Avaliação da concentração de peróxido de hidrogênio na degradação dos corantes alimentícios verde folha e roxo açaí empregando o POA UV/H2O2 em reator de bancada UV-C

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Charamba, L.V.C. (UFPE) ; Silva, H.V.C. (UFPE) ; Santana, R.M.R. (UFPE) ; Duarte, M.M.M.B. (UFPE) ; Napoleão, D.C. (UFPE)

Resumo

Os corantes artificiais são aditivos químicos utilizados na indústria alimentícia, capazes de conferir cor ao produto, tornando-o mais atraente. Porém, sua larga utilização tem gerado impactos ambientais, sendo poluentes facilmente encontrados em água. Uma vez que os tratamentos convencionais possuem uma baixa eficiência para remoção desses poluentes, outros métodos são aplicados para promover a mineralização desses aditivos como é o caso dos processos oxidativos avançados (POA). O presente estudo avaliou a eficiência de degradação dos corantes alimentícios verde folha e roxo açaí empregando o POA UV/H2O2. Para tal uma solução aquosa contendo 30mg/L de cada corante foi irradiada, variando a [H2O2], tendo sido observada uma maior remoção da cor foi obtida para uma concentração de 40mg/L.

Palavras chaves

POA; Peróxido de hidrogênio; Corantes alimentícios

Introdução

Há uma busca constante para o desenvolvimento das características sensoriais dos produtos alimentícios, para isso, os aditivos são empregados a fim de aumentar o apelo comercial do produto final. Entretanto, desde a introdução dos corantes sintéticos nos alimentos, especulações sobre o impacto que esses fornecem à saúde humana, tem sido feitas. Estudo relata que devido ao seu uso, algumas consequências são observadas, como a urticária, a asma, as reações imunológicas e, em casos mais extremos, até o câncer em animais de laboratório (SOUZA et al., 2016). Os efluentes gerados por essas indústrias têm certas características, como forte pigmentação e alta carga orgânica, que induzem a alteração da quantidade de oxigênio dissolvido no curso d’água, ou seja, inibem a passagem de luz solar e por consequência, diminuem a atividade fotossintética, promovendo um impacto negativo na biota local (PAVAN et al., 2007). Para que o efluente tóxico seja tratado, é necessário que sua coloração e o teor de matéria orgânica sejam diminuídas. Devido às dificuldades que os tratamentos biológicos e físico- químicos possuem para degradar esse aditivo, tratamentos mais adequados para efluente corado, de ação recalcitrante, têm sido empregados. Os processos oxidativos avançados, POAs, são uma alternativa capaz de transformar o poluente tóxico em outro composto inerte como dióxido de carbono, compostos inorgânicos e água através da mineralização dos seus constituintes tóxicos orgânicos (MACHADO; STÜLP, 2010). O presente trabalho teve por objetivo avaliar a utilização da ação do POA UV/H2O2 empregando diferentes concentrações do peróxido de hidrogênio para a degradação da mistura dos corantes alimentícios verde-folha e roxo açaí.

Material e métodos

Preparo da amostra: Foi preparada uma solução aquosa contendo 30 mg/L de cada corante (verde-folha e roxo açaí). Para detecção e quantificação desses compostos, foram determinados os comprimentos de onda característicos via espectrofotometria de ultra-violeta/visível (UV/Vis). Para tal, construíram-se três curvas analíticas com faixa de linearidade de 2 a 30 mg/L. Em seguida, foram determinados os limites de detecção (LD), de quantificação (LQ) e o coeficiente de variância (CV), conforme Equações de 1 a 3, respectivamente. LD = Xmed + (tn-1 * σ) (1) LQ = Xmed + (10 * σ) (2) CV = (σ/Xmed)*100 (3) Degradação via ação UV/H2O2: A análise da degradação dos compostos foi feita em reator de bancada, o qual consiste em uma caixa de madeira equipado com 3 lâmpadas UV-C, dispostas em paralelo. Para definir a melhor condição experimental uma solução aquosa de 30mg.L-1, da mistura dos corantes verde- folha e roxo açaí, foi preparada e alíquotas de 50mL foram submetidas a irradiação. Cada béquer recebeu uma concentração diferente de peróxido de hidrogênio variando de 5 mg/L a partir de 30 até 70 mg/L. Em seguida, as alíquotas foram irradiadas no reator UV-C durante uma hora, o qual teve sua emissão de fótons aferida com radiômetro (Emporionet).

