concluído que a TWI
estabelecida anteriormente está apropriada (EFSA, 2012).
Para o Pb e As, a avaliação do JECFA feita em 2011 concluiu que o valor do
PTWI existente não estava adequado e que não era possível estabelecer um valor
de PTWI seguro, não havendo para ambos elementos proposição de valor seguro de
ingestão diária (WHO, 2011a; WHO, 2011b). No caso do Pb, valores de exposição
diária de 0,02 a 0,03 e 0,03 a 0,09 μg∙kg-1 de peso corporal por dia foram estimados
para adultos e crianças menores de 4 anos de idade, respectivamente (WHO,
2011b).
Desde 2009/2010 a EFSA já considerava inadequada a existência de PTWI
para o Pb e As em função da escassez de evidência de um limiar seguro para os
efeitos críticos induzidos pelo Pb, incluindo sua influência sobre o desenvolvimento
24
de processos oncológicos, e também pelos efeitos adversos à saúde humana
provocados pelo As (EFSA, 2009b; EFSA, 2010).
Para o Cu, que é micronutriente, em 1982 foi estabelecido pelo JECFA, o
Limite Provisório Máximo Tolerável (PMTDI) situado na faixa de 0,05 a 0,5 mg∙kg-1
de peso corporal (WHO, 1982). Como se trata de um nutriente essencial, mais
recentemente o Instituto de Medicina (IOM) estabeleceu a Ingestão Dietética
Recomendada (RDA) e o Limite Máximo Tolerável (UL) como sendo de 900 µg∙d-1 e
10 mg∙dia-1 para adultos de ambos os sexos, repectivamente (IOM, 2001). Em se
tratando da EFSA, foi concluido que o Requerimento Médio (AR) e a Referência de
Ingestão Populacional (PRI) para o Cu não podem ser derivados para adultos, bebês
e crianças, sendo propostos valores de Ingestão Adequada (AI), para as diferentes
fases da vida, pautados no consumo e no balanço de Cu observado. No caso de
adultos, os valores de AI para homens e mulheres é de 1,6 e 1,3 mg∙kg-1 de peso
corporal por dia, respectivamente (HARVEY et al., 2003; TURNLUND et al., 2005).
Para o Ni, que não é nutriente, o valor de IDT situado em 12 µg∙kg-1 de peso
corporal foi proposto pela OMS, sendo este valor estabelecido a partir do Menor
Nível de Efeito Adverso Observado (LOAEL) (WHO, 2005). Diferentemente ao valor
exposto de IDT pela OMS, a EFSA definiu um nível seguro de IDT de 2,8 µg∙kg-1,
sendo este parecer científico baseado nos riscos para a saúde humana de Ni em
alimentos, particularmente em vegetais, e também na água potável (EFSA, 2015).
Com relação às vias de exposição, segundo a OMS (WHO, 2001), a água
contaminada representa a maior via de exposição do homem ao As. Estudos
ambientais têm verificado que a contaminação de águas superficiais e subterrâneas
pelo elemento emana principalmente das atividades de mineração, sendo as pilhas
de rejeitos as principais fontes de liberação do elemento no meio ambiente (BOELL,
1994; WILLIAMS, 2001; SMEDLEY; ZHANG; LUO, 2003; KO et al., 2003).
Em humanos, estudo revelou que a ingestão oral de Cd resulta em redução
na absorção de Fe, favorecendo a anemia ferropriva, principalmente nos casos em
que a ingestão dietética for deficiente em Fe (OGA; CAMARGO; BATISTUZZO,
2004). A avaliação de intoxicação por Cd pode se dar por níveis de Cd na urina
(GALLAGHER; CHEN; KOVACH, 2011).
25
Os compostos de Cu são usados na agricultura, no tratamento da água para
controle de algas (sulfato de cobre penta-hidratado), na preservação de madeira,
couro e tecido, e como aditivo em alimentos (AZEVEDO; CHASIN, 2003). Por outro
lado, o Cu é um micronutriente essencial, sendo importante para o funcionamento
adequado de vários sistemas enzimáticos (MOSHA et al., 1996). Todavia, a
exposição humana a concentrações de Cu acima do UL resulta em prejuízos à
saúde. Enfermidades oriundas do acúmulo de Cu são a doença de Wilson, doenças
neurodegenerativas, como a esclerose, e as doenças de Menkes e de Alzheimer
(WAGGONER; BARTNIKAS; GITLIN, 1999). Além do efeito adverso direto à saúde
humana, estudo tem indicado que o Cu está associado à formação de carbamato de
etila em aguardente, composto potencialmente cancerígeno. O principal precursor
do carbamato de etila em bebidas destiladas é o íon cianeto, sendo o Cu um dos
fatores que afetam essa formação (ARESTA et al., 2001).
A exposição do homem ao Ni pode ocorrer por inalação de ar, ingestão de
água e alimentos ou via dermatológica. A Agency for Toxic Substances and Disease
Registry (ATSDR) classifica o Ni e seus compostos como possíveis cancerígenos
para o ser humano, quando expostos às concentrações superiores às que o
organismo consegue suportar (ATSDR, 2005). Além disso, o Ni é um agente
sensibilizante causador de dermatites de contato em pessoas mais sensíveis
(SANTUCCI, 1993). No aspecto nutricional, o Ni não é considerado um nutriente
(IOM, 2001).
O Pb é um elemento tóxico ao homem. Em crianças, podem ocorrer efeitos
nocivos ao sistema nervoso, enquanto nos adultos a exposição excessiva pode
ocasionar neuropatia periférica e nefropatia crônica. Ademais, a exposição do
homem ao Pb resulta em disfunções nos sistemas gastrointestinal e reprodutivo
(GOYER, 1991).
Em função da citada toxicidade destes elementos (As, Cd, Cu, Ni e Pb),
existem legislações que estabelecem limites de tolerância em bebidas alcóolicas,
como a alemã e a brasileira (BRASIL, 1965, 2005; BGBl, 2002).
Cabe dizer que o termo “contaminante” é definido pela Portaria nº 540, da
SVS/MS, de 27 de outubro de 1997 (BRASIL, 1997), como sendo qualquer
substância indesejável presente no alimento como resultado das operações
26
efetuadas no cultivo de vegetais, na criação de animais, nos tratamentos zoos ou
fitossanitários, ou como resultado de contaminação ambiental ou de equipamentos
utilizados na elaboração e/ou conservação do alimento.
1.4 Interferência da pedra-sabão no teor de contaminantes inorgânicos
Mesmo sendo usados pelo homem por longa data, os utensílios culinários de
pedra-sabão só foram estudados recentemente quanto às suas possíveis
implicações nutricionais (QUINTAES, 2006). Os principais minerais que compõem o
esteatito contêm elementos de relevância nutricional como Ca, Fe, Magnésio (Mg) e
Manganês (Mn). Entretanto, contêm também elementos de importância toxicológica,
como o Ni e o Al (QUINTAES, 2000; QUINTAES et al., 2002). Ensaios laboratoriais
evidenciaram a possibilidade de transferência de contaminantes inorgânicos da
pedra-sabão, como a migração de Pb e Cd a partir de amostras de esteatito em
taxas inferiores a 100 μg/L e taxas de As, Cd, Pb e mercúrio (Hg), abaixo de 100
μg/L (CIVO, 1989; POLITÉCNICO DI TORINO, 1994).
A remoção de contaminantes inorgânicos de bebidas alcoólicas visando a
atender aos parâmetros legais é de relevância tendo em vista que muitas bebidas
podem apresentar contaminantes em níveis indesejáveis, colocando em risco a
saúde do consumidor (MADUABUCHI et al., 2006; IBANEZ et al., 2008;
PROVENZANO et al., 2010; ALKIS et al., 2014).
Por outro lado, é sabido que o esteatito pode interferir no teor de elementos
químicos de soluções aquosas (QUINTAES et al., 2002; QUINTAES, 2006). Estudo
preliminar indicou que o esteatito pode ter aplicação na adsorção de Cu de bebidas
alcoólicas. No referido estudo foi evidenciado que o teor alcoólico da cachaça e o
tempo de exposição ao esteatito podem influenciar na transferência de
contaminantes inorgânicos (FERNANDES et al., 2013). No entanto, a interferência
da pedra-sabão in natura no teor de contaminantes presentes em bebidas alcoólicas
ainda precisa ser melhor investigada.
27
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Avaliar o comportamento de contaminantes inorgânicos (As, Cd, Cu, Ni e Pb)
presentes em amostras de cachaças brasileiras comerciais quando submetidas ao
contato com copos de pedra-sabão in natura e avaliar se os teores encontrados
antes e depois de quatro ciclos de 24 horas de exposição ao esteatito atendem aos
limites máximos estabelecidos pelas legislações brasileira e alemã (BRASIL, 1965,
2005; BGBl, 2002).
2.2 Objetivos específicos
Determinar os teores dos contaminantes inorgânicos As, Cd, Cu, Ni e Pb
presentes em oito amostras de cachaças produzidas no Quadrilátero Ferrífero (MG,
Brasil) e no simulante de bebida alcóolica e comparar com as legislações brasileira e
alemã vigentes (BRASIL, 1965, 2005; BGBl, 2002).
Avaliar o comportamento de contaminantes inorgânicos (As, Cd, Cu, Ni e Pb)
presentes em oito amostras de cachaças produzidas no Quadrilátero Ferrífero (MG,
Brasil) e no simulante de bebida alcoólica após quatro ciclos de 24 horas de
exposição e comparar se os teores encontrados atendem aos limites máximos
estabelecidos pelas legislações brasileira e alemã (BRASIL, 1965, 2005; BGBl,
2002).
28
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Oito garrafas de distintas marcas de cachaça foram adquiridas no comércio
de Belo Horizonte e Ouro Preto (MG, Brasil), carecendo da apresentação no rótulo
de seu respectivo teor alcoólico e cidade de produção. Foi considerada como
cachaça a aguardente de cana produzida no Brasil, com graduação alcoólica de 38
a 48% (v∙v-1) a 20 ºC, obtida pela destilação do mosto fermentado do caldo de cana-
de-açúcar com características sensoriais peculiares, podendo ser adicionada com
açúcares até 6 g∙L-1 (BRASIL, 2005).
