Quantificação do corante Amaranto em gelatina através da análise de imagens digitais sob filmes de Quitosana

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Analítica

Autores

de Sá, I. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Felippe Pacheco, W. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE)

Resumo

O presente trabalho teve como principal objetivo quantificar o corante amaranto em duas marcas de gelatina, uma normal e outra diet, através da análise de imagens digitais de filmes de quitosana. A quantificação deste corante é de extrema importância visto que os Estados Unidos e a Europa já baniram o uso deste corante, devido a estudos que mostraram a correlação entre o uso deste e o aparecimento de tumores malignos em ratos. No entanto, no Brasil este mesmo corante é denominado Bordeaux S e não há legislação contra o uso. A metodologia aqui desenvolvida mostra-se muito mais vantajosa que a metodologia padrão de HPLC, visto que não utiliza solventes tóxicos e não necessita de preparo de amostra. As figuras de mérito foram aferidas, obtendo boa linearidade e precisão.

Palavras chaves

Amaranto; Imagens digitais ; Quitosana

Introdução

Os corantes são uma classe de substâncias enraizada na sociedade e contidas em diversos produtos. Segundo a Portaria nº 540, aditivo é qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos com o objetivo de modificar suas características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais, sem o propósito de nutrir (BRASIL, 2009). O corante amaranto é banido nos EUA e parte da União Européia, devido a estudos que mostraram a relação do uso deste com a maior incidência de tumores malignos em ratos (OMAYE, p.262, 2004). Outros estudos, também correlacionam um crescimento de hiperatividade em crianças (Arnold et al, 2012). Não obstante, a legislação atual brasileira de alimentos e bebidas permite o uso de 11 corantes artificiais, o Amaranto figura entre eles, no entanto a indústria adota o nome usual de Bordeaux S. Portanto, mostra-se imprescindível o desenvolvimento de novas técnicas para quantificar este corante, uma vez que a técnica cromatográfica é cara e utiliza solventes tóxicos. Para a quantificação deste corante, foi empregado filmes de quitosana, este é um polissacarídeo não tóxico. A quitosana é uma forma desacetilada da quitina, esta é o segundo polissacarídeo mais abundante na natureza, podendo ser encontrada no exoesqueleto do camarão e outros crustáceos (YANG et al, 2016). Para a obtenção do sinal analítico, foi utilizada a técnica de análise de imagens digitais, esta se baseia no uso de informações que possam ser extraídas de imagens digitais geradas a partir de substâncias coloridas. As imagens digitais apresentam a coloração da radiação refletida, a qual é complementar à radiação absorvida pelas espécies. O estudo destas imagens é baseado no fenômeno de absorção molecular e, portanto, análogo à espectrofotometria na região do visível(LYRA et al., 2009).

Material e métodos

Preparo dos filmes Primeiramente, a Quitosana da Sigma-Aldrich de médio peso molecular foi peneirado e os filmes de quitosana foram obtidos pela dissolução, à temperatura ambiente 5g de pó de quitosana em 500 mL solução aquosa de ácido acético 2% (v/v) e agitação magnética por 24h, a solução obtida foi filtrada à vácuo. Aproximadamente 75mL desta solução foi vertida em placas de Petri de 14 cm de diâmetro. O ácido acético foi evaporado em estufa à 65 °C por 48 h. Após, os filmes foram removidos das placas e armazenados em dessecadores à 25°C por no mínimo 48 h. Experimentos de adsorção de corantes Para a adsorção dos corantes, os filmes de quitosana foram retirados das placas de Petri com o auxílio de um estilete, foram cortados em quadrados de 1cm x 1cm. Posteriormente, o filme foi adicionado a um tubo Falcon de 10 mL, juntamente com a solução do corante amaranto (Roha, India) já tamponada em pH 7,5 com tampão fosfato de sódio/citrato de sódio 0,1 mol.L-1. Este foi deixado sob agitação por 90 min em uma mesa agitadora. Após o tempo de equilíbrio ser atingido, os filmes foram retirados dos tubos e secos no dissecador por cerca de 15 minutos. Para as amostras de gelatina, foram pesados 2,5g da gelatina e solubilizados em água a 65ºC, após total solubilização, a solução foi deixada em repouso até atingir a temperatura ambiente de 25ºC e então avolumada em um balão de 100 mL. Foram transferidos 500 microL do extrato de gelatina para solução tamponada em um balão volumétrico até completar 10 mL e após a adsorção e secagem, os filmes foram fixados em uma folha de papel ofício através de uma fita dupla face e levados ao escâner de mesa (HP DeskJet GT 5822) para aferição do sinal analítico, com auxílio do software de acesso livre ImageJ (National Institutes of Health, EUA).

