Desenvolvimento e validação de métodos rápidos por eletroforese capilar aplicados à análise de produtos cárneos e cerveja

Abstract

A eletroforese capilar se destaca por apresentar curtos tempos de separação, pela baixa geração de resíduos e baixos custos operacionais. Neste contexto, este estudo propôs o desenvolvimento de métodos simples, rápidos e que seguem os princípios da química verde, para determinação simultânea de nitrato e nitrito em amostras de produtos cárneos e bromato, brometo, nitrato e nitrito em amostras de cerveja utilizando eletroforese capilar de zona (CZE). Neste estudo foram contemplados aspectos relevantes sobre a racionalização no desenvolvimento de métodos por CZE, além de estratégias para diminuição do tempo total de análise e consequente aumento da frequência analítica em análise de alimentos. Visto que o preparo de amostras é considerado uma etapa limitante para o desenvolvimento de métodos rápidos e adequação à química verde, foram desenvolvidos preparos que minimizassem esses inconvenientes. Os métodos propostos foram validados segundo o protocolo da Eurachem e posteriormente aplicados à análise das amostras. Ambos os métodos foram classificados como adequados à química verde segundo a Eco-escala, uma vez que os pontos de penalização não foram superiores a 50. No método para determinação de nitrato e nitrito (pela extremidade mais próxima ao detector) os analitos foram separados em apenas 30 s, com tempo total de análise de 2,35 min, o que permitiu analisar aproximadamente 25 amostras/h. Das 13 amostras de produtos cárneos avaliadas, as concentrações do íon nitrato variaram de 58,2 a 173 mg kg-1, para o íon nitrito as concentrações variaram de 8,4 a 127 mg kg-1, enquanto que em relação ao nitrito residual uma amostra apresentou concentração acima dos limites estabelecidos pela legislação brasileira (150 mg kg-1). Para a determinação de bromato, brometo, nitrato e nitrito foi utilizada a associação entre as estratégias de injeção dos analitos pela extremidade mais próxima ao detector e injeções múltiplas, o que resultou na separação de duas amostras em uma mesma corrida de apenas 26 s e tempo total de análise de 2,3 min, permitindo assim analisar cerca de 52 amostras/h. Nas 20 amostras de cerveja avaliadas as concentrações dos íons bromato, brometo e nitrito foram menores que o limite de detecção (0,75 mg L-1 para bromato, 0,18 mg L-1 para brometo e 0,15 mg L-1 para nitrito) em todas as amostras, enquanto que o íon nitrato foi detectado em todas as amostras avaliadas, uma amostra apresentou concentração de nitrato menor que o limite de quantificação (0,30 mg L-1), nas demais amostras as concentrações que variaram de 0,41 a 54,1 mg L-1. Devido ao bom desempenho analítico, adequação à química verde, curtos tempos de separação e alta frequência analítica, os métodos aqui propostos podem ser ferramentas úteis para a avaliação dos analitos objeto de estudo em amostras de produtos cárneos e cervejas, tanto em indústrias, como em laboratórios de análise de rotina e fiscalização.

Abstract : Capillary electrophoresis is a technique that provides very fast separations, low generation of waste and low operational costs. In this regard, this study proposed the development of simple, fast and environmentally friendly method to determine simultaneously nitrate and nitrite in meat products and bromate, bromide, nitrate and nitrite in beer by capillary zone electrophoresis (CZE). Relevant information about the rational development of CZE methods and different approaches were assessed in order to decrease total analysis time and increase of throughput in food analysis. Since the sample preparation is considered a limiting factor on the development of fast methods and the method greenness, in this thesis sample preparing procedures were developed in order to minimize this drawbacks. The proposed methods were validated according to Eurachem protocol and after this procedure were applied for the analysis of the samples. Both methods were considered suitable for green chemistry according to the eco-scale, since the penalty points were below 50 points. In the method for nitrate and nitrite determination (using short-end injection ? SEI-CZE) the analytes were separated in only 30 s, with total analysis time of 2.35 min which allows to analyses over 25 samples/h. Thirteen samples were assessed and the nitrate concentrations ranged from 58.2 to 173 mg kg-1, nitrite concentrations ranged from 8.4 to 127 mg kg-1, and one sample presented residual nitrite levels above the limit established by Brazilian legislation (150 mg kg-1). For the bromate, bromide, nitrate and nitrite determination, the association of short-end injection and multiple injection resulted in the separation of two samples in a run of only 26 s, total analysis time of 2.3 min, allowing analyzing about 52 samples/h. Of those twenty beer samples assessed bromate, bromide and nitrite levels were in all samples under the LOD (0.75 mg L-1 for bromate, 0.18 mg L-1 for bromide and 0.15 mg L-1 for nitrite), while nitrate was detected in all samples, one sample show nitrate concentration bellow the limit of quantification (0.30 mg L-1), in the other samples concentrations ranged from 0.41 to 54.1 mg L-1. Due the good analytical performance, the greenness, short time and the high throughput the proposed methods can be a useful tool to assess the quality of meat products and beer by industries, laboratories of routine analysis and surveillance.