Cacau e chocolates “BEAN TO BAR”: Contaminantes Inorgânicos e ocratoxina A

Abstract

O interesse e a valorização por chocolates “Bean to Bar” (da amêndoa à barra) tem crescido, com apelo por ser mais natural, proveniente de produção artesanal e sustentável. Sua produção ocorre em menor escala que a industrial, com a utilização de equipamentos adaptados, com a escolha cuidadosa do cacau, que possui origem controlada e apresentando maior valor agregado. Estes produtos prezam pela qualidade do produto e pelas questões socioambientais. Contudo, alguns estudos em chocolates com produção tradicional mostram a contaminação deste produto com contaminantes inorgânicos e micotoxinas. As principais fontes de contaminação por contaminantes inorgânicos, como arsênio, chumbo e cádmio estão relacionadas à sua presença no meio ambiente, sendo fortemente associada à região onde o cacau é cultivado, enquanto a ocratoxina A pode ser formada na etapa de secagem e armazenamento do cacau. Para proteger a saúde pública e garantir a oferta de produtos seguros ao consumidor é de extrema importância um estudo que mapeie os níveis de contaminantes inorgânicos e ocratoxina A em amêndoas de cacau e avalie a ocorrência destes contaminantes em chocolates. Desta forma este estudo teve como objetivo estudar e validar métodos analíticos para avaliar a ocorrência de elementos-traço arsênio, cobalto, cádmio, chumbo, cobre, mercúrio e selênio e a ocratoxina A em amêndoas de cacau e em chocolate “Bean to Bar” do Brasil (Amazônia, Amapá, Bahia, Espírito Santo, Pará e Roraima) utilizando as técnicas analíticas de espectrometria de emissão ótica com fonte de plasma com acoplamento indutivo (ICP OES), espectrometria de massas com fonte de plasma com acoplamento indutivo (ICP-MS) e cromatografia liquida de alta eficiência com detecção por fluorescência (HPLC-FLD) e calcular a estimativa de ingestão e/ ou exposição destes elementos traços e da ocratoxina A. Os limites de detecção e de quantificação para As, Cd, Cu e Pb em amêndoas de cacau variaram de 0,021 a 0,171 e 0,033 a 0,272 mg kg-1, respectivamente. Para As, Co, Cd, Cu, Hg, Pb e Se em chocolates “Bean to Bar” os valores variaram de 0,001 a 0,019 e 0,002 a 0,029 mg kg-1, respectivamente. Para ocratoxina A em amêndoas de cacau e chocolates “Bean to Bar” os limites de detecção ou quantificação foram iguais de 0,04 e 0,1 µg kg-1, respectivamente. Foram analisadas 23 amostras de amêndoas de cacau e 65 de chocolates “Bean to Bar” para a determinação dos elementos-traço. Para a ocratoxina A foram analisadas 43 amostras de amêndoas de cacau sendo 22 coletadas durante o pré-processamento (fermentação e secagem) em duas fazendas localizadas em Arataca-BA (n=14) e Mocajuba-PA (n=8) e 62 de chocolates “Bean to Bar”. O As e o Hg não foram detectados em nenhuma das amostras analisadas. As concentrações médias dos elementos traço nos chocolates “Bean to Bar” variaram de <LOD a 0,145 para Cd; 3,90 a 10,109 para Cu; <LOD a 0,47 para Co; <LOD a 0,02 para Pb e para Se, de <LOD a 0,088 mg kg-1; enquanto nas amêndoas de cacau variaram de <LOD a 0,68 para Cd; 16,6 a 22,38 para Cu e para Pb de <LOD a 0,04 mg kg-1 . O teor de Cd ultrapassou o limite máximo tolerado de 0,30 mg kg-1 para pasta de cacau, estipulado pela legislação brasileira para as amêndoas de cacau e para chocolates. O cálculo da estimativa de exposição ao Cd, considerando o consumo de 15,75 g por dia de chocolate “Bean to Bar”, para crianças atingiu até 94% da PTMI. A concentração de ocratoxina A em amêndoas de cacau variou entre <LOD e 0,76 µg kg-1 e em chocolates “Bean to Bar” variou entre <LOD e 0,09 µg kg-1; e em nenhuma amostra ultrapassou o limite máximo tolerado estabelecido pela legislação brasileira. A estimativa de ingestão não atingiu a PTWI. Foi observado que os maiores teores dos elementos-traço e de ocratoxina A estiveram concentrados nas amêndoas pré processadas e em chocolates com maior percentual de sólidos de cacau.

