Pesquisadores da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) Instrumentação e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) desenvolveram uma solução aquosa, conhecida como sensor em forma líquida, que permitiu uma descoberta importante: a fluorescência de nanocristais de celulose (CNC) tem potencial para monitorar o teor de ácido tânico em vinhos tintos.
A solução composta de CNC pura se mostrou eficaz para apontar a presença de tanino, um parâmetro considerado fundamental por enólogos na estrutura e características organolépticas (aroma e sabor) e ainda atuar na estabilização da cor do vinho.
A constatação de que a autofluorescência da celulose se altera na presença do ácido tânico abre caminhos para o desenvolvimento de sensores ópticos à base de nanocristais de celulose para monitorar taninos não só em vinhos, mas em produtos alimentícios e outras bebidas. Na demonstração, como prova de conceito, a pesquisa detectou a molécula de tanino associada à palatabilidade em vinhos tipo cabernet sauvignon e tannat.
Os taninos são compostos fenólicos que desempenham um papel importante na composição, qualidade e potencial de envelhecimento dos vinhos tintos. Desse modo, a descoberta dos pesquisadores poderá fornecer ao enólogo uma informação importante para que ele possa entender melhor as características e a composição do produto que está elaborando.
Embora seja um importante atributo sensorial enológico na determinação das qualidades do vinho, em excesso é considerado um antinutriente.
“Assim, a determinação de tanino em amostras de alimentos por métodos analíticos ópticos – fotoluminescência – pode ser vantajosa, uma vez que esse tipo de procedimento é rápido, elimina a necessidade de experimentos e reagentes trabalhosos, ao mesmo tempo que proporciona relativa sensibilidade e seletividade”, disse à Assessoria de Comunicação da Embrapa a pós-doutoranda Kelcilene Teodoro, que conduziu a pesquisa sob a supervisão do pesquisador Daniel Souza Corrêa.
Outra vantagem do sensor em forma líquida é que o método, em princípio, pode ser adaptado para aparelhos portáteis de fluorescência, facilitando o uso em diferentes locais.
De acordo com Teodoro, a literatura científica é escassa na exploração de propriedades fluorescentes da celulose, que possam ser utilizadas em sensores químicos. “Geralmente, na área de sensores, a celulose ou a nanocelulose, embora bastante versátil, é combinada com outros materiais que desempenham o papel principal no mecanismo de detecção, de forma que, na maioria das aplicações, a nanocelulose atua como suporte ou substrato, enquanto sua autofluorescência inerente permanece ainda pouco explorada para aplicações em sensores”, esclareceu a pesquisadora.
“Nós buscamos ampliar o uso de nanocelulose no ramo de sensores, encontrando aplicações inovadoras para esse material, já que verificamos que sua propriedade de autofluorescência tem potencial para ser utilizada como sensor óptico, fenômeno pouco relatado na literatura”, contou Corrêa.
Resultados da pesquisa, apoiada pela Fapesp,32 foram divulgados na revista Carbohydrate Polymers.
Rota enzimática e potencial sensor
A proposta do projeto foi investigar o aproveitamento da propriedade de autofluorescência de nanocristais de celulose para usá-la como ferramenta na detecção dos taninos. A pesquisa integra esforços contínuos de um grupo de cientistas para promover novas aplicações aos materiais celulósicos sustentáveis frente à demanda crescente por dispositivos optoeletrônicos em um cenário automatizado.
A obtenção dos nanocristais foi realizada por rota enzimática, que é o isolamento de nanoestruturas de celulose a partir de tratamentos mediados por enzimas, a partir de cavacos de madeira de seringueira branqueados, cedidos pela Agência Paulista de Tecnologia do Agronegócio.
De acordo com Teodoro, estudos de síntese de nanocristais de celulose a partir de hidrólise enzimática apontam tendência de menor custo energético, associados a condições experimentais de temperatura e pressão mais amenas, além da geração de resíduos menos tóxicos, em relação à hidrólise ácida com ácidos minerais. Assim, apresenta grande potencial para sustentabilidade no processo de obtenção de nanoceluloses.
“Constatamos que a propriedade de fotoluminescência advinda de agregados de nanocristais de celulose foi capaz de identificar ácido tânico em diferentes vinhos tintos de modo eficiente, em concentrações que podem ser de interesse industrial. Observamos também que compostos, normalmente encontrados nas matrizes do vinho, não causaram alterações significativas no sinal detectado”, explicou a pesquisadora.
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