Técnicas avançadas

A utilização de narizes eletrônicos vem crescendo consideravelmente no meio industrial, apesar de apresentarem ainda certas limitações. Estes instrumentos tentam substituir a detecção organoléptica, eliminando a variável humana nos processos de identificação de compostos aromáticos. Entretanto, ainda necessitam de aperfeiçoamento.

Um Nariz Eletrônico pode ser entendido como um sistema modular composto por um conjunto de materiais ativos que detectam o odor, associado a sensores que traduzem respostas químicas em sinais elétricos, os quais são transmitidos e processados, resultando na classi­ficação de odores conhecidos ou identificação daqueles desconhecidos

Baseiam-se na vibração seletiva de certos cristais inorgânicos na presença de determinados compostos orgânicos que conferem odor. Ainda assim dependem de calibração, não dispensando a variável humana por completo, e utilizam redes neurais como métodos de identificação e, quando possível, quantificação. As redes neurais são métodos matemáticos avançados de difícil manipulação e de domínio restrito. Também requerem hardware e software especiais.

Algumas técnicas unem a quantificação instrumental com a identificação organoléptica. Uma delas é a técnica de GC-Sniffing - cromatografia gasosa com uma saída livre para o operador. Assim, enquanto o operador, normalmente um aromista treinado, observa que uma substância pura atinge o detector pelo aparecimento de um pico cromatográfico, uma parte dessa substância é liberada ao ambiente para sua avaliação. Atrelam-se tempos de retenção a odores característicos e à concentrações presentes nas amostras. Assim, obtém-se três informações simultâneas: identificação, classificação e concentração.

O aperfeiçoamento desta técnica é o MS-Nose. O princípio é o mesmo, mas o sistema de detecção é um espectrômetro de massas, e não um detector convencional (FID, TCD) de cromatografia gasosa. 

Técnicas de Identificação

Como as substâncias voláteis normalmente são orgânicas, as técnicas de identificação são as mesmas utilizadas para qualquer composto orgânico. As mais comuns são as espectroscopias de infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Apesar de úteis na identificação de compostos não efetuam sua quantificação. 

A espectroscopia de infravermelho (espectroscopia IV) é um tipo de espectroscopia de absorção a qual usa a região do infravermelho do espectro eletromagnético.

A espectroscopia no infravermelho se baseia no fato de que as ligações químicas das substâncias possuem freqüências de vibração específicas, as quais correspondem a níveis de energia da molécula (chamados nesse caso de níveis vibracionais). Tais freqüências dependem da forma da superfície de energia potencial da molécula, da geometria molecular, das massas dos átomos e eventualmente do acoplamento vibrônico. Se a molécula receber luz com 'exatamente' a mesma energia de uma dessas vibrações, então a luz será absorvida.

A fim de se fazer medidas em uma amostra, um raio monocromático de luz infravermelha é passada pela amostra, e a quantidade de energia absorvida é registrada. Repetindo-se esta operação ao longo de uma faixa de comprimentos de onda de interesse (normalmente 4000-400 cm-1) um gráfico pode ser construído. Quando olhando para o gráfico de uma substância, um usuário experiente pode identificar informações dessa substância nele.

Espectro Infravermelho do Dimetilsulfóxido.

Nem todas as vibrações moleculares provocam absorção de energia no IV. Para que uma vibração ocorra com absorção de energia no IV o momento de dipolo da molécula deve se alterar quando a vibração se efetua.

Como o espectro de IV têm muitos picos de absorção, a possibilidade de dois compostos terem o mesmo espectro é praticamente inexistente. Por isso, o espectro de IV é a "impressão digital" da molécula. As absorções são registradas em números de onda (cm-1).

Atualmente, a técnica mais robusta para análise de aromas é a espectrometria de massas. Esta técnica baseia-se na fragmentação das moléculas orgânicas e análise desses fragmentos para identificação e quantificação. A desvantagem é que, para que a análise seja correta, a amostra deve entrar pura no instrumento, ou seja, a matriz deve passar por processos de extração e purificação antes da substância ser analisada. Por este motivo, os espectrômetros de massa estão sendo acoplados a cromatógrafos gasosos, líquidos e a outros instrumentos como ICP's e espectrômetros de infravermelho. 

Aparato de espectroscopia de infravermelho