A imagem de espectrometria de massa (imagem MS) fornece informações altamente precisas sobre a distribuição espacial de substâncias em muitas áreas. Pesquisadores da Universidade de Bayreuth agora apresentam novas aplicações exemplares em análise de alimentos na revista Food Chemistry . Pela primeira vez, eles conseguiram tornar visível um aditivo em produtos lácteos e uma contaminação relacionada à produção em produtos de panificação. Ingredientes especiais que influenciam a qualidade dos alimentos podem ser detectados em frutas, legumes e produtos de carne. O estudo, realizado em cooperação com a Autoridade de Saúde e Segurança Alimentar da Baviera (LGL), mostra o grande potencial desse método, inclusive em termos de proteção ao consumidor.
Natamicina no queijo

Para proteger as rodas de queijo ou salsichas defumadas da infestação de fungos, as superfícies são frequentemente tratadas com o fungicida natamicina. Um regulamento da UE estabelece um limite de um miligrama por decímetro quadrado para isso e também estipula que a natamicina não deve penetrar mais de cinco milímetros em uma roda de queijo tratada. No entanto, essa profundidade de penetração não pode ser descrita em detalhes usando os métodos de análise de alimentos comumente usados ​​até hoje, mas a equipe de pesquisa de Bayreuth liderada pelo Prof. Dr. Andreas Römpp conseguiu usar imagens de MS para mostrar pela primeira vez onde e em que quantidades o fungicida ocorre em diferentes tipos de Gouda.

A penetração das moléculas de natamicina pode ser rastreada desde a casca até o interior da roda do queijo. Os cientistas colaboraram com a Autoridade de Saúde e Segurança Alimentar da Baviera (LGL) nessas investigações. Com base nos resultados obtidos, eles desenvolveram padrões metodológicos para a identificação de natamicina em queijo. "Com base nesta abordagem de imagem MS recém-desenvolvida, pode ser possível reduzir a exposição do consumidor a conservantes no futuro", diz o Prof. Römpp, que é o Presidente de Ciências Bioanalíticas e Análise de Alimentos da Universidade de Bayreuth.

Acrilamida em pão de gengibre

Um regulamento da UE também estabelece limites para a presença de acrilamida nos alimentos. É uma substância promotora de câncer que é formada a partir de açúcar e asparagina – um aminoácido – em baixa umidade e temperaturas acima de 120 graus Celsius. Um método desenvolvido em Bayreuth, na Alemanha, baseado em imagens de MS, visualiza a distribuição de acrilamida no pão de gengibre tradicional alemão. "Para fazer isso, tivemos que resfriar as amostras de gengibre a menos de 60 graus Celsius negativos e, em seguida, usar uma microsserra elétrica para produzir fatias de pão de gengibre de dois milímetros de espessura. Essa foi a única maneira de detectar quantidades muito pequenas de acrilamida", relata. Prof. Rompp.

Estudos de salsichas de vitela

O novo estudo também mostra que a imagem MS é igualmente adequada para análises de produtos de carne processada. Nas salsichas de vitela, os componentes solúveis em água e solúveis em gordura tornam-se visíveis, de modo que as regiões com baixo teor de gordura e com alto teor de gordura podem ser claramente distinguidas. Da mesma forma, torna-se visível onde são encontradas substâncias de origem vegetal provenientes de ervas misturadas. "No entanto, a imagem MS não apenas permite a localização de ingredientes em produtos cárneos, mas também ajuda, por exemplo, em investigações de 'carne pegajosa' ou os chamados aditivos hidrolisados, que supostamente aparentam maior qualidade quando não são declarados em A embalagem pode, portanto, ser útil para detectar o engano do consumidor em produtos à base de carne e proteger melhor os consumidores também neste aspecto", diz o Prof. Römpp.

Kiwi e cenoura

O potencial de aplicação no campo de frutas e hortaliças é demonstrado por estudos em kiwis e cenouras. O "mini kiwi" (Actinidia arguta) não é apenas doce, mas também possui inúmeros ingredientes bioativos que promovem a saúde. Usando fatias de amostra com apenas alguns centésimos de milímetro de espessura e resfriadas a uma temperatura de 40 graus negativos, os bioanalistas de Bayreuth visualizaram a distribuição de várias substâncias na pele e na carne:moléculas de açúcar (dissacarídeos), polifenol antioxidante e uma gordura (lipídio) característico dos kiwis. Nas cenouras, por sua vez, foram detectadas moléculas de betacaroteno, precursor da vitamina A. Além disso, também foi possível identificar a distribuição espacial e as estruturas moleculares típicas de diferentes corantes (antocianinas) que conferem às cenouras uma coloração laranja, amarela ou violeta.

Um método analítico sem corantes

"Nosso estudo deixa claro que a imagem MS é uma adição valiosa aos métodos de análise de alimentos já estabelecidos:oferece novos insights sobre a distribuição espacial e proporções relativas dos ingredientes. Tem a grande vantagem de que as moléculas dos ingredientes não precisam ser rotulados com corantes ou outros métodos de rotulagem. Na Universidade de Bayreuth - dentro da recém-criada Faculdade VII de Ciências da Vida:Alimentação, Nutrição e Saúde - continuaremos a trabalhar no futuro para refinar as capacidades analíticas da espectrometria de massa de imagem, combinando-a with other food analysis tools, and applying it to ingredients not previously studied. In this way, we at the University of Bayreuth can make important contributions to consumer protection," says Prof. Römpp.

On imaging mass spectrometry (MS)

MS differs from other analytical methods such as UV, fluorescence, infrared or nuclear magnetic resonance spectroscopy in that it is not dependent on particular properties of the molecules and atoms—i.e. neither on light absorption or fluorescence nor on nuclear spin, the angular momentum of an atomic nucleus around its center of gravity. If two molecules or atoms differ in mass, this difference can be made visible by mass spectrometry. In this respect, a mass spectrometer is similar to a scale for atoms and molecules—the only difference being that it is several million times more accurate and sensitive than any kitchen scale.

Before any mass spectrometric analysis, it is necessary to ionize the molecules of the substances to be identified, so that charged particles are created. This is because only charged particles can be deflected and accelerated by the magnetic and electric fields used in the mass spectrometer. One ionization method that is also used at the Chair of Bioanalytics and Food Analysis at the University of Bayreuth is the matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI). Here, a matrix substance is placed on the sample and then irradiated with a laser. Imaging mass spectrometry (MS imaging) combines information about molecules obtained from MS with spatial information:by scanning a sample surface and irradiating a different spot on the sample each time, pixel by pixel, a mass spectrum can be recorded for each point that the laser has hit. + Explorar mais

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