Resultado e discussão

Os corantes verde folha e roxo açaí usados no presente trabalho são empregados em indústrias alimentícias e permitidos pela Resolução n° 387, de 05/8/1999, imposta pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Os comprimentos de de onda de máxima absorbância observados a partir da análise de espectrofotometria de ultra-violeta/visível (UV/VIS) para a solução aquosa contenda a mistura destes corantes foram: 215nm, 523nm e 627nm, os quais estão em concordância com a literatura (PRADO; GODOY, 2003). Todas as curvas analíticas apresentaram o coeficiente de correlação acima de 0,99, indicando suas linearidades. Os valores de LD, LQ e CV variaram, respectivamente de 1,87 a 2,17mg/L; 2,11 a 2,81 mg/L e 2,22 a 3,58. A solução aquosa contendo a mistura de corantes foi submetida a irradiação (1,44 x10-3W/cm2) e avaliou-se a eficiência da degradação ao variar a concentração de H2O2. Os resultados obtidos estão dispostos na Tabela 1. Através da Tabela 1 é possível verificar que uma maior degradação, para os 3 comprimentos de onda, ocorreu nas condições em que a [H2O2] foi igual a 40mg/L e 45mg/L. Os scan’s referentes a estas concentrações está disposto na Figura 1, na qual pode-se observar uma completa degradação da cor, contudo observa-se a persistência do pico referente aos compostos aromáticos. Por meio da análise da Figura 1, observa-se que o estudo do peróxido de hidrogênio nas concentrações de 40 e 45 mg/L obtiveram resultados análogos para todos os comprimentos onda, o que pode ser verificado a partir da sobreposição dos espectros. Desse modo, é mais viável trabalhar a uma concentração de H2O2 igual a 40mg/L, a qual pode ser dita como ideal para a degradação da solução aquosa contendo os corantes verde folha e roxo açaí.

Valores da concentração e % de degradação após degradação empregando processo UV/H2O2.


Scan do estudo da concentração de peróxido de hidrogênio nas concentrações de 40 e 45 mg/L.

Conclusões

O presente trabalho conseguiu promover a degradação da cor para uma solução aquosa contendo os corantes alimentícios roxo açaí e verde folha, ao empregar o POA ação UV/H2O2 em reator de bancada com radiação UV-C. Essa constatação foi feita ao analisar os comprimentos de onda de 523nm e 627nm. Através do estudo da variação da concentração de peróxido de hidrogênio constatou-se que a concentração de 40mg/L é a mais eficiente para promover a remoção da coloração estudada.

Agradecimentos

Ao NUQAAPE/FACEPE

Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA, Disponível em <http://www.anvisa.gov.br.> Acesso em 15 de julho de 2017.

MACHADO, V. R.; STÜLP, S. Avaliação do processo de oxidação em fluxo de efluente sintético proveniente do tingimento de gemas contendo corante rodamina B. Destaques Acadêmicos, v. 2, n. 4, 2010.
PAVAN, F. A.; GUSHIKEM, Y.; MAZZOCATO, A. C.; DIAS, S. L. P.; LIMA, E. C. Statistical design of experiments as a tool for optimizing the batch conditions to methylene blue biosorption on yellow. Dyes and Pigments, v. 2, p. 256-266, 2007.
PRADO, M. A.; GODOY, H. T. Corantes artificiais em alimentos. Alim. Nutr., v.14, n.2, p. 237-250, 2003.
SOUZA, D. R.; MIRANDA, J. A.; RIBEIRO, K. R.; MAPELI, A. M.; SANTOS, D. J. Degradação Fotocatalítica de Corante Alimentício Azorrubina e Monitoramento de Redução de Toxicidade. Orbital: The Electronic Journal of Chemistry, v. 8, n. 1, p. 50-56, 2016.