O critério de seleção das bebidas integrantes do estudo considerou aquelas
produzidas na região do QFMG (Figura 1) e registradas no Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento (MAPA). Esses critérios foram pautados no fato de que a
região do QFMG1 pode apresentar água com maior teor de contaminantes
inorgânicos, como o As, sendo essa também uma importante região produtora de
cachaças. A seleção de cachaças com registro no MAPA considerou que estas
devem possuir certo controle de qualidade na produção das bebidas. Além das
cachaças, foi utilizado no experimento um simulante de bebida alcoólica produzido
com solução de álcool etílico a 43% (v∙v-1) preparado com álcool etílico (Merck,
Darmstadt, Germany) diluído em água deionizada (18,2 MΩ). Esse tratamento
adicional foi realizado no intuito de avaliar o efeito da exposição do álcool etílico aos
copos de esteatito in natura.
Paralelamente, foram avaliados 27 copos novos de pedra-sabão in natura
com capacidade volumétrica aproximada de 20 mL, procedentes do distrito de
Cachoeira do Brumado (Mariana, MG, Brasil). Todos os copos foram lavados com
água usando esponja polimérica macia nova e solução diluída de detergente
comercial, seguidas de enxágue em água corrente e por água destilada. A secagem
foi feita em estufa, a 150 oC por dez minutos. Os copos foram então divididos em
conjunto de três unidades, totalizando nove conjuntos de copos.
1 O QFMG engloba 35 cidades, a saber: Alvinópolis, Barão de Cocais, Belo Horizonte, Belo Vale,
Betim, Brumadinho, Caeté, Catas Altas, Congonhas, Conselheiro Lafaiete, Ibirité, Igarapé, Itabira, Itabirito, Itatiaiuçu, Itaúna, Jeceaba, João Monlevade, Mariana, Mário Campos, Mateus Leme, Moeda, Nova Lima, Ouro Branco, Ouro Preto, Raposos, Rio Acima, Rio Manso, Rio Piracicaba, Sabará, Santa Bárbara, Santa Luzia, São Gonçalo do Rio Abaixo, São Joaquim de Bicas e Sarzedo.
29
Figura 2. Localização do Quadrilátero Ferrífero no Estado de Minas Gerais (QFMG)
Fonte: Georpark Quadrilatero Ferrífero.
Foram determinados os teores de As, Cd, Cu, Ni e Pb nas marcas de cachaça
e na solução de álcool etílico antes e depois do contato com os copos de pedra-
sabão. Cada marca de cachaça e da solução de álcool etílico teve parte do seu
conteúdo vertido para um conjunto de três copos novos e limpos de pedra-sabão até
preencher cerca de 2/3 da capacidade destes (aproximadamente 14 mL). Após o
enchimento dos copos, estes foram tampados com vidro de relógio e mantidos em
temperatura ambiente sob luz artificial constante.
Alíquotas de cachaça e do álcool etílico foram retiradas após tempo de
contato de 24 horas de exposição iniciando o tempo no começo do
acondicionamento. A coleta do material foi realizada com uma pipeta estéril, sem
ocasionar qualquer abrasão na superfície do copo ou perda de conteúdo,
30
homogeneizado individualmente dentro de béquer de vidro previamente
descontaminado. Em seguida, cada amostra foi transferida para um frasco de vidro
âmbar, com tampa de fechamento hermético, devidamente etiquetado e mantido sob
refrigeração (4 oC) até o momento de manuseio (LÓPEZ-ARTÍGUEZ; CAMEÁN;
REPETTO, 1996).
Em cada alíquota coletada nos tempos de contato, foi mensurada a
concentração dos elementos As, Cd, Cu, Ni e Pb. Provas em branco foram
conduzidas simultaneamente usando duplicata com béqueres de vidro
descontaminados, utilizando o mesmo volume de líquido adotado para os copos de
pedra-sabão. Os valores finais das concentrações foram obtidos pela dedução dos
teores encontrados nas alíquotas subtraídos daqueles obtidos nas provas em branco
para cada elemento.
Quatro ciclos de exposição (24 horas cada) foram realizados com coleta de
amostras da forma descrita anteriormente. Entre cada ciclo de exposição, os copos
foram lavados e secados da forma já mencionada.
3.1 Determinação dos contaminantes inorgânicos
Para a determinação de As, Cd, Cu, Ni e Pb, foram transferidos 5 mL das
amostras de cachaça e do simulante para frascos de vidro descontaminados, isentos
de contaminantes e microrganismos, e seu volume foi reduzido à metade em bloco
digestor a 80 oC. Em seguida, foi adicionado 1,25 mL de ácido nítrico 65% e mantido
em aquecimento a 95 oC por duas horas. Após resfriamento da solução, esta foi
transferida quantitativamente para balão volumétrico de 25 mL com solução de ácido
nítrico 5% (v∙v-1). A solução de ácido nítrico a 5% (v∙v-1) foi preparada a partir de
ácido nítrico concentrado 65% (Merck, Darmstadt, Germany) e diluído em água
deionizada (18,2 MΩ) (LÓPEZ-ARTÍGUEZ et al., 1996; FERNANDES et al., 2013). O
esquema do estudo pode ser observado, a seguir, na Figura 2.
A partir de soluções-padrão de 1.000 mg∙L-1 de As, Cd, Cu, Ni e Pb (Merck,
Darmstadt, Germany) foram construídas as curvas analíticas nos seguintes
intervalos: de 0,005 a 1,0 mg∙L-1 para As, Cd, Pb e Ni, e de 0,025 a 25 mg∙L-1 para o
Cu.
31
Figura 3. Esquema simplificado do delineamento experimental adotado
Belo Horizonte (MG)
Análise química (ICP-OES) Determinação de As, Cd, Cu, Ni e Pb.
Amostras de cachaças
Ouro Preto (MG)
Cachoeira do Brumado (Mariana, MG)
Cachaças (n=8) e álcool etílico
Copos de pedra-sabão in natura (n=27)
Quatro ciclos de exposição (24 horas cada) Higienização dos copos (simulação do uso natural)
Coleta de amostras
Refrigeração (4 0C)
Comparação com as legislações brasileira e alemã
vigentes.
32
3.2 Equipamento e condições de operação
As análises dos teores dos elementos investigados foram feitas em duplicata
por aspiração direta das amostras de cachaças e simulantes mineralizadas com
ácido nítrico por espectrometria de emissão. Para tanto, foi utilizado um
espectrômetro de emissão com fonte de plasma com acoplamento indutivo (ICP
OES) (Vista MPX Varian, Mulgrave, Austrália), com visão axial, equipado com uma
fonte de radiofrequência (RF) de 40 MHz, um detector multielementar simultâneo de
estado sólido do tipo CCD (Charge Coupled Device), uma bomba peristáltica, uma
câmara de nebulização e um nebulizador sea spray. O sistema foi controlado pelo
software ICP Expert e utilizou argônio líquido com pureza de 99,996% (Air Liquid,
SP, Brasil) como gás de plasma.
As condições experimentais otimizadas de operação do equipamento foram:
potência de RF (1000W); vazão do gás de nebulização (0,9 L∙min-1); vazão de
argônio principal (15 L∙min-1); vazão de argônio auxiliar (1,5 L∙min-1); correção de
fundo (2 pontos); tempo de integração e de leitura (10 s); número de replicatas (3);
configuração da tocha (axial) e comprimentos de onda As (188,980 nm), Cd
(214,439 nm), Cu (324,754 nm), Pb (220,353 nm) e Ni (221,648 nm).
3.3 Avaliação dos contaminantes inorgânicos
Os teores de contaminantes inorgânicos detectados nas amostras de
cachaças e do simulante foi avaliado com relação aos níveis máximos estabelecidos
pela legislação brasileira para cachaça e pela legislação alemã para vinhos,
considerando que a Alemanha é o principal país de destino das cachaças
produzidas no Brasil (IBRAC, 2014). Os limites máximos para os contaminantes
inorgânicos estudados para bebida alcoólica, estabelecidos pelas legislações
brasileira e alemã, são: Cu (5,0 mg∙L-1 e 2,0 mg∙L-1), As (0,100 mg∙L-1), Cd (0,020
mg∙L-1 e 0,010 mg∙L-1) e Pb (0,200 mg∙L-1 e 0,250 mg∙L-1), respectivamente (BRASIL,
2005; BGBl, 2002). A presença de Ni foi considerada como aceitável caso o teor
quantificado fosse inferior a 3,0 mg∙L-1 segundo a legislação brasileira, não havendo
limite para esse elemento na legislação alemã (BRASIL, 1965; BGBl, 2002).
33
3.4 Qualidade analítica
A metodologia analítica foi validada seguindo as normas do Instituto Nacional
de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO, 2011), sendo
avaliados os parâmetros: linearidade, sensibilidade, seletividade, limite de detecção
(LOD), exatidão e precisão. A precisão do método foi determinada pelo coeficiente
de variação de sete repetições analíticas. A precisão intermediária foi realizada num
intervalo de dois dias com o mesmo analista. A exatidão do método foi verificada por
ensaios de recuperação, com adição de solução-padrão dos metais em solução de
ácido nítrico 5% nos seguintes níveis de concentração: baixa (0,05 mg∙L-1), média
(0,30 mg∙L-1) e alta (0,75 mg∙L-1). Para o Cu, foram usados os mesmos níveis de
fortificação dos outros elementos e um nível mais alto (5 mg∙L-1). Todos os
parâmetros avaliados estão apresentados na seção Apêndice desta dissertação.
3.5 Análise estatística
O experimento instalado correspondeu a um delineamento inteiramente
casualizado (HINKELMANN; KEMPTHORNE, 2008), com nove tratamentos (oito
cachaças e um simulante) e três repetições. As repetições, ou unidades
experimentais, corresponderam aos copos de pedra sabão in natura, nos quais as
cachaças estiveram acondicionadas.
