Tecnologia de nanoengenharia de superfície para remoção de compostos de enxofre associados a atributos negativos em vinhos

May 07, 2024

npj Science of Food volume 7, Número do artigo: 5 (2023) Citar este artigo

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Os compostos voláteis de enxofre (VSC), como o sulfureto de hidrogénio, o metanotiol e o etanotiol, estão associados a aromas “redutores” no vinho e contribuem para aproximadamente 30% de todos os defeitos do vinho. Estes compostos podem ter um impacto significativo no aroma e na qualidade percebida do vinho e, consequentemente, na preferência do consumidor. Nesta comunicação, relatamos um método para a remoção de compostos VSC baseados em superfícies de nanoengenharia que incorporam nanopartículas de ouro imobilizadas.

Os compostos voláteis de enxofre (VSCs) podem impactar significativamente a qualidade percebida e a viabilidade da produção de vinho. Embora alguns CSVs contribuam positivamente para os caracteres frutados, outros estão associados aos aromas “redutores” indesejados (por exemplo, ovo podre, repolho, borracha queimada, putrefação, sulfuroso). Estes caracteres no vinho acabado são considerados defeitos de vinificação e representam até 30%1 de todos os defeitos detectados em vinhos comerciais. A prevenção e gestão de aromas «redutores» são de grande importância para os produtores de vinho, especialmente considerando que as falhas «redutoras» não se limitam apenas a um determinado segmento de produtores de vinho, mas têm um impacto negativo tanto nos vinhos tintos como nos vinhos brancos, em grande e em pequena escala. produtores. O principal método para gerenciar aromas “redutores” é a colagem de cobre. O limite legal para o cobre residual no vinho é de 1,0 mg/L nos Estados Unidos e na União Europeia devido a considerações de saúde e aos impactos negativos do cobre nas propriedades organolépticas do vinho. Sabe-se que a colagem de cobre pode estar associada ao aumento da oxidação, perda de dióxido de enxofre, remoção de aromas frutados, cítricos e tropicais desejáveis2 e ainda pode promover a formação de CSVs indesejáveis ​​pós-engarrafamento3,4. A adopção de uma alternativa sustentável e não tóxica à colagem de cobre teria, portanto, o potencial de proporcionar impactos ambientais e económicos benéficos.

Aqui, apresentamos um método novo e fácil para eliminar os principais compostos de VSCs dos vinhos, combinando modificação química e estrutural da superfície. A tecnologia baseia-se na aplicação de um fino revestimento de polímero de plasma a uma superfície e, em seguida, na imobilização de nanopartículas de ouro nessa superfície. Nossa hipótese é que o uso de nanopartículas de ouro permitiria a remoção de VSCs do vinho, criando ligações ouro-enxofre, uma vez que se sabe que os sulfidrilos se ligam fortemente às superfícies de ouro. Nossa abordagem é mostrada na Figura 1. Escolhemos nanopartículas de ouro porque elas podem ser facilmente sintetizadas de maneira controlada e são quimicamente estáveis ​​na faixa de tamanho utilizada neste estudo5. Figuras suplementares. 1 e 2 mostram as propriedades físico-químicas e o exame SEM das superfícies nanoengenhadas. Um dos principais benefícios da nossa abordagem é que ela é uma plataforma de processamento facilmente implantável e recuperável, tornando-se um processo de uma única etapa (uma superfície é adicionada diretamente ao vinho e removida após um determinado período de tempo). O processo pode ser repetido se necessário. Em contraste, a colagem de cobre é um processo de várias etapas. Os íons de cobre ligam-se a compostos contendo enxofre para formar sulfetos de cobre insolúveis, que são então removidos por decantação a frio ou filtração. Trabalhos recentes realçaram as dificuldades associadas ao processo de colagem do cobre e que até 50% do cobre permanece no vinho após o tratamento6.

a As superfícies foram revestidas com uma fina camada de alilamina polimerizada por plasma (AA) ou 2-metil-2-oxazolina (POx) em um reator de plasma personalizado. b Nanopartículas de ouro foram sintetizadas por redução de tetracloroaurato de hidrogênio (HAuCl4) com citrato trissódico. c Superfícies revestidas com alilamina polimerizada por plasma e 2-metil-2-oxazolina foram imersas em solução de AuNPs por 24 h. d As superfícies foram adicionadas ao vinho e removidas após 3, 6 ou 24 horas, e as concentrações de H2S, EtSH e MeSH no vinho foram medidas antes e depois do tratamento.