Resultado e discussão

A partir da otimização dos parâmetros, foi construída uma curva analítica em triplicata nas concentrações de 0,0-4,0 mg L-1, como mostra a figura 1. Já a figura 2, demonstra uma curva de adição padrão de 500 microL de amostra para cada ponto da curva de calibração. Para validação do método analítico, foram feitos estudos de linearidade, precisão, exatidão e seletividade, bem como o cálculo dos limites de detecção e quantificação como estabelece a resolução da ANVISA (BRASIL, 2016). É possível observar que os gráficos da figura 3, têm um bom coeficiente de correlação linear (R²>0,99), sendo portanto linear na faixa estudada. O gráfico de resíduos evidencia ausência de pontos extremos bem como normalidade e homocedasticidade dos resíduos, confirmados a partir dos testes de Kolmogorov-Smirnov e Cochran, respectivamente, ao nível de 95% de confiança. Foi realizado um estudo estatístico de paralelismo de retas para evidenciar a ausência do efeito de matriz, nas curvas de calibração e de adição. Com um p-valor de 0,51, menor que o valor crítico de 0,05, a hipótese nula é aceita e portanto as retas são paralelas. Desta forma, pode se afirmar que o filme de quitosana é seletivo ao amaranto. A precisão foi dada a partir da variância das medidas em dias diferentes e no mesmo dia, estas não excederam 5%. No entanto pôde observar uma diferença significativa de sinal em filmes de quitosana sintetizados em diferentes bateladas. Para a exatidão, foi realizados testes de adição e recuperação, obtendo-se um valor de 94,7%. Os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) foram calculados como sendo 3 e 10 vezes o desvio do branco pela sensibilidade, obtendo: 97,8 e 288 microg L-1, respectivamente. Por fim, a amostra teve uma concentração de amaranto de 21,02 +- 1,17mg/kg de gelatina.

Imagem digital das curvas de calibração e adição da figura anterior.


A figura 3 mostra as curvas de calibração e de adição padrão, simultaneamente. Já a figura 4, o gráfico de resíduos destes pontos.

Conclusões

Este trabalho, demonstrou a possibilidade de quantificação do amaranto em gelatina por meio da análise de imagens digitais sob um filme de quitosana. Os estudos de otimização do método permitiram a construção de uma metodologia com curvas analíticas de bom coeficiente linear, com baixos limites de detecção e quantificação. Portanto, esta nova metodologia se mostra uma boa alternativa na quantificação deste tipo de matriz, visto que o filme de quitosana consegue eliminar os interferentes da amostra, é mais prático, e de menor custo que o método cromatográfico, padrão para estas amostras.

Agradecimentos

CAPES pela bolsa de mestrado, ao programa de pós graduação da UFF e a todos do laboratório LPQA.

Referências

ARNOLD, L.E., LOFTHOUSE, N., HURT, E. Artificial food colors and attention-deficit/hy- peractivity symptoms: conclusions to dye for, Neurotherapeutics 9, pp. 599–609, 2012.

BRASIL. AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Guia para validação de métodos analíticos. Consulta Pública n° 129, de 12 de fevereiro de 2016. Disponível em: http://www.inmetro.gov.br/barreirastecnicas/pontofocal/..%5Cpontofocal%5Ctextos%5Cregulamentos%5CBRA_666.pdf

BRASIL FOOD INGREDIENTS; Dossiê Corantes, Corantes; Revista FI, São Paulo, 2009

LYRA, W. S., TÔRRES, A. R., ANDRADE, S. I. E., ANDRADE, R. A. N., SILVA, E. C., ARAÚJO, M. C. U., GAIÃO, E. N. A digital image-based method for 88 determining of total acidity in red wines using acid–base titration without indicator. Talanta. Vol. 84, pp. 501-505, 2011.

OMAYE, S. T., Food and Nutritional Toxicology p.262, CRC Press LLC, 2004.