Compostos carbonílicos e furano formados durante a vinificação : validação de um método para determinação simultânea destes compostos tóxicos e caracterização do risco da exposição

Abstract

O vinho tem propriedades benéficas oriundas do consumo moderado desta bebida devido à presença de compostos fenólicos. Entretanto, dentre os compostos presentes em vinhos, encontram-se os seguintes compostos tóxicos: acetaldeído, formaldeído, carbamato de etila, furfural, acroleína e furano. Estes compostos são hepatotóxicos e, inclusive, alguns desses têm associação com o câncer. A Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC) classifica, por exemplo, o formaldeído e o acetaldeído associado ao consumo de bebidas alcoólicas como carcinogênicos para os seres humanos, o carbamato de etila como provável carcinogênico, o furano como possível carcinogênico e a acroleína e o furfural como não classificáveis como carcinogênicos. Assim, o objetivo deste trabalho foi (i) validar um método para determinação simultânea de seis compostos tóxicos (formaldeído, acetaldeído, carbamato de etila, furano, furfural e acroleína) presentes em vinhos através do uso da microextração em fase sólida no modo headspace (HS-SPME) acoplada à cromatografia gasosa bidimensional abrangente com detector por espectrometria de massas por tempo de voo (GC×GC/TOFMS); (ii) verificar a influência do estádio de maturação e tempo de maceração das uvas Syrah utilizadas na vinificação, (iii) determinar a estimativa de exposição e caracterizar o risco da exposição a estes compostos tóxicos através do consumo de vinho. O uso da GC×GC/TOFMS foi importante para a correta identificação e quantificação do acetaldeído e acroleína que co-eluíram na primeira dimensão cromatográfica (1D) com outros compostos presentes nos vinhos Syrah. O avanço do grau de maturação e prolongamento do tempo de maceração das uvas são pontos críticos relacionados à formação de compostos tóxicos. Essas etapas estão relacionadas ao aumento da concentração de compostos no mosto/vinho que podem atuar como precursores da formação dos tóxicos. O formaldeído (23,4-205,91μg/L), o acetaldeído (51,49-961,98 μg/L), a acroleína (8,43-410,38 μg/L), o furano (47,08-295,19 μg/L) e o furfural (51,19-1715,29 μg/L) foram encontrados em todas as amostras avaliadas. O carbamato de etila (<0,3 – 242,3 μg/L) foi encontrado em 89,5% das amostras avaliadas. A exposição ao furano, acroleína e carbamato de etila através do consumo de vinho representa risco para a saúde dos consumidores, pois os valores da margem de exposição para estes compostos foram menores do que o parâmetro estabelecido como seguro pela Organização Mundial da Saúde (menor do que 10.000) para todas as amostras em que estes compostos foram detectados. O formaldeído, o acetaldeído e o furfural não representam risco para a saúde do consumidor. Estratégias para a redução da formação destes compostos tóxicos devem ser desenvolvidas, especialmente em relação ao furano, acroleína e carbamato de etila que foram os compostos que indicaram risco para a saúde dos consumidores. Além disso, os dados gerados neste trabalho poderão contribuir no estabelecimento de programas que visem o controle da formação destes compostos e de normas regulamentadoras relacionadas aos limites máximos permitidos para estes compostos.

The wine has beneficial properties derived from the moderate consumption of this drink due to the presence of phenolic compounds and stilbene. However, among the compounds present in wine, are the following toxic volatile compounds: acetaldehyde, formaldehyde, ethyl carbamate, furfural, furan and acrolein. These compounds are hepatotoxic and even some of these are associated with cancer. The International Agency for Research on Cancer (IARC) classifies, for example, formaldehyde and acetaldehyde associated with alcohol consumption as carcinogenic to humans, ethyl carbamate as a probable carcinogen, furan as a possible carcinogen and acrolein and furfural non-classifiable as to carcinogenic. The objective of this study was (i) to validate a method for simultaneous determination of six toxic compounds (formaldehyde, acetaldehyde, ethyl carbamate, furan, furfural and acrolein) present in wines through the use of headspace solid phase microextraction (HS-SPME) coupled to the comprehensive two-dimensional gas chromatography time-of-flight mass spectrometric detector (GCxGC/TOFMS); (ii) to evaluate the influence of maturation stage and maceration time of Syrah grapes used in winemaking, (iii) to determine the estimated exposure and characterize the risk of exposure to these toxic compounds through the wine consumption. The use of GC×GC/TOFMS was important for the identification and quantification of acetaldehyde and acrolein that co-eluted in the first chromatographic dimension (1D) with other compounds present in Syrah wines. The advance of ripeness and extension of the grape maceration time are critical points related to the formation of toxic compounds. These steps are related to the concentration of compounds in the must/wine which can act as precursors to the formation of toxic substances. Formaldehyde (23,4-205,91μg/L), acetaldehyde (51,49-961,98 μg/L), acrolein (8,43-410,38 μg/L), furan (47,08-295,19 μg/L) and furfural (51,19-1715,29 μg/L) were found in all samples. The ethyl carbamate (<0,3 – 242,3 μg/L) was found in 89,5% of the samples. Exposure to furan, acrolein and ethyl carbamate through wine consumption poses a risk to the health of consumers as the margin of exposure values for these compounds were smaller than the parameter established as safe by the World Health Organization (lower than 10.000) for all samples in which these compounds were detected. Formaldehyde, acetaldehyde and furfural pose no risk to consumer health. Strategies for reducing the formation of these toxic compounds to be developed, especially in relation to furan, acrolein and ethyl carbamate that have the indicated risk to consumer health. Furthermore, the data generated in this study may contribute to the establishment of programs to control the formation of these compounds and regulatory standards related to the maximum allowable limits for these compounds.