ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: DETERMINAÇÃO DE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO EM LEITE EMPREGANDO UM MICRODISPOSITIVO ELETROQUÍMICO ACOPLADO A SISTEMA DE ANÁLISE POR INJEÇÃO EM FLUXO
AUTORES: MONTES, R.H. DE O. (UFU) ; DA SILVA, R.A.B. (UFU) ; RICHTER, E. M. (UFU) ; MUNOZ, R. A. A. (UFU)
RESUMO: Neste trabalho apresentamos o uso de um microdispositivo eletroquímico alternativo 3 em 1 para a determinação seletiva de peróxido de hidrogênio em amostras de leite UHT desnatado e UHT integral em um sistema de análise por injeção em fluxo (FIA). O eletrodo de trabalho (posicionado no interior da ponteira) foi modificado com partículas de Azul da Prússia. As condições ótimas de análise do sistema FIA são: vazão de 1,0 mL min-1, volume injetado de 100 µL e diluição da amostra no eletrólito suporte de no mínimo dez vezes. O sistema apresenta simplicidade e rapidez devido à pequena manipulação da amostra (somente diluição) e alta freqüência analítica (sistema FIA).
PALAVRAS CHAVES: determinação amperométrica, peróxido de hidrogênio, leite.
INTRODUÇÃO: Peróxido de hidrogênio (H2O2) é um produto de reações catalisadas por oxidases e catalase, e é importante em muitas áreas incluindo bioquímica, química de alimentos, química clínica e química ambiental. A determinação de H2O2 é de grande importância para a indústria de alimentos, pois ele é usado como agente antibacteriano para o leite (ALPAT et al., 2009). No Brasil, a adição de peróxido em qualquer concentração é proibida pela ANVISA. Recentemente no Brasil (2007) amostras de leite cru estavam sendo adulteradas com altas concentrações de peróxido, conforme laudo realizado por laboratório do Ministério da Agricultura.
Esse problema chamou a atenção para a necessidade de um sistema mais eficiente para monitorar a qualidade do leite. Muitos métodos para H2O2 têm sido desenvolvidos usando titulação e espectrofotometria. No entanto, estes métodos não oferecem alta sensibilidade e simplicidade operacional, e ao mesmo tempo, também têm reações complexas (ALPAT et al., 2009). Nesta perspectiva, destacam-se algumas técnicas eletroanalíticas, devido à alta seletividade, sensibilidade e baixo custo. Nesta vertente, utiliza-se o Azul da Prússia (AP), que é um dos principais modificadores utilizados para a determinação de peróxido. Com estes sensores, é possível detectar H2O2 pela sua redução eletrocatalítica com um baixo potencial aplicado (0,0 V vs Ag/AgCl/KClsat.).
O objetivo desse trabalho é avaliar as condições experimentais para a detecção de peróxido em amostras de leite (integral e desnatado) utilizando um microdispositivo alternativo. Este microdispositivo contém os três eletrodos de compósitos condutores posicionados na extremidade de uma ponteira de micropipeta (DA SILVA et al., 2010), sendo que o eletrodo de trabalho é modificado com partículas de AP.
MATERIAL E MÉTODOS: As determinações de peróxido foram realizadas com um sensor alternativo “3 em 1” (DA SILVA et al., 2010). Neste, os três eletrodos são fixados na extremidade de uma ponteira de micropipeta de polietileno (10-100 microL, diâmetro interno ≈ 1 mm). Um compósito de prata e um de grafite são fixados em lados diametralmente opostos na face externa da ponteira e um compósito de grafite modificado com partículas de AP é posicionado no interior da ponteira. Estes compósitos (em contato com fios de cobre) após a cura e polimento atuam como eletrodos de pseudo-referência, auxiliar e trabalho, respectivamente.
O compósito fluido de prata (PC 9045) foi adquirido da empresa Joint Metal Comércio Ltda. (Diadema/SP) e o compósito fluido de grafite foi preparado em laboratório (DA SILVA et al., 2010). A modificação do grafite com partículas de AP foi feito adicionando-se grafite puro numa solução de cloreto férrico e ferrocianeto de potássio em meio de HCl, sob agitação (MOSCONE et al., 2001).