Os valores de concentração de cada elemento foram analisados conforme o
modelo de ensaio em parcelas subdivididas (HINKELMANN; KEMPTHORNE, 2008),
com a particularidade de que as parcelas em questão (copos de pedra sabão in
natura) ficaram subdivididas no tempo, e não no espaço. Uma vez que ciclos não
são passíveis de aleatorização, foram consideradas três possíveis estruturas de
covariâncias residuais: i) covariâncias residuais nulas, ii) simetria composta
(LITTELL et al., 1996) e iii) autorregressiva de ordem 1. A estrutura de simetria
composta implica que covariâncias entre duas medições feitas em uma mesma
unidade experimental sejam homogêneas, independentemente da distância no
34
tempo, e correspondem ao modelo clássico de parcelas subdivididas no espaço.
Essas três estruturas de covariâncias foram comparadas utilizando o Critério de
Informação de Akaike (AIC), o Critério de Informação Bayesiano (BIC) e o teste da
razão de verossimilhança (este, quando aplicável).
Havendo diferenças significativas (p<0,05) entre as marcas das cachaças,
estas eram comparadas utilizando o critério de agrupamento de Scott-Knott (SCOTT;
KNOTT, 1974); e havendo diferenças significativas entre os ciclos de avaliação,
modelos de regressão eram ajustados. Os dados foram analisados utilizando os
softwares R (R CORE TEAM, 2013) e Sisvar (FERREIRA, 2011).
Foram utilizadas médias observadas para o cálculo percentual dos elementos
Cu, Ni e Pb. Para apresentação dos resultados dos dois primeiros elementos, foram
confeccionados gráficos plotados no software Excel®.
35
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Teores dos elementos inorgânicos presentes nas cachaças e álcool etílico
As concentrações dos contaminantes inorgânicos nas oito cachaças e no
álcool etílico estão apresentadas na Tabela 1, bem como as localidades de
procedência e o respectivo teor alcoólico apresentado no rótulo de cada produto.
Tabela 1. Procedência, teor alcoólico rotulado (%) e concentração média (mg∙L-1) de
contaminantes inorgânicos em oito marcas de cachaça e no simulante* à base de
álcool
Cachaças Procedência Teor alcoólico (%) Concentração média (mg∙L-1)
As Cd Cu Ni Pb
A Santa Bárbara 43,5 0,036 0,004 1,309 0,012 0,015
B Itabirito 41,0 0,011 0,003 1,906 0,014 0,006
C Brumadinho 43,0 0,011 0,003 3,945 0,020 0,074
D Sabará 42,0 0,085 0,003 4,410 0,007 0,037
E Belo Vale 44,0 0,028 0,003 1,113 0,009 0,023
F Belo Horizonte 40,0 0,011 0,003 4,444 0,006 0,029
G Ouro Preto 46,0 0,011 0,004 4,598 0,008 0,006
H Congonhas 45,0 0,011 0,003 2,133 0,003 0,006
I* NA** 43,0 0,014 0,003 0,086 0,003 0,006
** Não se aplica.
O álcool etílico usado como simulante de cachaça pode conter níveis traços
de alguns elementos inorgânicos, podendo coincidir com os valores mínimos
encontrados nas cachaças.
Todas as bebidas alcoólicas apresentaram variação nos níveis de
concentração para todos os elementos investigados, os quais foram inferiores aos
máximos estipulados pela legislação brasileira vigente: As 0,025 (0,011 – 0,085), Cd
0,003 (0,003 – 0,004), Cu 2,982 (1,113 – 4,598), Ni 0,01 (0,003 – 0,020) e Pb 0,024
(0,006 – 0,074) mg∙L-1. Tal variação nos teores dos elementos pode ser atribuída à
36
procedência e a composição das distintas bebidas utilizadas no presente estudo.
Estudo realizado com cachaças comercializadas em Araraquara (SP, Brasil),
verificou que essas bebidas apesentavam teor de As, análogo ao máximo permitido
pela legislação brasileira vigente (CALDAS et al., 2009). No que diz respeito ao Cd,
teores médios encontrados nas amostras de cachaças investigadas neste estudo
(0,003 – 0,004 mg∙L-1) são semelhantes às concentrações médias (0,003 mg∙L-1)
desse elemento em amostras de vinhos branco, rosé e vermelho, consumidos na
Espanha (MENA et al., 1996). Todavia, os resultados encontrados neste presente
estudo se contrapõem aos de outros estudos realizados com cachaças mineiras cujo
teor de Cu excedeu o máximo tolerável (5 mg∙L-1) em percentuais que variaram entre
18,8 e 25,0% (FERNANDES et al., 2007; IBANEZ et al., 2008).
Com respeito à adequação dos elementos à legislação alemã (BGBl, 2002),
foi observado que as concentrações estiveram abaixo do máximo permitido, exceto
para o Cu, que se mostrou em concentrações inapropriadas em cinco (62,5%) das
oito marcas de cachaça estudadas. Dentre as bebidas, as marcas de cachaça C, D,
F, G e H superaram o limite legal (2 mg∙L-1) em 97,2; 120,5; 122,2; 129,9 e 6,6%,
respectivamente. Nascimento et al. (1999) reportaram conteúdo de Cu em cachaças
de várias regiões do Brasil variando desde traços a 14,3 mg∙L-1, com valores
médios de 1,67 (0,270 - 3,76); 4,40 (ND – 14,0) e 5,01 (0,34 – 14,3) mg∙L-1,
conforme a categoria da amostra: comercial exportação, comercial nacional e
comercial caseira, respectivamente. Para bebidas alcoólicas tipo exportação, esses
autores relataram valores médios de 1,64 (ND – 4,59) mg∙L-1.
37
4.2 Teores dos elementos no teste de exposição à pedra-sabão
A análise estatística da concentração dos contaminantes comparando as
marcas de cachaça em diferentes ciclos de exposição aos copos de pedra-sabão
não foi efetuada para o Cd, pois as mensurações em todas as marcas de cachaça
nos diferentes ciclos de exposição estiveram sempre na faixa de 0,003 mg∙L-1.
Dentre as cento e oito mensurações do experimento, apenas 5 diferiram deste valor,
correspondentes a uma única repetição de cada uma das seguintes combinações: a
da cachaça B com 1 ciclo de exposição (0,004 mg∙L-1), a da cachaça C com 1 ciclo
de exposição (0,005mg∙L-1), a da cachaça G com 1 ciclo de exposição
(0,005 mg∙L-1), a da cachaça F com 2 ciclos de exposição (0.004 mg∙L-1).
Para os demais elementos contaminantes, foi constatado pelo teste da razão
de verossimilhanças que houve dependência residual significativa para os elementos
Cu e Ni, conforme se observa pelos testes da razão de verossimilhanças da Tabela
2. Para os elementos As e Pb esta dependência não foi significativa, e assim estes
dados foram ajustados a um modelo de uma estrutura fatorial, e não de parcelas
subdivididas. Embora tenha havido dependência residual significativa para os
elementos Cu e Ni, foi notado que as estruturas de simetria composta e
autorregressiva apresentaram qualidade de ajuste semelhante, com valores
próximos de AIC, BIC e logaritmo da função de verossimilhança. Este último,
inclusive, apresentou menores valores para o modelo autorregressivo. Estes
resultados mostraram ser desnecessário utilizar uma estrutura de covariâncias
autorregressiva, tendo sido adotada a abordagem clássica de um ensaio de parcelas
subdivididas no espaço.
38
Tabela 2. Comparação entre modelos de um ensaio em parcelas subdivididas,
considerando três estruturas de covariâncias residuais: covariâncias nulas (C0),
simetria composta (SC) e autorregressiva de ordem 1 (AR1), utilizando o Critério de
Informação de Akaike (AIC), o Critério de Informação Bayesiano (BIC), o logaritmo da
verossimilhança (log L) e o Teste da Razão de Verossimilhanças (TRV)
Cu
Modelo Graus de Liberdade AIC BIC log L
C0 37 -30,82106 115,0577 21,58947
SC 38 -20,33413 66,17918 48,16706
AR1 38 -20,27903 66,23428 48,13951
Teste Graus de Liberdade TRV P-Valor
SC vs C0 1 = 53,1552 < 0,0001
AR1 vs C0 1 = 53,1001 < 0,0001
As
Modelo Graus de Liberdade AIC BIC log L
C0 37 -134,0257 -49,7891 104,0129 SC 38 -132,1672 -45,6539 104,0836
AR1 38 -132,0461 -45,5328 104,0231
Teste Graus de Liberdade TRV P-Valor
SC vs C0 1 = 0,1415 0,7068
AR1 vs C0 1 = 0,0204 0,8864
Pb
Modelo Graus de Liberdade AIC BIC log L
C0 37 -301,4403 -217,2037 187,7202 SC 38 -299,6041 -213,0908 187,8021
AR1 38 -300,1685 -213,6552 188,0843
Teste Graus de Liberdade TRV P-Valor
SC vs C0 1 = 0,1638 0,6857
AR1 vs C0 1 = 0,7282 0,3935
Ni
Modelo Graus de Liberdade AIC BIC log L
C0 37 -315,0456 -230,809 194,5228 SC 38 -331,2206 -244,7073 203,6103
AR1 38 -327,5024 -240,9890 201,7512
Teste Graus de Liberdade TRV P-Valor
SC vs C0 1 = 18,1749 < 0,0001
AR1 vs C0 1 = 14,4567 0,0001
As estatísticas F das Análises de Variância, bem como seus P-valores estão
apresentados na Tabela 3. Para o elemento As, nenhuma das fontes de variação –
tratamentos, ciclos de exposição e interação entre estes – foi significativa. A
concentração média deste contaminante foi igual a 0,037 mg∙L-1.
