Determinação de elementos inorgânicos em sucos industrializados por espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por micro-ondas (MIP OES).

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Analítica

Autores

Nabiça, M.G. (UFPA) ; Nunes, P.O. (UFPA) ; Martins, A.S. (UFPA) ; Cruz, A.S. (UFPA) ; Dantas, K.G.F. (UFPA)

Resumo

A espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por micro-ondas (MIP OES) foi utilizada para a determinação de teores de elementos inorgânicos presentes em variedades de sucos industrializados. As amostras foram digeridas em forno de micro- ondas fechado. Os teores de Al, Ca, Cu, Fe, K, Mn, Na e Zn foram quantificados por MIP OES. Os limites de detecção para os elementos variam de 0,003 à 0,84 mg/L, foi realizada o estudo comparativo entre os valores de sódio rotulados dos sucos e as concentrações obtidas. A quantificação por MIP OES após a digestão proposta mostrou-se uma boa aplicabilidade.

Palavras chaves

sucos; elementos inorgânicos; MIP OES

Introdução

O Brasil destaca-se como um grande exportador de produtos do agronegócio,com clima privilegiado e território fértil disponível são produzidas as mais variadas espécies de frutas tropicais, sendo parte da produção destinada à indústria de sucos de frutas (BRASIL, 2007). O segmento de sucos prontos para o consumo no mercado brasileiro apresenta constante crescimento, estando entre as bebidas que mais crescem no setor das bebidas não alcoólicas. Os sucos de frutas são consumidos e apreciados em todo mundo, não só pelo seu sabor, mas também por serem fontes naturais de nutrientes (CARMO; DANTAS, 2014). Devido ao ritmo de vida acelerado da sociedade, a elaboração manual de sucos de frutas tornou-se um inconveniente e por isso, o consumidor brasileiro tem demonstrado interesse crescente em consumir produtos "prontos para o consumo", o que impulsionou, a partir da década de 90, o surgimento de diversas marcas comerciais de sucos de frutas industrializados no mercado nacional (SILVA et al, 2005). Entretanto, observa-se que as Tabelas de composição química de sucos industrializados se limitam ao informar sobre as variações nos teores de nutrientes. De acordo com a Lei nº 8.918 (BRASIL, 2003), que regulamenta os padrões de Identidade e Qualidade Gerais para Suco Tropical, as características físicas, químicas e organolépticas devem ser as provenientes da fruta de sua origem, observando se os limites mínimos e máximos dos parâmetros fixados para o respectivo suco tropical. Em virtude da importância de se estabelecer os teores de constituintes inorgânicos em suco de frutas industrializados, os níveis de metais têm sido amplamente citados na literatura por diversas técnicas analíticas como a espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS), espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICPOES) e a espectrometria de massa com plasma acoplado indutivamente (ICP- MS). Uma outra técnicaa espectroanalítica que pode ser usada na determinação de elementos inorgânicos em sucos industrializados é a espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por micro- ondas (MIP OES). Além disso, esta técnica pode ser vista como mais viável quando comparada as técnicas citadas anteriormente, pois dentre as vantagens mais atrativa do MIP OES sobre o ICPOES e o ICP-MS são os baixos custos de funcionamento.O MIP OES pode ser operado com diferentes gases como o oxigênio e o nitrogênio, que são economicamente mais viáveis. Em comparação com FAAS, o MIP OES se destaca por não utilizar gases inflamáveis e tóxicos como o acetileno e o peróxido de nitrogênio (OZBEK; AKMAN, 2016). Essencialmente, antes da quantificação por meio desta técnica, dependendo da matriz, inclui-se algum tipo de tratamento da amostra, que consiste na maior parte do trabalho analítico (KRUG, 2010), devido à possibilidade de contaminação, perdas de elementos voláteis, pelo fato de ser a etapa mais trabalhosa. Geralmente, as amostras passam por digestões ácidas por via úmida ou seca (CINDRIC, 2011). As vantagens de se usar o aquecimento por micro-ondas incluem a utilização de menores quantidades de ácidos, menor possibilidade de contaminação laboratorial, perdas por volatilização e melhor reprodutibilidade (KINGSTON; JASSIE, 1986). Em virtude da importância do monitoramento dos teores de metais em sucos industrializados, o objetivo desse trabalho foi determinar alumínio (Al), cálcio (Ca),cobre(Cu), ferro (Fe),potássio (K), manganês (Mn), sódio (Na) e zinco (Zn) por MIP OES e, posteriormente comparar os valores obtidos de sódio com os valores rotulados nas embalagens de cada amostra.