As determinações de H2O2 foram realizadas com um sistema de análise por injeção em fluxo (FIA) de linha única. As amostras de leite (dopadas ou não com solução padrão de peróxido de hidrogênio) foram injetadas com um injetor comutador. Para a otimização das variáveis do sistema, estudou-se as melhores condições do sistema FIA (vazão e volume injetado) e diferentes diluições de leite no eletrólito (tampão fosfato 0,05 mol L-1 e KCl 0,1 mol L-1; pH 7,2). O sensor utilizado é facilmente introduzido no fim da tubulação do sistema FIA (configuração “wall jet”). Os experimentos eletroquímicos foram realizados empregando um potenciostato micro-Autolab III (Eco Chemie) e o software GPES 4.9.007 para a aquisição dos dados. Os estudos foram realizados com a técnica amperometria.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A avaliação das correntes de pico do H2O2 em diferentes volumes injetados e vazões no sistema FIA são apresentados na Fig. 1.
De acordo com a fig. 1, as injeções de volumes acima de 100 microL (a2) não causam um aumento significativo na corrente dos picos, somente o alargamento dos mesmos. Em relação à vazão, observa-se uma máxima corrente de pico a 1,0 mL min-1 (b2). Vazões inferiores a esta fornecem picos pouco intensos e largos (dispersão da amostra no eletrólito) e vazões superiores a esta resultam em picos mais estreitos, porém menores (limitação cinética na redução do H2O2 no mediador AP). Logo, as condições otimizadas foram: volume injetado de 100 microL e vazão de 1,0 mL min-1.
No estudo da determinação de H2O2 em leite, foram testadas duas amostras UHT, uma desnatada e outra integral. As amostras de leite (puras e dopadas com H2O2 100 micromol L-1) foram submetidas a diferentes diluições no eletrólito suporte. A partir dos amperogramas obtidos (não apresentados), nenhum sinal correspondente a H2O2 foi encontrado nas amostras puras. Nas amostras dopadas as concentrações de H2O2 adicionadas foram comparadas com as obtidas e então calculou-se a recuperação em cinco distintas diluições (Fig. 2).
Conforme a fig. 2, H2O2 pode ser determinado com boa exatidão em diluições superiores a 10 vezes (recuperação entre 90 e 110 %). Em diluições mais baixas existe uma diminuição da corrente de pico, como apresentado nas menores recuperações das diluições 4 e 5 (Fig.2). Nestas diluições, problemas relacionados a efeitos de matriz (gorduras, proteínas e sais dissolvidos) podem ser responsáveis pela queda do sinal (contaminação do eletrodo), além de uma possível variação no pH, pois o ácido lático pode ter quebrado o efeito tamponante do tampão fosfato.
CONCLUSÕES: O método analítico para determinar H2O2 em leite é simples e rápido, devido ao simples pré-tratamento da amostra (somente diluição) e a alta freqüência analítica (140 injeções por hora) promovida pelo sistema FIA. Foi possível a determinação de H2O2 com boa precisão e exatidão, com uma diluição de no máximo dez vezes (recuperações entre 90 e 110 %). Felizmente, H2O2 não foi detectado em nenhuma das amostras de leite puro analisadas. As microcélulas para análise no sistema FIA são facilmente construídas e apresentam um baixo custo, logo, podem ser implementadas em qualquer laboratório.
AGRADECIMENTOS: FAPEMIG, CNPq, CAPES e IQ-UFU.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ALPAT, S.; ALPAT, S. K.; DURSUN, Z.; TELEFONCU, A. 2009. Development of a new biosensor for mediatorless voltammetric determination of hydrogen peroxide and its application in milk samples. Journal of Applied Electrochemistry, 39: 971-977.
DA SILVA, R. A. B.; RABELO, A. C.; MUNOZ, R. A. A.; RICHTER, E. M. 2010. Three-Electrode-Integrated Sensor into a Micropipette Tip. Electroanalysis, aceito para publicação.
MOSCONE, D.; D’OTTAVI, D.; COMPAGNONE, D.; PALLESCHI, G.; AMINE, A. 2001. Construction and analytical characterization of Prussian Blue-based carbon paste electrodes and their assembly as oxidase enzyme sensors. Analytical Chemistry, 73, 2529-2535.