39
Tabela 3. Estatísticas F das análises de variância
Cu As Pb Ni
Fonte de
Variação GLN1 F GLD2 P-Valor F GLD P-Valor F GLD P-Valor F GLD
P-
Valor
Cachaça
(C) 8
445,84 18 < 0,001 0,64 72 0,744 0,56 72 0,805 4,09 18 0,006
Ciclo (c) 3
486,52 54 < 0,001 0,53 72 0,661 4,05 72 0,010 12,79 54 <
0,001
C × c 24 33,58 54 < 0,001 0,88 72 0,631 0,7 72 0,837 1,48 54 0,118 1 Graus de liberdade do numerador.
2 Graus de liberdade do denominador.
Houve diferença significativa apenas entre os ciclos de exposição, em relação
ao teor de Pb (Tabela 3). Tanto as marcas de cachaça como a interação entre
marcas e ciclos de exposição apresentaram P-valores elevados (0,805 e 0,837). Isto
sugere que um único modelo de regressão poderia descrever a variação da
concentração de Pb em função do ciclo de exposição à pedra-sabão. O uso de
modelo de regressão linear simples indicou um decaimento constante da
concentração média de Pb que variou de 18,3% no primeiro ciclo a 54,5% no último
ciclo (Figura 4), representando uma adsorção do contaminante em função do ciclo
de exposição.
Embora tanto antes como depois do contato com a pedra-sabão, material
usualmente isento de Pb, as cachaças e o simulante apresentaram teores desse
elemento dentro da faixa aceitável, ou seja, que não representa toxicidade. No que
tange níveis de exposição diária de Pb, valores foram estimados pelo JECFA, para
adultos e crianças menores de 4 anos de idade variando de 0,02 a 0,03 e 0,03 a
0,09 μg∙kg-1 de peso corporal por dia, respectivamente (WHO, 2011b). Alguns
autores têm reportado a ocorrência de contaminação de bebidas alcoólicas por Pb,
tais como: licor, conhaque e whisky (RODUSHKIN; ODMAN; APPELBLAD, 1999;
VILAYKUMAR; ASHWINI, 2001; CAMEÁN et al., 2001).
40
Figura 4. Modelos de regressão ajustados com a concentração de Pb (mg∙L-1) em
função dos ciclos de exposição a copos de pedra-sabão in natura, utilizando médias
de oito marcas de cachaça e álcool etílico
Quanto ao Ni, houve diferença significativa entre as marcas de cachaça, bem
como entre os ciclos de exposição (Tabela 4). Embora a interação entre marcas de
cachaça e ciclos de exposição não tenha sido significativa, utilizando um nível de
significância de 5%, as marcas de cachaça foram estatisticamente diferentes com
um e dois ciclos de exposição. Essas diferenças deixaram de ser significativas a
partir do terceiro ciclo de exposição à pedra-sabão.
A interação foi desdobrada no outro sentido, ajustando modelos de regressão
distintos para cada marca de cachaça, tendo a concentração de Ni como função do
ciclo de exposição aos copos de pedra-sabão (Figura 5). Em tais modelos, a variável
independente correspondeu ao inverso do número de ciclos, para possibilitar ajustes
satisfatórios.
41
Tabela 4. Concentração de Cu e Ni (mg∙L-1) em oito marcas de cachaça
comercializadas no Quadrilátero Ferrífero (MG, Brasil) e no simulante* à base de
álcool, submetidas a diferentes ciclos de exposição a copos de pedra-sabão in natura
(médias de três repetições)
Ca
cha
ça
s Concentração de Cu (mg∙L-1) Concentração de Ni (mg∙L-1)
Inicial 1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo Inicial 1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
A 1,309 0,834 a1 1,074 b 1,093 a 1,126 a 0,012 0,012 a 0,005 a 0,005 a 0,014 a
B 1,906 1,212 b 1,420 c 1,389 b 1,430 b 0,014 0,029 b 0,019 b 0,014 a 0,013 a
C 3,945 2,275 c 3,031 d 3,339 d 3,365 d 0,020 0,009 a 0,011 a 0,006 a 0,007 a
D 4,410 2,826 d 3,571 e 3,985 e 4,062 e 0,007 0,036 b 0,026 b 0,019 a 0,007 a
E 1,113 0,695 a 0,827 a 0,923 a 0,939 a 0,009 0,065 c 0,036 b 0,029 a 0,035 a
F 4,444 2,745 d 3,642 e 3,985 e 4,065 e 0,006 0,025 b 0,031 b 0,011 a 0,011 a
G 4,598 3,942 e 4,218 f 4,503 f 4,597 f 0,008 0,030 b 0,022 b 0,015 a 0,018 a
H 2,133 1,058 b 1,511 c 1,732 c 1,764 c 0,003 0,016 a 0,007 a 0,006 a 0,003 a
I* 0,086 0,112 a 0,086 a 0,086 a 0,086 a 0,003 0,009 a 0,003 a 0,006 a 0,004 a
1. Para um mesmo elemento, médias seguidas de mesma letra são estatisticamente iguais segundo o
método de agrupamento de Scott-Knott a 5% de probabilidade.
O termo constante de tais modelos pode ser interpretado como o valor em
torno do qual a concentração de Ni tende a se estabilizar. Como exemplo, para a
marca B, esta concentração foi em torno de 0,0076 mg·L-1. Para a marca F houve a
necessidade de inclusão de um parâmetro referente ao quadrado desta variável, a
fim de evitar variação significativa devido à falta de ajuste para um modelo de
regressão. A estimativa do termo constante para esta marca foi negativa, mas não
significativamente diferente de zero.
As marcas de cachaça A, C, H e álcool etílico não apresentaram diferenças
significativas entre os ciclos de exposição. Para as demais, houve uma tendência
geral de redução do teor de Ni com o aumento no número de ciclos, embora o
contato com a pedra-sabão tenha provocado, de início, um aumento no teor deste
42
contaminante, o que se pode observar pela posição dos pontos correspondentes aos
valores inciais (Figura 5).
Figura 5. Modelos de regressão ajustados com a concentração de Ni (mg∙L-1) em
função dos ciclos de exposição a copos de pedra-sabão in natura, em cinco marcas
de cachaça comercializadas no Quadrilátero Ferrífero (MG, Brasil)
Cachaça B Cachaça D
Cachaça E Cachaça F
Ni
mg
·L-1
(y)
Ni
mg
·L-1
(y)
Ni
mg
·L-1
(y)
Ni
mg
·L-1
(y)
Ciclo (x) Ciclo
(x)
Ciclo (x) Ciclo
(x)
Cachaça G
Ciclo (x)
Ni
mg
·L-1
(y)
43
O Ni, em altas concentrações, é um elemento relativamente tóxico se
comparado com os demais metais de transição (CEMPEL; NIKEL, 2006). A
presença desse elemento em níveis elevados provoca uma doença de pele
conhecida como „„níquel-eczema” (CRISTENSEN et al., 1999). O Ni é utilizado como
um metal de liga para a produção de aço inoxidável dos tipos austenítico e
martensítico, ambos amplamente empregados no contato com alimentos e bebidas,
(DUGO et al., 2004), mas também pode ser o principal veículo de contaminação
destes (CEMPEL; NIKEL, 2006).
Visando minimizar o efeito deletério do Ni à saúde humana, existem
recomendações referentes à ingestão e ao teor deste elemento em bebidas. Sendo
assim, no que tange ao consumo deste metal, a OMS propôs um valor de IDT
situado em 12 µg∙kg-1, em contrapartida a UE estabeleceu um nível seguro de IDT
de 2,8 µg∙kg-1 de peso corporal (WHO, 2005; EFSA, 2015). Em relação ao teor deste
contaminante em bebidas, a legislação brasileira considera como aceitável
quantidade inferior de Ni a 3,0 mg∙L-1 e a legislação alemã não estabelece limite
espefícico para este elemento, possivelmente mantendo o valor do EFSA como
apropriado (BRASIL, 1965; BGBl, 2002).
A problemática da transferência de Ni da pedra-sabão para alimentos e
simulantes já foi evidenciada anteriormente. Estudo com simulante de alimento à
base de ácido acético a 3,0% e a 5,0% considerou a pedra-sabão in natura
imprópria para o contato com os alimentos em função da transferência de
quantidades nocivas de Ni, sendo recomendada a cura com lipídios dos recipientes
antes do primeiro uso (QUINTAES et al., 2002; QUINTAES, 2006). No entanto, no
presente estudo, ainda que observada transferência de até 622,2% (107,1% –
622,2%) de Ni da pedra-sabão para as bebidas principalmente nas primeiras 24
horas, os teores encontrados atenderam à legislação brasileira (< 3,0 mg∙L-1), bem
como a alemã (sem limite para esse contaminante), conforme apresentado na Figura
6.
44
Inicial 1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
Teo
r d
e N
i (%
)
Cachaça B
0,014 mg·L-1
0,029 mg·L-1 107,1%
0,019 mg·L-1 35,7%
0,014 mg·L-1 0,0% 0,013 mg·L-1
- 7,1%
Inicial 1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
Teo
r d
e N
i (%
)
Cachaça D
0,007 mg·L-1
0,036 mg·L-1 414,3%
0,019 mg·L-1 171,4%
0,007 mg·L-1 0,0%
0,026 mg·L-1 271,4%
Inicial 1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
Teo
r d
e N
i (%
)
Cachaça E
0,009 mg·L-1
0,065 mg·L-1 622,2%
0,036 mg·L-1 300,0% 0,029 mg·L-1
222,2%
0,035 mg·L-1 288,9%
Inicial 1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
Teo
r d
e N
i (%
)
Cachaça F
0,006 mg·L-1
0,025 mg·L-1 316,7%
0,031 mg·L-1 416,7%
0,011 mg·L-1 83,3%
0,011 mg·L-1 83,3%
Inicial 1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
Teo
r d
e N
i (%
)
Cachaça G 0,030 mg·L-1 275,0%
0,022 mg·L-1 175,0%
0,015 mg·L-1 87,5%
0,018 mg·L-1 125,0%
0,008 mg·L-1
Figura 6. Teor médio (mg∙L-1) e percentual (%) de Ni nas cinco marcas de cachaça
estudadas
Quanto ao Cu, foram notadas diferenças significativas para todas as fontes de
variação. Uma vez que a interação entre marcas de cachaça e ciclos de exposição
foi significativa, a interação foi desdobrada de duas maneiras. Foram comparadas as
45
marcas de cachaça em cada ciclo de exposição, bem como os ciclos de exposição
para cada marca de cachaça. A marca de cachaça G apresentou a maior
concentração média de Cu em todos os ciclos de exposição. Para as demais
marcas, praticamente não houve alterações de classificação ao longo dos ciclos, à
exceção das marcas H e B, que foram classificadas num mesmo grupo com um e
dois ciclos de exposição aos copos de esteatito, mas em grupos diferentes com três
e quatro ciclos, tendo, então, a marca B uma concentração de Cu estatisticamente
inferior à da marca H (Tabela 4).
