Caraterização de uísques de diferentes origens geográficas com base em técnicas fluorescentes resolvidas temporalmente e HPLC-DAD

Abstract

Os uísques são bebidas destiladas produzidas através destilação de cereais fermentados e amadurecidos em barris de madeira incluindo uma variedade de congéneres (compostos responsáveis pelo sabor): álcoois, ácidos carboxílicos, ésteres, compostos carbonil alifáticos, compostos de enxofre e sulfetos alifáticos, compostos nitrogenados heterocíclicos, uma ampla gama de compostos fenólicos simples, aldeídos fenólicos e compostos de oxigénio heterocíclico. Esses ditos congéneres, que são responsáveis pelo perfil sensorial do uísque, dependem da interação lignina-etanol que ocorre durante os processos de fermentação e maturação. Com o avanço das técnicas cromatográficas e do seu acoplamento com a espectrometria de massa, o número de compostos identificados nos uísques aumentou drasticamente. Os métodos analíticos baseados na espetroscopia UV-vis e fluorescência foram relatados como tendo um grande potencial para abordar questões relacionadas com a autenticação e classificação de bebidas destiladas. Recentemente, foi reportada a importância dos processos de decaimento ultra-rápidos de fluorescência como fonte de informação em uísques. Por ser potencialmente diferenciadora, esta técnica foi usada neste trabalho. De forma a determinar e quantificar os componentes de diferentes uísques, a técnica de HPLC-DAD foi usada com recurso a compostos padrão para comparação dos tempos de retenção (tr) dos principais componentes do uísque. Das áreas integradas foi possível efetuar uma atribuição da maior ou menor percentagem de compostos nos diferentes uísques. Neste trabalho foram selecionadas 28 amostras de uísques comercializados de 11 países diferentes, consistindo em 10 amostras de uísque escocês, 3 amostras de uísque irlandês, 3 de uísque americano (Bourbon), 2 de uísque japonês, 3 de uísque alemão, 2 da suécia e 1 da França, Índia, Taiwan, Canadá e México. Estas amostras foram estudadas recorrendo a espetroscopia UV-vis, fluorescência, HPLC-DAD, FLIM e fs-TA, com o objetivo de complementar a informação obtida por técnicas tradicionalmente utilizadas no estudo de uísques com duas técnicas inovadoras neste tipo de aplicação: FLIM e fs-TA. Os dados obtidos de diferentes marcas de uísques mostraram componentes de decaimento rápido inferiores a 10 ps com o pré-exponencial dominante. Acredita-se que estes valores são característicos dos congéneres relacionados com a maturação, após a lignina se decompor com a formação de compostos fenólicos (vanilina, ácido siríngico, siringaldeído, coniferaldeído, sinapaldeído) e de taninos hidrolisáveis e os seus produtos, como o ácido gálico.Os resultados obtidos pelas diferentes técnicas foram analisados por HCA e PCA para se observarem as tendências no conjunto de dados.

Whiskies are distilled beverages produced through the distillation of fermented cereals matured in wooden barrels and include a variety of congeners (compounds responsible for the taste): alcohols, carboxylic acids, esters, aliphatic carbonyl compounds, sulfur compounds and aliphatic sulfides, heterocyclic nitrogen compounds, a wide range of simple phenolic compounds, phenolic aldehydes and heterocyclic oxygen compounds. These congeners, which are responsible for the sensory profile of whisky, depend on the lignin-ethanol interaction that occurs during the fermentation and maturation processes. With the advance of chromatographic techniques and their coupling with mass spectrometry, the number of compounds identified in whiskies has increased dramatically. Analytical methods based on UV-vis and fluorescence spectroscopy have been reported to have great potential for addressing issues related to the authentication and classification of distilled spirits. Recently, the importance of ultrafast fluorescence decay processes as a source of information in whiskies has been reported. As it is potentially differentiating, this technique was used in this work. In order to determine and quantify the components of different whiskies, the HPLC-DAD technique was used with standard compounds to compare the retention times (tr) of the main whisky components. From the integrated areas, it was possible to assign the highest or lowest percentage of compounds in the different whiskies. In this work, 28 samples of whiskies marketed from 11 different countries were selected, consisting of 10 samples of Scotch whisky, 3 samples of Irish whisky, 3 of American whisky (Bourbon), 2 of Japanese whisky, 3 of German whisky, 2 from Sweden and 1 each from France, India, Taiwan, Canada and Mexico. These samples were studied using UV-vis spectroscopy, fluorescence, HPLC-DAD, FLIM and fs-TA, with the aim of complementing the information obtained by techniques traditionally used in the study of whiskies with two innovative techniques in this type of application: FLIM and fs-TA. The data obtained from different whisky brands showed rapid decay components of less than 10 ps with the dominant pre-exponential. It is believed that these values are characteristic of congeners related to maturation, after lignin has broken down with the formation of phenolic compounds (vanillin, syringic acid, syringaldehyde, coniferaldehyde, sinapaldehyde) and hydrolysable tannins and their products, such as gallic acid.The results obtained by the different techniques were analyzed by HCA and PCA to observe trends in the data set.