Pimenta-do-reino do Espírito Santo: avaliação do teor de piperina, composição do óleo essencial e composição elementar

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dc.contributor.advisor1Lima, Maria Tereza Weitzel Dias Carneiro
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8731-5093
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9989703911201351
dc.contributor.authorVieira, Luiza Valli
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1465003539892122
dc.contributor.referee1Borges, Keyller Bastos
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1067-1919
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7045415884414249
dc.contributor.referee2Athayde, Geisamanda Pedrini Brandao
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-4315-0653
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8037324704189596
dc.contributor.referee3Ribeiro, Juliano Souza
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-5685-7551
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6265921763953587
dc.contributor.referee4Borges, Warley de Souza
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000000344751028
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/9742402285970429
dc.date.accessioned2024-05-30T00:52:50Z
dc.date.available2024-05-30T00:52:50Z
dc.date.issued2021-09-24
dc.description.abstractBlack pepper (Piper nigrum L.) is one of the most widely consumed and commercialized spices in the world, and it is grown in several tropical regions, mainly Vietnam, Indonesia, Brazil, and India. The evaluation of the quality of black pepper is mainly related to its flavor and odor, as well as the presence of contaminants. The aim of this study was to assess the quality of black pepper in terms of piperine content, essential oil composition, and elemental composition in black pepper samples grown in Espirito Santo (ES), Brazil. The effect of drying type and harvest period was also investigated. For comparison, samples from Ecuador, Vietnam, Malaysia, Indonesia, India, and Sri Lanka were used. To determine the piperine content, an ultrasoundassisted solid-liquid ethanol extraction was performed, and the extract was analyzed by HPLC-DAD, after validation of the methodology. The essential oil of black pepper was extracted using the hydrodistillation method with the aid of a Clevenger apparatus to evaluate its volatile composition. The chromatographic profile was obtained after GC-MS analysis of the distilled material. Finally, the elemental composition was evaluated by drying the samples and then performing an acid decomposition assisted by microwave radiation. The analytes were determined using ICP OES and ICP-MS. It was observed that the harvest period has little influence on the piperine content of black peppers. Campaign 2 (Nov/17), on the other hand, showed changes in the composition of the essential oil as well as a reduction in macronutrients Ca, K, Mg, and S as well as micronutrient B, implying that there was a change in the plant's secondary metabolism during this campaign. Mechanical drying (with direct and indirect fire) caused changes in the composition of the essential oil, which are related to exposure to high temperatures during processing. Furthermore, as a result of direct contact with metallic structures and particulate material from burning, an increase in Fe and Cr was observed in mechanical drying with direct fire. Furthermore, regardless of the type of drying or collection campaign used, As and Pb concentrations were found to be higher than the maximum limits established for some samples, with maximum values of 0.46 and 0.56 mg kg-1 found to be higher than the safe limits for human consumption established by Brazilian legislation. In this study, it was also possible to observe that the samples cultivated in ES have remarkable characteristics when compared to samples from other locations, and it is possible to guarantee the geographic origin of black pepper using the multi-element profile and essential oil composition, as well as the analysis of main components.
dc.description.resumoA pimenta-do-reino (Piper nigrum L.) é uma das especiarias mais consumidas e comercializadas no mundo, sendo cultivada em várias regiões tropicais, principalmente no Vietnã, Indonésia, Brasil e Índia. A avaliação da qualidade da pimenta-do-reino está relacionada principalmente ao seu sabor e odor, bem como pela presença de contaminantes. O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade da pimenta-do-reino em relação ao teor de piperina, composição do óleo essencial e composição elementar nas amostras de pimenta-do-reino cultivadas no Espírito Santo (ES), Brasil. A influência do tipo de secagem e o período da colheita também foi estudada. Amostras de outras localidades: Equador, Vietnã, Malásia, Indonésia, Índia e Sri Lanka foram utilizadas para comparação. Para a determinação do teor de piperina, foi realizada uma extração sólido-líquido com etanol assistido por ultrassom e o extrato foi analisado por HPLC-DAD, após a validação da metodologia. A avaliação da composição volátil da pimenta-do-reino, foi obtido o óleo essencial pelo método de hidrodestilação com auxílio de um aparelho Clevenger. O material destilado foi analisado por GC-MS, onde foi obtido o perfil cromatográfico. Por fim, a avaliação da composição elementar, as amostras foram secas e em seguida foi realizada uma decomposição ácida assistida por radiação micro-ondas, os analitos foram determinados por ICP OES e ICP-MS. Foi observado que o período da colheita tem pouca interferência no teor de piperina nas pimentas-do-reino. Entretanto, a campanha 2 (Nov/17) apresentou alterações na composição do óleo essencial e redução de macronutrientes Ca, K, Mg e S e do micronutriente B, inferindo que nesta campanha houve modificação no metabolismo secundário do vegetal. As secagens mecânicas (com fogo direto e fogo indireto) provocaram alterações na composição do óleo essencial, que estão relacionadas à exposição à altas temperaturas durante o processamento. Adicionalmente, observou-se incremento de Fe e Cr em secagem mecânica com fogo direto, em consequência de contato direto com estruturas metálicas e com o material particulado proveniente da queima. Além disso, independentemente do tipo de secagem ou campanha de coleta foi encontrado concentrações de As e Pb acima dos limites máximos estabelecidos para algumas amostras, com valores máximos encontrados de 0,46 e 0,56 mg kg-1 excedendo os limites seguros para o consumo humano de acordo com a legislação brasileira. Nesse estudo também foi possível observar que as amostras cultivadas no ES apresentam características marcantes comparadas com as amostras das outras localidades, sendo possível garantir a origem geográfica da pimenta-do-reino utilizando o perfil multielementar e a composição do óleo essencial juntamente com a análise de componentes principais.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15648
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectPimenta-do-reino
dc.subjectefeitos da secagem
dc.subjectvariação sazonal
dc.subjectPiperina
dc.subjectcomposição do óleo essencial
dc.subjectcomposição elementar
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titlePimenta-do-reino do Espírito Santo: avaliação do teor de piperina, composição do óleo essencial e composição elementar
dc.title.alternativeBlack pepper of Espírito Santo: evaluation of piperine content, essential oil composition and elemental composition
dc.typedoctoralThesis
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