Conforme se observa pelas curvas de regressão ajustadas (Figura 7), em
todas as marcas de cachaça, houve uma tendência aumento da concentração de Cu
com o decorrer dos ciclos de exposição ao copo de pedra-sabão.
Para a marca G, houve a necessidade de inclusão de um parâmetro referente
ao inverso do quadrado do número de ciclos de exposição. Após essa inclusão, os
desvios de regressão não foram significativos, indicando a adequação do modelo.
Para as demais marcas, modelos de regressão contendo apenas um parâmetro,
correspondendo ao inverso do número de ciclos de exposição, foram satisfatórios.
Também aqui em ambos os casos, o termo constante do modelo pode ser
interpretado como o valor em torno do qual a concentração de cobre tende a se
estabilizar à medida que o número de ciclos de exposição aumenta. Para a marca A,
a concentração de Cu tende a se estabilizar em torno de 1,236 mg∙L-1.
As marcas das cachaças C, D, F, G e H, que extrapolaram inicialmente o teor
de Cu estabelecido pela legislação alemã (BGBl, 2002), apresentaram, após as
primeiras 24 horas de contato com o esteatito in natura, redução percentual de 42,3;
35,9; 38,2; 14,3 e 50,4%, respectivamente, o que favoreceu a adequação da marca
H (1,058 mg∙L-1) a essa legislação. A adsorção de Cu ocorreu em todas as cinco
marcas de cachaça e em todos os ciclos, porém com uma taxa decrescente. Dessa
forma, foi visto que, na última exposição à pedra-sabão, as cachaças apresentaram,
em geral, redução no teor de Cu de 14,7; 7,9; 8,5; 0,0; e 17,3% em relação à
concentração inicial, exceto a marca G. A cachaça H foi à única marca que se tornou
e permaneceu adequada no decorrer de todo o experimento, como apresentado na
Figura 8.
46
Figura 7. Modelos de regressão ajustados com a concentração de Cu (mg∙L-1) em
função dos ciclos de exposição a copos de pedra-sabão in natura em oito marcas 9de
cachaça comercializadas no Quadrilátero Ferrífero (MG, Brasil).
Cachaça A Cachaça B
Cachaça C Cachaça D
Cu
mg
·L-1
(y)
Cu
mg
·L-1
(y)
Cu
mg
·L-1
(y)
Cu
mg
·L-1
(y)
Ciclo (x)
Ciclo (x)
Ciclo (x)
Ciclo (x)
Cu
mg
·L-1
(y)
Cu
mg
·L-1
(y)
Cu
mg
·L-1
(y)
Cu
mg
·L-1
(y)
Ciclo (x) Ciclo
(x)
Ciclo (x) Ciclo
(x)
Cachaça E Cachaça F
Cachaça G Cachaça H
47
O Cu é um micronutriente essencial para o funcionamento adequado de
vários sistemas enzimáticos desde que atenda a RDA e não ultrapasse o UL: 900
µg∙d-1 e 10 mg∙dia-1,repectivamente para adultos de ambos os sexos:, como definido
pelo IOM ou PMTDI situado na faixa de 0,05 a 0,5 mg∙kg-1 de peso corporal proposto
pela OMS ou AI para homens e mulheres adultas posto de 1,6 e 1,3 mg∙kg-1 de peso
corporal por dia, respectivamente, segundo o estabelecido pela EFSA (WHO, 1982;
IOM, 2001; HARVEY et al., 2003; TURNLUND et al., 2005).Concomitante a isso, o
Cu é um componente da cachaça e advém nessa bebida devido ao seu amplo
emprego na indústria de destiladores que são utilizados em sua confecção. Ao longo
do processo de destilação e/ou do tempo em que o alambique está parado, há
formação de carbonato básico de cobre (azinhavre), o qual pode ser dissolvido pelos
vapores alcoólicos ácidos e transmitido à bebida de forma não intencional.
Adicionalmente, estudo evidenciou tendência à correlação entre o teor de
carbamato de etila e o material do alambique, sendo o Cu coadjuvante na
participação desse composto potencialmente cancerígeno (ARESTA et al., 2001).
Desse modo, a limpeza apropriada do alambique e a utilização de destiladores
confeccionados em aço inoxidável são recursos disponíveis para obtenção de
cachaça com teor de Cu em concordância com o estabelecido pela legislação.
Cabe destacar que, além de copos e jarras de pedra-sabão, na atualidade, o
mercado tem mostrado expansão nos artefatos de esteatito que podem entrar em
contato com bebidas. Os cubos denominados “whisky stones®” representam uma
nova categoria de produtos à base de pedra-sabão. Eles devem ser resfriados e
utilizados em lugar do gelo em bebidas, mantendo-as frias e com a mesma
concentração original de solutos graças a inércia térmica natural da pedra-sabão. A
produção e a comercialização do whisky stones® estão sendo feitas pela empresa
norte-americana Teroforma (Tero Design Holdings, LLC.).
Dentre os materiais empregados para adequação aos limites toleráveis,
recente estudo mostrou adsorção de Cu presente em cachaças em função do
contato com o esteatito (FERNANDES et al., 2013). Os resultados do presente
estudo apresentam indícios de que a pedra-sabão pode adsorver elementos
metálicos da cachaça, como o Cu e o Pb, e ainda apresentar capacidade de
saturação de Cu notadamente após, o primeiro ciclo de exposição. Sendo assim, a
48
adsorção dos metais Cu e Pb pelo material pode se justificar por meio da porosidade
e/ou clivagem do cristal ou pela abrasão que o esteatito sofre ao ser torneado para
confeccionar um utensílio. Em contrapartida, a origem dos elementos migrantes em
bebidas alcoólicas pode estar relacionada à solubilização de porções terminais dos
cristais minerais da rocha, rompidos mecanicamente durante a fabricação dos copos
de pedra-sabão. As bordas fragmentadas de retículos apresentam redução na
estabilidade química, especialmente nas partes periféricas, se comparadas às
estruturas íntegras dos minerais (LEINZ; CAMPOS, 1968). Assim, a presença de Ni,
principalmente nas amostras dos primeiros ciclos de exposição, pode estar
relacionada às rupturas físicas dos cristais superficiais de talco com bordas
danificadas.
Além disso, é sabido que a acidez da bebida alcoólica pode interferir na
migração de elementos da pedra-sabão (QUINTAES, 2000). Esse parâmetro
adicionado ao efetivo teor alcoólico das bebidas não foram quantificados no
presente estudo, poderiam fornecer indícios explicativos para as diferenças
observadas na migração de Ni e adsorção de Cu e Pb entre as cachaças. Estudos
adicionais são requeridos visando a esclarecer o mecanismo de adsorção e
migração de elementos químicos pela pedra-sabão.
49
Inicial 1º Ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
1,212 mg·L-1
- 36,4%
1,420 mg·L-1 - 25,5%
1,389 mg·L-1
- 27,1%
1,430 mg·L-1
- 25,0%
Teo
r d
e C
u (
%)
Cachaça B 1,906 mg·L-1
Inicial 1º Ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
2,275 mg·L-1
- 42,3%
3,031 mg·L-1
- 23,2%
3,339 mg·L-1
- 15,4%
3,365 mg·L-1
- 14,7%
Teo
r d
e C
u (
%)
Cachaça C
3,945 mg·L-1
Inicial 1º Ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
2,826 mg·L-1
- 35,9%
3,571 mg·L-1
- 19,0%
3,985 mg·L-1
- 9,6%
4,062 mg·L-1
- 7,9%
Teo
r d
e C
u (
%)
Cachaça D
4,410 mg·L-1
Inicial 1º Ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
0,695 mg·L-1
- 37,6%
0,827 mg·L-1
- 25,7%
0,923 mg·L-1
- 17,1%
0,939 mg·L-1
-15,6%
Teo
r d
e C
u (
%)
Cachaça E
1,113 mg·L-1
Inicial 1º Ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
2,745 mg·L-1
- 38,2%
3,642 mg·L-1
- 18,0%
3,985 mg·L-1
- 10,3%
4,065 mg·L-1
- 8,5%
Teo
r d
e C
u (
%)
Cachaça F
4,444 mg·L-1
Inicial 1º Ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
3,942 mg·L-1
- 14,3%
4,218 mg·L-1
- 8,3%
4,503 mg·L-1
- 2,1%
4,597 mg·L-1
- 0,0%
Teo
r d
e C
u (
%)
Cachaça G
4,598 mg·L-1
Inicial 1º Ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
1,058 mg·L-1
- 50,4%
1,511 mg·L-1
- 29,2%
1,732 mg·L-1
- 18,8%
1,764mg·L-1
- 17,3%
Teo
r d
e C
u (
%)
Cachaça H
2,133 mg·L-1
Inicial 1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo
0,834 mg·L-1
- 36,3%
1,074 mg·L-1
- 18,0%
1,093 mg·L-1
- 16,5%
1,126 mg·L-1
- 14,0%
Teo
r d
e C
u (
%)
Cachaça A 1,309 mg·L-1
Figura 8. Teor médio (mg∙L-1) e percentual (%) de Cu nas oito marcas de cachaça
estudadas
50
5 CONCLUSÃO
As cachaças produzidas no Quadrilátero Ferrífero (MG, Brasil) que foram
avaliadas neste estudo apresentaram conformidade à legislação brasileira no que
tange aos teores de contaminantes As 0,025 (0,011 – 0,085), Cd 0,003 (0,003 –
0,004), Cu 2,982 (1,113 – 4,598), Ni 0,01 (0,003 – 0,020) e Pb 0,024 (0,006 – 0,074)
mg∙L-1. Entretanto, isso não ocorreu no que diz respeito à legislação alemã, pois
62,5% das marcas de cachaça avaliadas infringiram o máximo teor de Cu
estabelecido (2 mg∙L-1) em 97,2; 120,5; 122,2; 129,9 e 6,6%, respectivamente.