Material e métodos

Instrumentos e acessórios: Um forno de micro-ondas com cavidade (modelo Start E, Milestone, Sorisole,Itália) foi usado na digestão das amostras de sucos. O MIP OES 4100 (Agilent, Santa Clara, Califónia, USA) foi usado nas determinações de Al, Ca, Cu, Fe, K, Mn, Na e Zn . Um sistema simples de introdução de amostra contendo câmara de nebulização do tipo ciclônica e nebulizador OneNeb foram usados nas leituras das amostras. O MP Expert foi utilizado para subtrair automaticamente o sinal de fundo analítico. Soluções, reagentes e amostras: Os regentes utilizados nos experimentos foram de grau analítico. As soluções foram preparadas com água desionizada purificada (resistência 18.2 MΩ. cm) em sistema de purificação (Synergy UV, Millipore). Soluções de Al, Ca, Cu, Fe, K, Mn, Na e Zn foram preparadas a partir de padrões de 1000 mg L-1 (Sigma, St. Louis, USA) em meio ácido nítrico 5,0% (v/v) (Sigma– Aldrich, São Paulo, Brasil). Ácido nítrico (HNO3) (Sigma – Aldrich, São Paulo, Brasil) sub-destilado e peróxido de hidrogênio (H2O2) 35% (v/v) (Neon) foram usados na digestão das amostras. As amostras de suco de frutas industrializadas foram adquiridas em um supermercado local, na cidade de Belém do Estado do Pará, Brasil. Foram 10 sucos de marcas diferentes e sabores como: sabor vegetal, sabor Limonada, sabor Tomate, sabor beta, sabor banana, sabor frutas cítricas, sabor hibisco, sabor várias frutas,sabor maracujá orgânico e sabor açaí. Preparo de amostras: Um volume de 4,0 mL de cada amostra (n = 3) foi medido e transferido para o frasco de digestão e em seguida foram digeridos em forno de micro ondas usando 2,0 mL de HNO3 concentrado 1,0 mL H2O2 30% (m/m) e 1,0 mL de água ultrapura. O programa de aquecimento do forno de micro-ondas foi dado em tempo [min]/ power [W]/T [°C]: 3/800/90; 5/800/120;10/800/180; ventilação de 30 min).Procedimento para avaliação da exatidão: Testes de adição e recuperação foram usados para avaliar a exatidão do procedimento por MIP OES. Volumes adequados contendo 2,5; 4,5; 6,5 (Al, Cu, Fe, Mn e Zn), e 15; 25 e 35 mg L-1 (Ca, K e Na) nos digeridos das amostras de suco. Determinação de elementos inorgânicos em sucos por MIP OES: Para determinação de Al, Ca, Cu, Fe, K, Mn, Na e Zn as amostras foram diluídas para acidez final de 5,0 %.

