Evaluation of fragrance in powder detergent by gas chromatography and chemometrics

Fragrância é uma mistura de moléculas orgânicas como ésteres, cetonas, aldeídos, hidrocarbonetos, alcoóis, entre outras, tendo como fontes substâncias de origem natural ou sintética, que quando combinadas em proporções harmônicas conferem uma característica odorífera ímpar em um perfume ou em um produto perfumado. Considerando essa característica, a primeira etapa desse trabalho foi o desenvolvimento de um método de análise dos compostos voláteis provenientes de uma fragrância por cromatografia gasosa utilizando a técnica de micro-extração em fase sólida no headspace, (em inglês, Headspace ¿ Solid Phase Micro Extraction, HS-SPME). Esse método foi utilizado para monitoramento da fragrância após sua aplicação no detergente em pó em diferentes condições de estocagem. Os dados obtidos após a extração e análise cromatográfica foram tratados com ferramentas quimiométricas, como HCA, (do inglês, Hierarchical Cluster Analysis), e PCA, (do inglês, Principal Component Analysis), para auxiliar na interpretação do conjunto de dados. Os métodos quimiométricos possibilitaram a identificação de grupos em gráficos bidimensionais, os quais mostram a variação das amostras de detergente com o tempo e o ambiente de estocagem. Devido à necessidade das indústrias de fragrâncias analisarem vários aspectos físicoquímicos dos produtos que trabalham como, a matéria prima e o produto acabado, para seu controle de qualidade, a segunda etapa desse trabalho baseou-se no desenvolvimento de um modelo de calibração multivariada, PLS, (do inglês, Partial Least Squares) para previsão de propriedades físicas das fragrâncias, densidade e índice de refração, a partir de dados cromatográficos. As análises foram baseadas em uma matriz com 45 amostras de diferentes fragrâncias e 675 variáveis. O modelo obtido apresentou uma boa capacidade de previsão, apresentando para esses dados um erro relativo menor que 1,0 % para a densidade e 0,5 % para o índice de refração, evidenciando a possibilidade de predizer dados físico-químicos de fragrâncias com excelente precisão a partir de análises cromatográficas.Fragrance is a mixture of organic molecules such as esters, ketones, aldehydes, hydrocarbons and alcohols, among others, using as sources substances of natural or synthetic origin, which, when combined in harmonious proportions, confer a unique characteristic to a perfume or a scented product. Considering this feature, the first stage of this work was the development of a method of analysis of volatile compounds from a fragrance by gas chromatography using the technique of Headspace - Solid Phase Micro Extraction , HS-SPME. This method was used to monitor the fragrance after its application in detergent powder under different conditions of storage. The data obtained after the extraction and chromatographic analysis were treated with chemometric tools, such as HCA, Hierarchical Cluster Analysis, and PCA, Principal Component Analysis, to assist in the interpretation of the data set. The chemometric methods allowed the identification of groups in two-dimensional graphs, which show the variation of samples of detergent with time and storage environment. Due to the need of the fragrance industries to examine various aspects of the physical-chemical products that work as the raw material and finished product, for their quality control, the second stage of this work was based on the development of a model of multivariate calibration, PLS, Partial Least Squares, for prediction of the physical properties of fragrances, such as density and index of refraction, from the chromatographic data. The tests were based on a matrix with 45 samples of different fragrances and 675 variables. The model obtained showed a good capability for prediction, with a relative error of less than 1.0% for density and 0.5% for the index of refraction. This shows the possibility of predicting physico-chemical data of fragrances with good precision from chromatographic analysis