Com relação ao comportamento dos contaminantes inorgânicos, foi
evidenciado que o contato de bebidas alcoólicas com a pedra-sabão in natura pode
reduzir em até 50,4% (14,3 – 50,4%) o teor de Cu e incrementar em até 622,2%
(107,1 – 622,2%) o teor de Ni, especialmente nas primeiras 24 horas de contato.
Durante a exposição das cachaças à pedra-sabão, também houve redução linear
média no teor de Pb em todas as bebidas, variando de 18,3 a 54,5% no primeiro e
último ciclos, respectivamente. Por outro lado, os teores de As e Cd se mantiveram
inexpressivos e inalterados durante todo o experimento.
A pedra-sabão in natura em contato com soluções alcoólicas contaminadas
com Cu e Pb pode promover redução nos teores desses elementos, favorecendo a
adequação destes aos parâmetros estabelecidos pela legislação. Todavia, devido ao
risco iminente de transferência de Ni, o esteatito não deve estar em contato com
bebidas alcoólicas que apresentam teor desse elemento próximo ao limite máximo
legal, uma vez que pode trazer risco à saúde do consumidor.
51
6 REFERÊNCIAS
AGENCY FOR TOXIC SUBSTANCES AND DISEASE REGISTRY – ATSDR. Toxicological Profile for Nickel. Public Health Service. Atlanta-US, 2005.
AJTONY, Z.; SZOBOSZLAI, N.; SUSKÓ, E. K.; MEZEI, P.; GYÖRGY, K.; BENCS, L. Direct sample introduction of wines in graphite furnace atomic absorption spectrometry for the simultaneous determination of arsenic, cadmium, copper and lead content. Talanta, v. 76, p. 627-634, 2008.
ALKIS, I. M.; SEVI, O¨z.; ATAKOL, A.; YILMAZ, N.; ANLI, R. E.; ATAKOL, O. Investigation of heavy metal concentrations in some Turkish wines. Journal of Food Composition and Analysis, v. 33, p. 105-110, 2014.
ARESTA, M.; BOSCOLO, M.; FRANCO, D. W. Copper (II) catalysis in cyanide conversion into ethyl carbamate in spirits and relevant reactions. Journal of Agriculture and Food Chemistry, v. 49, p. 2819, 2001.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE BEBIDAS – ABRABE. São Paulo, 2010. Disponível em: <http://www.abrabe.org.br/cachaca.php>. Acesso em: 14 fev. 2014.
AZEVEDO, F. A.; CHASIN, A. A. M. Metais: Gerenciamento da toxicidade. São
Paulo: Atheneu, 2003.
BOELL, R. J. Sorption of arsenic by iron oxides and oxyhydroxides in soils. Applied Geochemistry, v. 9, p. 279-286, 1994.
BGBl. Weinverordnung in Der Fassung Der Bekanntmachung. vom 14. Mai 2002 (BGBl. I, S. 1583), zuletzt geändert durch die Verordnung vom 28. März 2003 (BGBl. I, S. 453).
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa nº 13, de 29/06/2005. Padrões de identidade e qualidade para água ardente de cana e para cachaça. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil. Brasília, DF, 30
jun. 2005.
BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 20, de 22 de março de 2007. Aprova o regulamento técnico sobre disposições para embalagens, revestimentos, utensílios, tampas e equipamentos metálicos em contato com alimentos. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil. Brasília, DF, 26 mar. 2007.
BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Decreto nº 55.871, de 26 de março de 1965. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil. Brasília, DF, 9 abr. 1965.
BRASIL. Ministério da Sáude. Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA. Portaria nº 540, de 27 de outubro de 1997. Aprova o Regulamento Técnico: Aditivos
52
Alimentares – definições, classificação e emprego. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil. Brasília, DF, 28 out. 1997.
CALDAS, N. M.; RAPOSO JR, J. L.; GOMES NETO J. A.; BARBOSA JR, F. Effect of modifiers for As, Cu and Pb determinations in sugar-cane spirits by GFAAS. Food Chemistry, v. 113, p. 1266-1271, 2009.
CAMEÁN, A. M.; MORENO, I.; LÓPEZ-ARTÍGUEZ, M.; REPETTO, M. A.; GONZALEZ, A. G. Differentiation of Spanish brandies according to their metal content. Talanta, v. 54, p. 53-59, 2001.
CARDOSO, D. R.; LIMA-NETO, B. S.; FRANCO, D. W.; NASCIMENTO, R. F. Influence of the pot still on the chemical composition of sugar cane spirits: part II. Química Nova, v. 26, p. 165-169, 2003.
CEMPEL, M.; NIKEL, G. Nickel: A review of its sources and environmental toxicology. Polish Journal of Environmental Studies, v. 15, p. 375-382, 2006.
CIVO. Internal Technical Report of Contaminants Metals in Soapstone Cookware. Ontvangen, 1989.
CRISTENSEN, J. M.; KRISTIANSEN, J.; NIELSEN, N. H.; MENNE, T.; BYRIALSEN, K. Nickel concentrations in serum and urine of patients with nickel eczema. Toxicology Letters, v. 108, p. 185-189, 1999.
DEER, W. A.; HOWIE, R. A.; ZUSSMAN, J. An Introduction to the rock forming
minerals. Essex: Longman Press, 1966.
DUGO, G. L. A.; PERA, L. L. O.; TURCO, V.; DI BELLA, G.; SALVO, F. J. Determination of Ni (II) in beverages without any sample pre-treatment by adsorptive stripping chronopotentiometry (AdSCP). Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 52, p. 1829-1834, 2004.
EUROPEAN FOOD SAFETY AUTHORITY – EFSA. Scientific Opinion Cadmium in food. Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food Chain. The EFSA Journal, p. 1-139, 2009a.
EUROPEAN FOOD SAFETY AUTHORITY – EFSA. Scientific Opinion on Arsenic in Food. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). EFSA Journal,
v. 7, p.1351, 2009b.
EUROPEAN FOOD SAFETY AUTHORITY – EFSA. Scientific Opinion on Lead in Food. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). EFSA Journal, v. 8, p. 1570, 2010.
EUROPEAN FOOD SAFETY AUTHORITY – EFSA. Scientific opinion on the risks to public health related to the presence of Nickel in food and drinking water. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). EFSA Journal, v. 13, p. 4002, 2015.
53
EUROPEAN FOOD SAFETY AUTHORITY – EFSA. Scientific report of EFSA Cadmium dietary exposure in the European population. EFSA Journal, v.10, p. 2551, 2012.
EUROPEAN FOOD SAFETY AUTHORITY – EFSA. Statement on tolerable weekly intake for cadmium. The EFSA Journal, v. 9, p. 1975, 2011.
FARIA, J. B. A influência do cobre na qualidade das aguardentes de cana (Saccharum officinarum L.). 1989. 72p. Tese (Doutorado em Ciência dos
Alimentos)- Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1989.
FERNANDES, A. P.; SANTOS, M. C.; LEMOS, S. G.; FERREIRA, M. M. C.; NOGUEIRA, A. R. A.; NÓBREGA, J. A. Pattern recognition applied to mineral characterization of Brazilian coffees and sugar-cane spirits. Spectrohimica Acta Part B, v. 60, p. 717-724, 2005.
FERNANDES, I. C.; FAUSTO, M. A.; BEZERRA, O. M. P. A.; QUINTAES, K. D.; MORGANO, M. A.; CERQUEIRA, I. B. Levels of inorganic contaminants in Brazilian cachaças from the Quadrilátero Ferrífero region stored in steatite (soapstone) in natura cups. Química Nova, v. 36, p. 1360-1365, 2013.
FERNANDES, J. W.; CARDOSO, M. G.; VILELA, F. J.; MORAIS, A. R.; SILVA, V. F.; NELSON, D. L. Physicochemical quality of a blend of domestic cachaças from the south of Minas Gerais. Journal of Food Composition and Analysis, v. 20, p. 257-261, 2007.
FERREIRA, D. F. Sisvar: a computer statistic alanalysis system. Ciência e Agrotecnologia, v. 35, p. 1039-1042, 2011.
FLEISCHER, M.; MANDARINO, J. A. Mineral species, Mineralogical Record Inc. Tucson, 1995.
GALLAGHER, C. M.; CHEN, J. J.; KOVACH, J. S. The relationship between body iron store and blood and urine cadmium concentrations in US never-smoking, non-pregnant women aged 20-49 years. Environmental Research, v. 111, p. 702-707, 2011.
GEOPARK – Quadrilátero Ferrífero. Localização. Disponível em: <http://www.geoparkquadrilatero.org/?pg=geopark&id=162>. Acesso em: 21 mar. 2015.
GOYER, R. A. Toxic effects of metals – lead. In: AMDUR, M. O.; DULL, J.; KLAASSEN, C. D. (Ed.). Casareh and Doull’s toxicology – the basic science of poisons. New York: Pergamon Press, 1991.
HARVEY, L. J.; MAJSAK-NEWMAN, G.; DAINTY J. R.; LEWIS D. J.; LANGFORD, N. J.; CREWS, H. M.; FAIRWEATHER-TAIT, S. J. Adaptive responses in men fed low and high copper diets. British Journal of Nutrition, v. 90, p. 161-168,
54
2003.HINKELMANN, K.; KEMPTHORNE, O. Design and Analysis of Experiments.
Hoboken: John Wiley & Sons, v. 1, p. 631, 2008.
IBANEZ, J. G.; CARREON-ALVAREZ, A.; BARCENA-SOTO, M.; CASILLAS, N. Metals in alcoholic beverages: A review of sources, effects, concentrations, removal, speciation, and analysis. Journal of Food Composition and Analysis, v. 21, p.
