La tutela della salute del consumatore impone un costante monitoraggio dei residui di inquinanti, come i pesticidi, su molti alimenti, tra i quali rientra sicuramente il caffè. Il 2-fenilfenolo (OPP) non è solo utilizzato in agricoltura nel controllo della crescita di funghi e batteri sui vegetali e durante il loro stoccaggio, ma costituisce uno dei componenti di uno svariato numero di disinfettanti e detergenti e nei materiali di imballaggio.
Sebbene l’OPP non rientri nell’elenco dei pesticidi ammessi e regolamentati dalla UE applicabili alla filiera produttiva del caffè, la sua presenza è rilevabile sul caffè tostato nell’ordine di ppm, mentre non viene individuato sul chicco verde dai comuni metodi di analisi multiresiduale dei pesticidi.
Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato pertanto quello di razionalizzare la presenza di tracce di OPP in campioni di caffè tostato prendendo in considerazione la possibilità di una contaminazione accidentale durante la catena di lavorazione.
In seguito allo sviluppo di una procedura di preparazione del campione basato sui metodi QuEChERs e di un metodo analitico UPLC-MS/MS, sono stati analizzati campioni industriali di caffè macinato Arabica (Brasile) e Robusta (Vietnam) con diversi gradi di tostatura. Dalle analisi sono risultati quantitativi di OPP compresi tra 0,009 e 0,034 mg/kg con livelli superiori per le tostature più leggere in entrambe le specie e lievemente più elevati nel Robusta. Il metodo analitico utilizzato è stato applicato anche ai corrispettivi campioni di caffè verde confermando l’assenza del pesticida. Con l’obiettivo di valutare la correlazione tra la rilevazione di OPP e trattamento termico, i chicchi di caffè verde Arabica e Robusta sono stati sottoposti ad un riscaldamento isotermico in stufa a diverse temperature (120 °C, 150 °C, 180 °C, 220°C) simulando il processo di tostatura, evidenziando il raggiungimento della concentrazione più elevata a di OPP 180°C. Al fine di vagliare l’ipotesi che l’OPP venga celato nello strato ceroso esterno del chicco, si è intrapreso uno studio sull’estrazione con solventi a varia polarità (esano, etilacetato, acetonitrile, etanolo e acqua) dei chicchi verdi interi. I diversi estratti sottoposti a riscaldamento a 180°C per 1h in presenza del 10% p/p di acqua hanno consentito di rilevare la presenza del fungicida solo nei campioni ottenuti con i solventi più lipofili, in particolare esano (5.95±0,2 mg/kg).
La procedura con esano applicata al caffè tostato industrialmente ha portato ad un risultato analitico che evidenzia un quantitativo di OPP doppio rispetto a quello ottenuto con il metodo QuEChERs, dimostrando come sia fondamentale la scelta del metodo di preparazione del campione.
Allo scopo di confutare ulteriormente la supposizione di una possibile generazione di OPP durante la tostatura, da parte di precursori naturalmente presenti nel caffè, è stato condotto un esperimento che prevede il riscaldamento dell’estratto in esano del caffè verde per 10 h alla temperatura di 100 °C, ben inferiore rispetto a quella di tostatura. La concentrazione di OPP riscontata è stata pari a 0,016 mg/kg. Tale risultato, unitamente all’evidenza che l’esano non è il solvente di elezione per l’estrazione di metaboliti secondari a struttura fenolica potenzialmente considerabili come precursori di OPP, rende plausibile l’ipotesi che quest’ultimo sia mascherato nella parte esterna del chicco verde.
The protection of consumer health requires constant monitoring of the residues of pollutants, such as pesticides, on many foods, including coffee. 2-phenylphenol (OPP) is not only used in agriculture to control the growth of fungi and bacteria on plants and during their storage, but it is one of the components of a varied number of disinfectants and detergents used at domestic and industrial level. It has also been incorporated into polymers to improve the characteristics of food packaging materials. Although OPP is not included in the list of pesticides allowed and regulated by the EU as applicable to coffee production chain, its presence can be detected on roasted coffee at ppm concentration, while it is not detected on the green bean by common pesticides multiresidual analytical methods.Therefore, the purpose of this thesis work was to rationalize the presence of traces of OPP in coffee samples taking into consideration the possibility of a technically unavoidable accidental contamination during the processing chain and to highlight those common analytical methods of pesticide residues do not allow to detect this contaminant in green coffee beans.Following the development of a sample preparation procedure based on QuEChERs methods and an UPLC-MS/MS analytical method, Arabica (Brazil) and Robusta (Vietnam) industrial ground coffee samples with different roasting degrees were analysed. Results showed small amounts of OPP ranging between 0.009 and 0.034 mg/kg with higher levels for the lighter roasting in both species and higher in the Robusta. The analytical method was also applied to the corresponding green coffee samples confirming the absence of the pesticide. With the aim of evaluating the correlation between the OPP release and heat treatment, Arabica and Robusta green coffee beans were submitted to isothermal heating at different temperatures (120°C, 150°C, 180°C, 220°C) simulating the roasting process. The OPP values found can be correlated to the temperature in both species considered, highlighting a significant increase at 150°C and the achievement of the highest concentration at 180°C, confirming the previously ascertained trend for industrially roasted coffees. To evaluate the hypothesis that OPP, a lipophilic compound, may be hidden in the beans external waxy layera study extraction with solvents of various polarity (hexane, ethyl acetate, acetonitrile, ethanol and water) of the whole green beans were performed. Dried extracts subjected to heating at 180 ° C for 1 hour in the presence of 10%w/w water (correlated to the moisture content of green coffee), made it possible to detect the presence of the fungicide only in the samples obtained with more lipophilic solvents, in particular hexane (5.95 ± 0.2 mg/kg). Furthermore, the same procedure applied to industrially roasted coffee has led to a double OPP concentration compared to the QuEChERs method demonstrating how fundamental the choice of sample preparation is in the analysis of this biocide.In order to further refute the supposition of a possible generation of OPP during roasting, the hexane extract of green coffee was treated for 10 h at a temperature of 100°C, much lower than that of roasting. The OPP concentration found was 0.016 mg/kg. This result, together with the evidence that hexane is not the solvent of choice for the extraction of secondary metabolites with a phenolic structure, makes it plausible the hypothesis that OPP is masked in green beans.