Desenvolvimento de método para a determinação sequencial de Cd e Cr em amostras de soja utilizando espectrometria de absorção atômica de alta resolução com forno de grafite

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Analítica

Autores

Ribeiro, A.R.A. (IFPR) ; Walter, J.B. (IFPR) ; Vale, M.G.R. (UFRGS) ; Boscheti, W. (UFRGS) ; Borges, A.R. (IFPR)

Resumo

Este trabalho visou o desenvolvimento de método simples e rápido para determinação sequencial de cádmio e cromo em amostras de soja utilizando espectrometria de absorção atômica de alta resolução com forno de grafite por análise direta de sólidos. As medidas foram feitas usando as linhas analíticas de 228.802 nm para cádmio e 357.869 para cromo, sendo aplicado modificador químico Pd/Mg e temperaturas de pirólise e atomização de 600 e 1500 °C para cádmio e atomização de 2600 °C para cromo. O método desenvolvido foi validado usando material de referência certificado NIST 8433. A concentração de cádmio nas amostras estava abaixo do máximo permitido pela legislação vigente, porém para cromo não existe um valor máximo permitido.

Palavras chaves

soja; metais ; espectrometria

Introdução

A soja é uma leguminosa e possui nome científico Glycinemax L.Constituída de carboidratos, lipídios,vitaminas, proteínas e fibras, apresenta propriedades bioativas, como anti-hipertensivos e antioxidantes (EMBRAPA, 2018). Os metais são componentes que podem estar presentes neste tipo de cultivo mas, dependendo da concentração,causam um efeito negativo sobre o equilíbrio natural do ambiente causando problemas de saúde com danos para os seres vivos e o ecossistema . Portanto, o desenvolvimento e otimização de métodos analíticos cada vez mais rápidos, precisos e aplicáveis na rotina, afim de identificar e quantificar essas possíveis fontes de contaminação são de extremo interesse. Os métodos convencionais de análises envolvem processos de aberturas ácidassão, na maioria das vezes, laboriosos, morosos, requerem grande quantidade de reagentes,além de serem uma fonte de erros devido a possíveis perdas do analito ou contaminação da amostra.Neste aspecto, a determinação direta dos elementos, ou seja, com o mínimo de preparo de amostra constitui uma excelente alternativa de metodologia, tendo em vista que reduz os riscos de perdas e possíveis contaminações na amostra. A técnica que satisfaz este requisito é a espectrometria de absorção atômica com forno de grafite; empregada para a determinação de baixas concentrações de metais em diversos tipos de matrizes, pois apresenta alta sensibilidade e seletividade necessitando de reduzida quantidade amostra (WELZ, 1999).No caso da utilização da forma sequencial, as linhas de absorção estão separadas em diferentes áreas do espectro,e duas temperaturas de atomização diferentes são aplicadas, uma vez que os analitos têm diferentes volatilidades.É importante pois garante que o analito menos volátil não seja perdidoatomização do mais volátil

Material e métodos

As amostras foram moídas em gral analítico, secas a 70 °C por 1h e peneiradas em membranas de poliéster de 250 µm. As determinações foram feitas no espectrômetro de absorção atômica de altar esolução com fonte contínua Modelo ContrAA 700 (AnalytikJena AG, Jena, Alemanha),o qual possui os dois tipos de atomizadores em diferentes compartimentos, chama e forno de grafite aquecido transversalmente. O equipamento conta com uma lâmpada de arco curto de xenônio de alta intensidade operando em modo hot-spot, que serve como fonte de radiação contínua e cobre uma faixa espectral entre 185 e 900 nm. Foram utilizados tubos e plataformas de grafite recobertas piroliticamente. As medidas foram realizadas por análise direta de sólidos, priorizando o mínimo de preparo/manuseio das amostras. As amostras foram pesadas diretamente na plataforma de grafite usando umamicro balança modelo M2P (Sartorius, Göttingen, Alemanha) com precisão de 0,001 mg.As plataformas foram inseridas no atomizador por uma pinça pré-ajustada, a qual faz parte do acessório de análise sólida manual, modelo SSA 6 (AnalytikJena AG, Jena, Alemanha).As medidas foram feitas usando modificador químico Pd/Mg e as linhas analíticas de 228.802 nm para cádmio e 357.869 para cromo.

Resultado e discussão

Como modificador químico foi investigado o Pd/Mg a fim de estabilizar termicamente os analitos. Como mostrado na Figura 1, a massa de modificador que correspondeu a maior absorvância foi a de 5 µg de Pd + 3 µg de Mg. Figura 1: Estudo de massa de modificador químico Pd/Mg: () 25 pgCd em solução aquosa; ()Cd em 1 mg de soja; (▲) 240 pg de Cr em solução aquosa; (▼) Cr em 1 mg de soja As temperaturas de pirólise e atomização do cádmio foram otimizadas em 600 e 1500 °C, respectivamente, e a temperatura de atomização do cromo em 2600 °C, garantindo assim estabilidade térmica do cromo na medida do cádmio, bem como as absorbâncias máximas. Para cádmio o limite de detecção foi de 1,73 e massa característica de 0,54 pg; por sua vez o limite de detecção para Cr foi de 6,67 pg e massa característica de 8,24 pg. O método desenvolvido foi validado (Tabela 1) utilizando material de referência certificado NIST 8433 (farelo de milho),o qual indicou nenhuma diferença significativa. Tabela 1. Concentração de Cd e Cr no material de referência. n=5 NIST 8433 Valor encontrado 0,012 ± 0,05 mg kg-1Cd 0,011 ± 0,001 mg kg-1Cd 0,11 mg kg-1Cr 0,090 ± 0,003 mg kg-1Cr Foram analisadas três amostras e as concentrações foram entre 0,003 e 0,011 mg kg-1para Cd e entre 0,177 e 0,682 mg kg-1 para Cr, como pode ser visualizado na Tabela 2. Tabela 2. Concentração de Cd e Cr em amostras de soja. n=5 Amostras de soja mg kg-1Cd mg kg-1 Cr 1 0,003 0,682 2 0,011 0,207 3 0,007 0,177

Estudo de massa de modificador químico Pd/Mg: () 25 pgCd solução aquosa; ()Cd em 1 mg de soja; (▲)240 pg de Cr solução aquosa; (▼)Cr em 1 mg de soja

Conclusões

Foi possível o desenvolvimento de um método analítico rápido, com o mínimo manuseio de amostra utilizando a determinação sequencial por espectrometria de absorção atômica. De acordo com o Ministério da Saúde (2013), a concentração de cádmio encontrada nas amostras está abaixo do permitido para soja em grãos que é de 20 mg kg-1, porém para cromo não existe legislação vigente que estipule a concentração máxima permitida, o que é extremamente preocupante, tendo em vista os valores das concentrações encontradas.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao CNPq pelo apoio financeiro segundo Edital MCTI/CNPq Nº 01/2016.

Referências

EMBRAPA. www.embrapa.br/soja/alimentacao/composicaodasoja. Acessado em julho de 2018
Welz, B.; Sperling, M.; AtomicAbsorptionSpectrometry, 3º ed., Wiley-VCH,Weinheim, 1999.
Ministério da Saúde. Resolução RDC n° 42 de 29 de agosto de 2013.