672-683, 2008.
INSTITUTE OF MEDICINE – IOM. Food and Nutrition board. Dietary reference
intakes (DRIs): Tolerable Upper Intake Levels, Elements. Washington (DC): National Academy Press; 2001.
INSTITUTO BRASILEIRO DA CACHAÇA - IBRAC. Instituto Brasileiro da Cachaça. Fonte: MDIC – ALICEWEB – NCM 2208.40.00. Elaboração: Instituto Brasileiro da Cachaça – IBRAC. Brasília, DF, 2008. Disponível em: <http://www.ibraccachacas.org/index.php/servicos/estatisticas/mercado-interno>. Acesso em: 2 out. 2014.
INSTITUTO BRASILEIRO DA CACHAÇA - IBRAC. Fonte: MDIC – ALICEWEB – NCM 2208.40.00. Elaboração: Instituto Brasileiro da Cachaça – IBRAC. Brasília, DF, 2014. Disponível em: <http://www.ibraccachacas.org/index.php/servicos/estatisticas/mercado-externo>. Acesso em: 2 out. 2014.
INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL – INMETRO. Orientação Sobre Validação de Métodos Analíticos.
DOQ-CGCRE-008. Revisão: 04, 2011.
JERÔNIMO, E. L.; SILVA, M. A. Cachaça: uma bebida brasileira. Pesquisa & Tecnologia, v. 2, 2005. Disponível em: <http://www.aptaregional.sp.gov.br/acesse-os-artigos-pesquisa-e-tecnologia/edicao-2005/2005-julho-dezembro/139-cachaca-uma-bebida-brasileira/file.html> Acesso em: 13 mar. 2015.
KO, I.; AHN, J. S.; PARK, Y. S.; KIM, K. Arsenic contamination of soils and sediments from tailings in the vicinity of Myungbong Au mine, Korea. Chemical Speciation on Bioavailabity, v. 15, p. 67-74, 2003.
LEINZ, V.; CAMPOS, J. E. S. Guia para determinação de minerais. Companhia Editora Nacional. São Paulo,1968.
LITTELL, R. C.; G. A. MILLIKEN; W. W. STROUP; WOLFINGER, R. D. SAS® System for Mixed Models. Cary, NC: SAS Institute Inc., 1996.
LÓPEZ-ARTÍGUEZ, M.; CAMEÁN, A. M.; REPETTO, M. Determination of Nine elements in sherry wine by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry. Journal of the AOAC International, v. 79, p. 1191-1197, 1996.
MADUABUCHI, J.-M. U., NZEGWU, C. N., ADIGBA, E. O., ALOKE, R. U., C.N. EZOMIKE, OKOCHA, C. E., OBI, E., ORISAKWE, O. E. Lead and cadmium
55
exposures from canned and non-canned beverages in Nigeria: A public health concern. Science of the Total Environment, v. 366, p. 621-626, 2006.
MENA, C.; CABRERA, C.; LORENZO, M. L.; LÓPEZ-ARTÍGUEZ, M. C. Cadmium levels in wine, beer and other alcoholic beverages: possible sources of contamination. The Science of the Total Environment, v. 181, p. 201-208, 1995.
MINAS GERAIS. Secretaria de Estado de Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Site institucional. Belo Horizonte, MG 2007. Disponível em: <http://www.agricultura.mg.gov.br>. Acesso em: 20 abr. 2014.
MOSHA, D.; WANGABO, J.; MHINZI, G. African traditional brews: How safe are they? Food Chemistry, v. 57, p. 205-209, 1996.
NAMDAR, D.; STACEY, R. J.; SIMPSON, S. J. First results on thermally induced porosity in chlorite cooking vessels from Merv (Turkmenistan) and implications for the formation and preservation of archaeological lipid residues. Journal Archaeological Science, v. 36, p. 2507-2516, 2009.
NASCIMENTO, R. F.; BEZERRA, C. W. B.; FURUYA, S. M. B.; SCHULTZ, M. S.; POLASTRO, L. R.; LIMA NETO, B. S. Mineral profile of Brazilian cachaças and other international spirits. Journal of Food Composition and Analysis, v. 12, p. 17-25,
1999.
NASCIMENTO, R. F.; CARDOSO, D. R.; LIMA NETO, B. S.; FRANCO, D. W. Influência do material do alambique na composição química das aguardentes de cana-de-açúcar. Química Nova, v. 21, p. 735-739, 1988.
NASCIMENTO, R. F.; CERRONI, J. L.; CARDOSO, D. R.; LIMA-NETO, B. S.; FRANCO, D. W. Comparision of official analysis methods and chromatographics for the determination of the levels of aldehydes and carboxylic acids in alcoholic beverages. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 18, p. 350-356, 1998.
OGA, S.; CAMARGO, M. M. A.; BATISTUZZO, J. A. O. Fundamentos de Toxicologia. São Paulo: Atheneu, 2008.
POLITÉCNICO DI TORINO. Internal Technical Report of Soapstone Cookware. Italy, 1994.
PROVENZANO, M. R.; BILALI, H. E.; SIMEONE, V.; BASER, N.; MONDELLI,D.; CESARI, G. Copper contents in grapes and wines from a Mediterranean organic vineyard. Food Chemistry, v.122, p. 1338-1343, 2010.
QUINTAES, K. D. A influência da composição do esteatito (pedra-sabão) na migração de minerais para os alimentos: minerais do esteatito. Cerâmica, v. 52, p. 298-305, 2006.
QUINTAES, K. D. Implicações nutricionais decorrentes do uso de panelas brasileiras de aço inoxidável, ferro e pedra-sabão (esteatito).Tese (Doutorado)-
Universidade Estadual de Campinas, 2004.
56
QUINTAES, K. D. Panela de pedra-sabão (esteatito) como possível veículo de nutrientes. Dissertação (Mestrado)- Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2000.
QUINTAES, K. D.; FARFAN, J. A.; MORGANO, M. A.; MANTOVANI, D. M. B.; ADDAD, J. E. Determinação do componente mineral do esteatito solubilizado durante cocção em panelas de pedra-sabão (esteatito). Anais do IV Simpósio Latino Americano de Ciência de Alimentos. Campinas, v.1, p.195-195, 2001.
QUINTAES, K. D.; FARFAN, J. A.; MORGANO, M. A.; MANTOVANI, D. M. B. Soapstone (steatite) cookware as a source of minerals. Food Additives and Contaminants, v. 19, p. 134-143, 2002.
QUINTAES, K. D.; FARFAN, J. A.; TOMAZINI, F. M.; MORGANO, M. A. MONTOVANI, D.M.B. Migração de minerais de panelas brasileiras de aço inoxidável, ferro fundido e pedra-sabão (esteatito) para simulantes de alimentos. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 24, p. 397-402, 2004.
QUINTAES, K. D.; FARFAN, J. A.; TOMAZINI, F. M.; MORGANO, M. A. Migração de minerais de panelas brasileiras de aço inoxidável, ferro fundido e pedra-sabão (esteatito) para preparações culinárias. Archivos Latinoamericanos de Nutricion,
v. 56, p. 275-281, 2006.
R CORE TEAM. R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R
Foundation for Statistical Computing. Disponível em: <http://www.R-project.org/>. Acesso em: 20 abr. 2014.
RODUSHKIN, I.; ODMAN, F.; APPELBLAD, P. K. Multielement determination and lead isotope ratio measurement in alcoholic beverages by high-resolution inductively coupled plasma mass spectrometry. Journal of Food Composition and Analisys, v. 12, p. 243-257, 1999.
ROESER, H. Metassomatismo de rochas ultramáficas - a tentativa de uma quantificação. Congresso Brasileiro de Geoquímica. Anais... Porto Alegre, v.1, p.
217-232, 1987.
ROESER, U.; ROESER, H.; MUELLER, G.; TOBSCHALL, H. J. XXXI congresso Brasileiro de Geologia. Anais... Camboriú, v. 4, p. 2230-2245, 1980.
SANTI, P.; RENZULLI, A.; ANTONELLI, F.; ALBERTI, A. Classification and provenance of soap-stones and garnet chlorite schist artifacts from medieval sites of Tuscany (Central Italy): insights into the Tyrrhenian and Adriatic trade. Journal Archaeological Science, v. 36, p. 2493-2501, 2009.
SANTUCCI, B. Interaction of metals in nickel-sensitive patients. Contact Dermatitis,
v. 29, p. 251-253, 1993.
SCOTT, A. J.; KNOTT, M. A. A cluster analysis method for grouping means in the analysis of variance. Biometrics, v. 30, p. 507-512, 1974.
57
SEBRAE/MG. Diagnóstico da cachaça de Minas Gerais. Belo Horizonte, jul.2001. Disponível em: <http://www.sebrae.com.br>. Acesso em: 24 set. 2013.
SIEBALDE, H. G. L.; CANUTO, M. H.; LIMA, G. M.; SILVA, J. B. B. Informe Agropecuário, v. 23, p. 59, 2002.
SMEDLEY, P. L.; ZHANG, G.; LUO, Z. Mobilization of arsenic and other trace elements influviolacustre aquifers of the Hunhot Basin, Inner Mongolia. Applied Geochemistry, v. 18, p. 1453-1478, 2003.
SOUFLEROS, E. H.; MYGDALIA, A. S.; NATSKOULIS, P. Characterization and safety evaluation of the traditional Greek fruit distillate “Mouro” by flavor compounds and mineral analysis. Food Chemistry, v. 86, p. 625-636, 2004.
TURNLUND, J. R.; KEYES, W. R.; KIM, S. K.; DOMEK, J. M. Long-term high copper intake: effects on copper absorption, retention, and homeostasis in men. American Journal of Clinical Nutrition, v. 81, p. 822-828, 2005.VANNUCHI, C.
E. Dose para Leão. ISTO É, v. 1752, p. 64-66, 2003.
VILAYKUMAR, S. I.; ASHWINI, K. A. Voltammetric determination of lead at chemically modified electrodes bases on crown ethers. Analytical Sciences, v. 17, p. 605-608, 2001.