The interest and appreciation for “Bean to Bar” chocolates (from the bean to the bar) has grown, with appeal for being more natural, artisanal, and sustainable. Its production occurs on a smaller scale than industrial production, with the use of adapted equipment and careful selection of cocoa, which has controlled origin and higher added value. These products value quality and socio-environmental issues. However, some studies on traditionally produced chocolates show contamination with inorganic contaminants and mycotoxins. The main sources of contamination by inorganic contaminants such as arsenic, lead, and cadmium are related to their presence in the environment, strongly associated with the region where cocoa is grown, while ochratoxin A can be formed during the drying and storage stage of cocoa. To protect public health and ensure the supply of safe products to consumers, it is extremely important to study the levels of inorganic contaminants and ochratoxin A in cocoa beans and evaluate the occurrence of these contaminants in chocolates. Thus, this study aimed to study and validate analytical methods to evaluate the occurrence of trace elements arsenic, cobalt, cadmium, lead, copper, mercury, and selenium and ochratoxin A in cocoa beans and “Bean to Bar” chocolate from Brazil (Amazon, Amapá, Bahia, Espírito Santo, Pará, and Roraima) using analytical techniques such as optical emission spectrometry with inductively coupled plasma source (ICP OES), mass spectrometry with inductively coupled plasma source (ICP-MS), and high-performance liquid chromatography with fluorescence detection (HPLC-FLD) and calculate the estimate of ingestion and/or exposure to these trace elements and ochratoxin A. The detection and quantification limits for As, Cd, Cu, and Pb in cocoa beans ranged from 0.021 to 0.171 and 0.033 to 0.272 mg kg-1, respectively. For As, Co, Cd, Cu, Hg, Pb, and Se in “Bean to Bar” chocolates, the values ranged from 0.001 to 0.019 and 0.002 to 0.029 mg kg-1, respectively. For ochratoxin A in cocoa beans and “Bean to Bar” chocolates, the detection or quantification limits were equal to 0.04 and 0.1 µg kg-1, respectively. Twenty-three samples of cocoa beans and 65 “Bean to Bar” chocolates were analyzed for the determination of trace elements. For ochratoxin A, 43 samples of cocoa beans were analyzed, 22 of which were collected during the pre-processing (fermentation and drying) on two farms located in Arataca-BA (n=14) and Mocajuba-PA (n=8), and 62 “Bean to Bar” chocolates. As and Hg were not detected in any of the analyzed samples. The average concentrations of trace elements in “Bean to Bar” chocolates ranged from <LOD to 0.145 for Cd; 3.90 to 10.109 for Cu; <LOD to 0.47 for Co; <LOD to 0.02 for Pb, and for Se, from <LOD to 0.088 mg kg-1, while in cocoa beans they ranged from <LOD to 0.68 for Cd; 16.6 to 22.38 for Cu and for Pb, from <LOD to 0.04 mg kg-1. The Cd content exceeded the maximum tolerated limit of 0.30 mg kg-1 for cocoa paste, established by Brazilian legislation for cocoa beans and chocolates. The calculation of Cd exposure considering a daily consumption of 15.75 g of “Bean to Bar” chocolate for children reached up to 94% of the Provisional Tolerable Monthly Intake (PTMI). The concentration of ochratoxin A in cocoa beans ranged from <LOD to 0.76 µg kg-1, and in “Bean to Bar” chocolates it ranged from <LOD to 0.09 µg kg-1, with none of the samples exceeding the maximum tolerated limit established by Brazilian regulation. The estimated intake did not reach the Provisional Tolerable Weekly Intake (PTWI). It was observed that higher levels of trace elements and ochratoxin A were concentrated in pre processed cocoa beans and chocolates with a higher percentage of cocoa solids.