Determinação de parâmetros de qualidade de mel de abelhas sem ferrão utilizando ferramentas quimiompetricas

Abstract

Resumo: O mel de abelhas sem ferrão (MASF) requer o estabelecimento de metodologias e padrões oficiais e internacionais. A literatura existente sobre os parâmetros físico-químicos, composição química, constituintes bioativos, propriedades biológicas e estratégias de detecção de modificações de mel provenientes de 478 amostras de 66 diferentes espécies de abelhas produzidas ao redor do mundo foram apresentadas. Diferentemente do gênero Apis mellifera, MASF tem um caráter ácido (pH ácido e alta acidez), nível ligeiramente inferior de carboidratos totais e alta higroscopicidade devido a sua alta umidade e altos valores de atividade de água. No geral, as principais dificuldades para o estabelecimento de padrões têm sido a grande diversidade de espécies de abelhas sem ferrão e origem botânica, bem como variações na composição química desses méis. Por esta razão, foi investigado a viabilidade da análise multivariada para a discriminação da qualidade do MASF de diferentes gêneros (Melipona bicolor, quadrifasciata, marginata e Scaptotrigona bipuncata). A análise de componentes principais (PCA) explicou 72,12% da variância total dos dados e obteve-se a separação em dois grupos principais (Melipona e Scaptotrigona). Dois grupos também foram sugeridos pela análise hierárquica de agrupamentos (HCA), corroborando com PCA, na qual o grupo 2 foi formado pelo gênero Scaptotrigona. Este grupo apresentou os maiores valores de pH, cinzas e ºBrix. Em relação aos coliformes, apenas 6% das amostras do gênero Scaptotrigona apresentaram coliformes a 45 ºC. O potássio foi o mineral mais abundante quantificado e, como uma bactéria que pode ser considerada benéfica, o mel apresentou bactéria do ácido láctico em níveis mais elevados frente o gênero Melipona. A viabilidade da análise multivariada de dados para agrupamento de MASF também foi investigada quanto ao espectro de pólen, análise físico-química, compostos antioxidantes e antimicrobianos. MASF apresentou correlação positiva entre o teor de compostos fenólicos (220 a 708 mg de ácido gálico (GAE)/kg) e a capacidade antioxidante. Ácido p-cumárico, quercetina e hesperitina foram quantificados por HPLC-DAD. A atividade antibacteriana foi mais efetiva com bactérias Gram negativas (Escherichia coli e Salmonella typhimurium). O MASF possui um maior nível de atividade biológica do que o mel produzido por Apis mellifera. PCA mostrou que MASF pertencentes às mesmas origens florais apresentavam perfis semelhantes, o que tornou possível agrupar o mel em grupos com predominância de família botânica. Um método rápido e não destrutivo para a determinação de umidade em MASF usando espectroscopia de infravermelho próximo foi apresentado. Espectros de mel mostraram faixas de absorção intensa em CH, OH e vibrações de CO. O modelo de calibração pelas análises de regressão de componentes principais (PLS) mostrou boa correlação com o método de referência (índice de refração). As espécies de abelhas sem ferrão e a origem botânica do polén afetam as propriedades do mel. MASF é fonte de macrominerais, rico em compostos bioativos, com alta capacidade antioxidante e propriedades biológicas. Palavras-chave: Melipona, Scaptotrigona, composição química, análise microbiológica, análise multivariada, melissopalinologia.

Abstract: Stingless bee honey (SBH) requires the establishment of official and international methodologies and standards to serve as a reference for quality control, to avoid adulteration and to assist marketing purposes. The literature on the physicochemical parameters, chemical composition, bioactive constituents, biological properties and strategies for the detection of honey modifications from 478 samples of 66 different bee species produced in the world were presented. Distinct the genera Apis mellifera, SBH has an acidic character (acid pH and high acidity), slightly lower level of total carbohydrates and high hygroscopicity due to its high moisture and high values of water activity. In general, the main difficulties in setting standards have been the great diversity of stingless bee species and botanical origin, as well as variations in the chemical composition of these honey. For this reason, the feasibility of the multivariate analysis for the quality discrimination of stingless bee honey of different genera (Melipona bicolor, quadrifasciata, marginata and Scaptotrigona bipuncata) was investigated. Principal component analysis (PCA) explained 72.12% of the total data variance and separation was obtained in two main groups (Melipona and Scaptotrigona). Two groups were also suggested by the hierarchical grouping analysis (HCA), corroborating with PCA, in which group 2 was formed by the genus Scaptotrigona. This group had the highest values of pH, ash and ºBrix. In relation to the coliforms, only 6% of the samples of the genus Scaptotrigona presented coliforms at 45ºC. Potassium was the most abundant mineral quantified and, as a bacterium that can be considered beneficial, honey presented lactic acid bacteria at higher levels compared to the Melipona genus. The feasibility of multivariate analysis of data for SBH classification was also investigated for pollen spectrum, physicochemical analysis and antioxidant and antimicrobial compounds. SBH showed a positive correlation between the content of phenolic compounds (220 to 708 mg of gallic acid/GAE) and antioxidant capacity. p-coumaric acid, quercetin and hesperitin were quantified by HPLC-DAD. Antibacterial activity was more effective with Gram negative bacteria (Escherichia coli e Salmonella typhimurium). SBH has a higher level of biological activity than honey produced by Apis mellifera. PCA showed that SBH belonging to the same floral origins presented similar profiles, which made it possible to group honey in groups with a predominance of botanical family. A rapid and non-destructive method for the determination of SBH moisture using near infrared spectroscopy was presented. Honey spectra showed bands of intense absorption in CH, OH and CO vibrations. The calibration model by regression analysis of principal components (PLS) showed good correlation with the reference method (refractive index). Stingless bee species andbotanical origin of the pollen affect the properties of honey. MASF is a source of macrominerals, rich in bioactive compounds, with high antioxidant capacity and biological properties. Keywords: Melipona, Scaptotrigona, chemical composition, microbiological analysis, multivariate analysis, melissopalynology.