VILES, H. Ecological perspectives on rock surface weathering: Towards a conceptual model. Geomorphology, v. 13, p. 21-35,1995.
WAGGONER, D. J.; BARTNIKAS, T. B.; GITLIN, J. D. The role of copper in neurodegenerative disease. Neurobiology of Disease, v. 6, p. 221-230, 1999.
WARSCHEID, T. H.; BRAAMS, J. Biodeterioration of stone: a review. International Bio-deterioration & Biodegradation, v. 46, p. 343-368, 2000.
WILLIAMS, T. M. Arsenic in mine waters: an international study. Environmental Geology, v. 40, p. 267-278, 2001.
WORLD HEALTH ORGANIZATION - WHO. Arsenic and arsenic compounds. International Programme on Chemical Safety. Geneva, 2001.
WORLD HEALTH ORGANIZATION - WHO. Evaluation of certain contaminants in food: seventy-second report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. WHO Technical Report Series, No. 959. Geneva, 2011a
WORLD HEALTH ORGANIZATION - WHO. Evaluation of certain food additives and contaminants: twenty-sixth Report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. WHO Technical Report Series, No 683. Geneva,
1982.
WORLD HEALTH ORGANIZATION - WHO. Evaluation of certain food additives and contaminants: seventy-third report of the Joint FAO/WHO Expert
58
Committee on Food Additives. WHO Technical Report Series, No. 960. Geneva,
2011b.
WORLD HEALTH ORGANIZATION - WHO. Evaluation of certain food additives and contaminants: seventy-seventh report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. WHO Technical Report Series, No. 983. Geneva,
2013.
WORLD HEALTH ORGANIZATION - WHO. Nickel in drinking-water. Background document for development of WHO Guidelines for drinking-water quality. World Health Organization (WHO/SDE/WSH/05.08/55). Geneva, 2005.
ZUKOWSKA, J.; BIZIUK, M. Methodological evaluation of method for dietary heavy metal intake. Journal of Food Science,v. 73, p. R21-R29, 2008
59
7 APÊNDICE
7.1 Validação dos parâmetros de calibração para determinação por ICP-OES
Os resultados da validação apresentam os seguintes parâmetros de
calibração para determinação por ICP-OES:
Linearidade de resposta – a linearidade foi avaliada analisando-se padrões
de soluções em meio ácido nítrico 5%, variando-se a concentração de 0,005 a 1,000
mg∙L-1para os elementos As, Cd, Pb e Ni e nas concentrações de 0,025 a 25 mg∙L-1
para o Cu. A curva analítica foi preparada a partir de padrão multielementar Cd, Pb,
Cu e Ni (Merck, Darmstadt, Alemanha) e padrão individual para As (Merck,
Darmstadt, Alemanha), de concentração inicial de 1.000 mg∙L-1. Os valores obtidos
para todos os elementos seguem a regressão de uma reta e apresentaram
coeficiente de correlação >0,9993.
Precisão – a repetitividade do método foi avaliada realizando-se testes com
sete repetições analíticas fortificadas na concentração de 0,30 mg∙L-1a partir da
solução multielementar em meio alcoólico 43% (teor médio das amostras de
cachaças). Nas sete repetições, foram utilizados os mesmos procedimentos de
medição, mesmo observador, instrumentos usados sob mesmas condições, mesmo
local e as repetições foram realizadas no menor espaço de tempo possível. O
coeficiente de variação máximo foi determinado pela equação 01, sendo aceitável
quando CV <CVmax (Horwitz, 1982).
Todos os resultados obtidos no estudo de repetitividade, mostraram que o CV
<CVmáx. para os elementos analisados.
Precisão intermediária – a reprodutibilidade foi determinada avaliando-se
sete repetições analíticas fortificadas na concentração de 0,30 mg∙L-1 a partir da
onde: C = concentração estudada expressa como potência de 10 (ex.: 1 mg∙kg-1
(ppm) = 10-6).
CVmáx (%) = 2 (1-0,5 log C) (01)
60
solução multielementar em meio alcoólico 43% em dois dias diferentes, sendo
efetuadas pelo mesmo analista e mesmo equipamento, o que representa a
variabilidade dos resultados em um laboratório. O cálculo do desvio-padrão da
precisão intermediária foi realizado utilizando-se a equação 02 e o coeficiente de
variação máximo foi determinado pela equação 01, sendo aceitável quando CV
<CVmáx.
onde t = total de amostras ensaiadas; n = total de ensaios efetuados por amostra; j =
nº da amostra, j = 1, t; k = nº do ensaio da amostra j, k = 1, n; yjk = valor do resultado
k para a amostra j; yj = representa a média aritmética dos resultados da amostra j.
Os resultados obtidos no estudo de precisão intermediária mostraram CV
<Vmáx. para todos elementos analisados.
Tabela 1A. Resultados obtidos para repetitibilidade e reprodutibilidade
estudadas na determinação de metais em cachaça
Repetitividade Reprodutibilidade
Elemento (mg∙L-1) Média DP CV CVmáx
Média DP CV CVmáx
(%) (%) (%) (%)
As 0,3007 0,012 4,0 19,2 0,318 0,0222 7,0 13,4
Cd 0,3003 0,003 1,0 19,2 0,2964 0,0078 2,6 13,6
Pb 0,3072 0,006 2,0 19,1 0,3027 0,0104 3,4 13,5
Cu 0,3591 0,013 3,7 18,7 0,3528 0,013 3,6 13,2
Ni 0,3104 0,004 1,3 19,1 0,302 0,0105 3,5 13,5
61
Sensibilidade – a sensibilidade do método foi avaliada pela inclinação da
curva analítica na concentração de interesse. Verificou-se que a sensibilidade obtida
para os elementos deste estudo foi maior para os elementos Cu e Cd.
Tabela 1B. Equações e valor do coeficiente de Pearson para as retas obtidas
por regressão linear
Elemento Equação R
As y = 91,4896x + 4,23882 0,9996
Cd y = 6544,03 x + 9,34891 0,9999
Pb y = 639,779x + 9,95022 0,9999
Cu y=11665,2x + 265,841 0,9998
Ni y = 682,752x + 5,03724 0,9999
Limite de Detecção (LOD) – o limite de detecção foi avaliado pela análise de
sete brancos fortificados com concentração inferior ao primeiro ponto da curva
analítica. O LOD foi calculado conforme sugerido (INMETRO, 2011):
onde, t é o valor da abscissa t (Student) e (n-1) graus de liberdade (calculado
para 99% de confiança) e s é o desvio-padrão das análises.
Os resultados obtidos para a determinação do LOD encontram-se na Tabela
1C. Os valores de LOD apresentados já consideram o fator de diluição da amostra
(5x).
LOD =t (n-1).s (03)
62
Tabela 1C. Concentrações dos brancos utilizados para o cálculo do limite de
detecção
Replicata Concentração (mg∙L-1)
As Cd Cu Ni Pb
1 0,0034 0,0038 0,0127 0,0038 0,0058
2 0,0048 0,0043 0,0126 0,0037 0,0059
3 0,0043 0,0038 0,0127 0,0035 0,0052
4 0,0056 0,0039 0,0134 0,0039 0,0052
5 0,0045 0,0043 0,0136 0,0037 0,0058
6 0,0042 0,0040 0,0131 0,0039 0,0058
7 0,0050 0,0041 0,0128 0,0034 0,0051
Média 0,0045 0,0040 0,0130 0,0037 0,0055
DP 0,0007 0,0002 0,0004 0,0002 0,0004
LOD 0,0114 0,0034 0,0065 0,0030 0,0056
Exatidão – a exatidão do método pode ser definida como sendo a
concordância entre o resultado de um ensaio e o valor de referência aceito como
verdadeiro. Neste trabalho, a exatidão foi avaliada por ensaios de recuperação para
cada um dos elementos estudados e foi obtida a partir de soluções alcoólicas (43%)
fortificadas com os padrões dos elementos de interesse, em três níveis de
concentração (0,05 mg∙L-1 ; 0,30 mg∙L-1; 0,75 mg∙L-1) para os elementos As, Cd, Ni,
Pb e quatro níveis (0,05 mg∙L-1; 0,30 mg∙L-1; 0,75 mg∙L-1; 5 mg∙L-1) para Cu.
Para o cálculo da recuperação analítica, foi utilizada a Equação 05 e os
resultados obtidos para os elementos estudados encontram-se descritos na Tabela
1D:
onde:
C1 = concentração do analito na amostra fortificada
C2 = concentração do analito na amostra não fortificada
C3 = concentração do analito adicionada à amostra fortificada
Recuperação (%) = (C1 – C2) / C3x 10 (05)
63
Tabela 1D. Valores obtidos na avaliação da exatidão da metodologia (ensaio de recuperação)
Nível
Fortificado
(mg∙L-1)
Dados As Cd Pb Cu Ni
0,05 Valor obtido* (mg∙L-1) 0,049 ± 002 0,055±0,000 0,054 ± 0,004 0,056 ± 0,001 0,055 ± 0,002
Recuperação (%) 98 ± 3 110 ± 1 108 ± 8 111 ± 3 111 ± 4
0,30 Valor obtido* (mg∙L-1) 0,291 ± 0,012 0,299 ± 0,004 0,303 ± 0,007 0,354 ± 0,010 0,310 ± 0,004
Recuperação* (%) 97 ± 4 100 ± 1 101 ± 2 118 ± 3 103 ± 1
0,75 Valor obtido* (mg∙L-1) 0,881 ± 0,063 0,793 ± 0,031 0,809 ± 0,046 0,794 ± 0,034 0,790 ± 0,034
Recuperação (%) 117 ± 8 106 ± 4 108 ± 6 106 ± 5 105 ± 5
5,00 Valor obtido* (mg∙L-1) - - - 5,515 ± 0,072 -
Recuperação (%) - - - 110 ± 1 -
* Média ± desvio-padrão
Os valores obtidos de recuperação ficaram entre 97 e 118% e foram considerados satisfatórios.