Resultado e discussão

As concentrações de Al, Ca, Cu, Fe, K, Mn, Na e Zn nas amostras de sucos podem ser observadas na tabela 1. Uma concentração de Al acima do limite de detecção foi possível apenas para suco de limonada. Concentrações Ca, foram possíveis determinar para sabores vegetais, tomate, beta, hibiscus, várias frutas, banana, maracujá orgânico e açaí. A determinação de Cu não foi possível apenas para suco de tomate,limonada, hibisco, frutas cítricas, várias frutas e açaí. Concentrações de Fe estavam abaixo do limite de detecção para suco de limonada,frutas cítricas e várias frutas. Concentrações de K foram possíveis para todas as amostras de suco, com exceção do suco limonada. Para o Mn, as concentrações ficaram abaixo do limite de detecção apenas para os sucos de vegatais, tomate, beta,limonada, frutas cítricas e maracujá. Concentrações de Na possuíam <LOD para sucos de limonada e frutas cítricas. As concentrações das amostras para Zn ficaram abaixo do limite de detecção. A Tabela 2 apresenta as figuras de méritos para os elementos determinados. Os teores de sódio obtidos para vegetais, tomate, beta, hibisco, várias frutas, banana, maracujá orgânico e açaí foram 26,4; 25,5; 30,42; 8; 13 e 39; 39; 82 mg L-1 respectivamente, apenas os sabores limonada e frutas cítricas foram encontrados valores abaixo do limite de detecção (LOD = 0.84 mg/L). A Tabela 3 apresenta um estudo comparativo entre os valores de sódio rotulado para 340 mL e 220 mL de suco e as concentrações obtidas por MIP OES. Segundo a Tabela 3, pode- se constatar que os teores obtidos por MIP OES para as amostras de suco, estão acima dos valores informados nas embalagens, com exceção para os sabores limonada e frutas cítricas que estão com baixos valores de Na. Não há informação sobre as concentrações de sódio permitidas para sucos industrializados (CECCHI, 2011). Cindric e colaboradores (2011), determinaram a concentração de Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, e Zn em suco de maçã por ICP OES, após digestão ácida e, obtiveram teores de Ag, Al, Ba, Cd, Co, Cr, Na (para uma parte das amostras), Pb e Sr estavam abaixo dos limites de detecção.

Conclusões

O monitoramento dos teores de metais em sucos industrializados é importante para uma boa nutrição. A quantificação por MIP OES após a digestão proposta por esse trabalho mostrou-se uma boa aplicabilidade. Foram encontrados valores consideráveis de constituintes inorgânicos, porém há pouca informação na literatura sobre os valores máximos e mínimos recomendados. Observa-se que para o Na, os valores informados nas embalagens dos sucos estão abaixo dos valores determinados por MIP OES.

Agradecimentos

CNPq, CAPES e GEAAp.

Referências

CARMO; Dantas. Caracterização do mercado consumidor de sucos prontos para o consumo. Braz. J. Food Technol., Campinas, v. 17, n. 4, p.305-309, 2014.

CECCHI, Heloisa Máscia. Fundamentos teóricos e práticos em análises de alimentos/Heloisa Máscia Cecchi – 2° ed. rev. – Campinas, SP: Editora da Unicamp, 2003. Tabela brasileira de composição de alimentos / NEPA – UNICAMP.- 4. ed. rev. e ampl.. -- Campinas: NEPA- UNICAMP, 161 p. 2011.

CINDRIĆ A, Iva Juranović;, ZEINER, Michaela; KRÖPPL, Michaela; STINGEDER, Gerhard. Comparison of sample preparation methods for the ICP-AES determination of minor and major elements in clarified apple juices. v.99, p. 364-369, 2009.

KINGSTON, H.M.; JASSIE, L.B. Microwave energy for acid decomposition at elevated temperatures and pressures using biological and botanical samples, Anal. Chem. v. 58, 2534–2541 p., 1986.

KRUG, FRANCISCO JOSÉ. Métodos de amostras; fundamentos sobre preparo de amostras orgânicas e inorgânicas para análise elementar. Piraciaba, v.1, p.340, 2010.
OZBEK, Nil; AKMAN, Suleyman. Method development for the determination of calcium, copper, magnesium, manganese, iron, potassium, phosphorus and zinc in different types of breads by microwave induced plasma-atomic emission spectrometry. Food Chemistry, v. 200, 245-248 p., 2016.


SILVA, Patricia T; FIALHO, Eliane, LOPES, Maria Lúcia M.; MESQUITA, Vera Lúcia VALENTE. Sucos de Laranja Industrializados e Preparados Sólidos para Refrescos: Estabilidade Química e Físico-Química. Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, v. 25, p. 597-602, 2005.