Resíduos de glyphosate em grãos de café determinados por LC-MS/MS

Abstract

O glyphosate é amplamente aplicado em diversas culturas de grande interesse econômico em todo o mundo. Dentre estas culturas, destaca-se o café, cujo maior produtor mundial é o Brasil. Acredita-se que aplicações inadequadas do glyphosate podem levar à contaminação de grãos de café. Desta forma, encontrar maneiras de se realizar o monitoramento de resíduos deste herbicida nos grãos é de fundamental importância. Neste sentido, este trabalho se propôs a desenvolver um método para detecção e quantificação de resíduos de glyphosate em grãos de café verde por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas tandem (LC-MS/MS) (Capítulo 1). Em sequência, esse método foi aplicado em um estudo a campo para avaliar a possível contaminação de grãos de café verde após a aplicação do glyphosate em diferentes estágios de desenvolvimento da cultura do café (Capítulo 2). Por fim, avaliou-se o efeito da torrefação na degradação do herbicida em grãos de café contaminados (Capítulo 3). O método desenvolvido foi otimizado e validado para as principais figuras de mérito de maneira satisfatória, apresentando seletividade, linearidade, precisão, exatidão e robustez adequados, com limite de quantificação satisfatório (LOQ = 0,48 mg kg -1 ) e baixo efeito de matriz. Visando compreender melhor a possível contaminação dos grãos de café após a aplicação do glyphosate, foi realizado um estudo a campo com aplicação do produto comercial Roundup Original ® DI em diferentes estágios de desenvolvimento da cultura. As análises dos grãos, colhidos após a completa maturação, indicaram a presença de resíduos em 4 de 5 estágios avaliados, porém em concentrações abaixo do limite máximo permitido para esta cultura no Brasil (< 1,0 mg kg -1 ). O método desenvolvido também foi aplicado em análises de amostras coletadas por produtores da região da Zona da Mata, em Minas Gerais, sendo detectado o glyphosate em 2 amostras, em concentrações inferiores ao limite de quantificação do método. Sendo evidente a possívelcontaminação dos grãos de café por glyphosate, uma nova etapa do estudo foi realizada, com o intuito de se verificar se esta contaminação permanece após o processo de torrefação do café. Para esta avaliação, o método desenvolvido para análise do herbicida em grãos de café verde foi validado para grãos de café torrado. A validação se deu de maneira satisfatória para as figuras de mérito avaliadas, obtendo-se seletividade, linearidade, precisão e exatidão adequados, com limite de quantificação satisfatório (LOQ = 0,44 mg kg -1 ), similar ao obtido para café verde, entretanto com efeito de matriz significativo (35%). Amostras de café torrado adquiridas aleatoriamente na região de Viçosa, MG foram analisadas, não sendo detectados resíduos em nenhuma das amostras selecionadas. Para avaliar o efeito da torrefação na degradação do herbicida, grãos de café verde contaminados com glyphosate em diferentes concentrações foram submetidos à torra média e escura. Observou-se que o processo de torrefação é capaz de remover em até 58 e 74%, respectivamente, a quantidade de herbicida nos grãos. Apesar de não ser totalmente eliminado, a torrefação contribui para a mitigação do glyphosate, tornando-se uma aliada na busca por maior segurança alimentar em café

Glyphosate is extensively employed in various crops of great economic interest, with coffee being one of the prominent ones, especially considering Brazil's position as the world's largest coffee producer. Due to concerns about coffee beans contamination resulting from improper glyphosate applications, it is fundamentally important to monitor residues of this herbicide in the beans. Therefore, this study aimed to develop a method for detecting and quantifying glyphosate residues in green coffee beans by liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) (Chapter 1). Subsequently, this method was applied in a field study to assess the potential contamination of the beans after glyphosate application at different stages of coffee crop development (Chapter 2). Finally, the effect of roasting on the degradation of the herbicide in contaminated coffee beans was evaluated (Chapter 3). The develop method was satisfactorily optimized and validated for essential performance parameters, demonstrating adequate selectivity, linearity, precision, accuracy, and robustness, with a satisfactory limit of quantification (LOQ = 0.48 mg kg -1 ) and low matrix effect. To better understand potential coffee bean contamination after glyphosate application, a field study was conducted using the commercial product Roundup Original® DI at different stages of crop development. Analyses of the beans harvested after full maturation indicated residue presence in 4 out of 5 evaluated stages, although at concentrations below the maximum allowed limit for this crop in Brazil (< 1.0 mg kg -1 ). The developed method was also applied to analyze samples collected by producers in the Zona da Mata region of Minas Gerais, where glyphosate was detected in 2 samples at concentrations below the method's limit of quantification. With evident coffee beans contamination by glyphosate, a subsequent study phase aimed to verify whether this contamination persists after the coffee roasting process. For this assessment, the method developed for analyzing the herbicide in green coffee beans was validated forroasted coffee beans. The validation yielded satisfactory results for the evaluated performance parameters, obtaining adequate selectivity, linearity, precision, and accuracy, with a satisfactory limit of quantification (LOQ = 0.44 mg kg -1 ), similar to that obtained for green coffee, even though with a significant matrix effect (35%). Roasted coffee samples randomly acquired in the region of Viçosa, MG, were analyzed. However, no residues were detected in any of the selected samples. To evaluate the roasting effect on herbicide degradation, green coffee beans contaminated with glyphosate at different concentrations underwent medium and dark roasting. It was observed that the roasting process can remove up to 58% and 74% of the herbicide, respectively, from the beans. Although not entirely eliminated, roasting contributes to glyphosate mitigation, making it a valuable asset in enhancing food safety concerning coffee.