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Tipo do documento: Dissertação
Título: OTIMIZAÇÃO E VALIDAÇÃO DE METODOLOGIAS ANALÍTICAS ALTERNATIVAS PARA A DETERMINAÇÃO DEMn,Zn,Mg E Fe EM AÇÚCAR MASCAVO UTILIZANDO A ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA EM CHAMA (FAAS)
Autor: FERREIRA, MARIELI APARECIDA 
Primeiro orientador: Felsner, Maria Lurdes
Resumo: O açúcar mascavo é resultado da evaporação e concentração do caldo da cana de açúcar recém-extraído até o ponto de cristalização da sacarose. Este se caracteriza pela alta concentração de açúcares, conteúdo de minerais e traços de vitaminas, conferindo-lhe um grande valor nutricional e medicinal. Apesar disso, ainda são escassas as pesquisas voltadas a identificação e quantificação de minerais essenciais nesse alimento. Essa escassez pode estar relacionada às dificuldades encontradas no tratamento da amostra, que exige um pré-tratamento que consiste na destruição da maior parte de sua matéria orgânica, que geralmente é feito por métodos convencionais de preparo de amostra, como a digestão por via seca ou a digestão por via úmida. Assim, o objetivo desse trabalho foi otimizar e validar metodologias analíticas alternativas de preparo de amostra para a determinação de Zn, Mn, Mg e Fe em açúcar mascavo por FAAS, utilizando as reações Fenton e de Foto-Oxidação UV e a digestão ácida assistida por ultrassom. Para a otimização da reação Fenton como preparo de amostra para a determinação de Mn foi aplicado um planejamento fatorial 22, em que foram avaliadas as concentrações de H2O2 e de Fe. Para a otimização da reação de Foto-Oxidação UV para a determinação de Zn e Mg foi aplicado um planejamento fatorial 24, em que foram avaliados a concentração de H2O2, o pH da solução, a concentração da solução tampão e o tempo de irradiação UV, utilizando-se como resposta a absorbância a 400 nm das soluções de açúcar mascavo. E para a digestão ácida assistida por ultrassom como preparo de amostra para a determinação de Fe foi aplicada uma otimização univariada em que foram avaliados a massa da amostra e o volume de água régia. Para confirmar a confiabilidade dos métodos desenvolvidos foi realizada a validação dos mesmos, em que foram avaliados os parâmetros de linearidade, limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), precisão e exatidão, a partir da aplicação de diferentes testes estatísticos. As curvas analíticas empregadas foram de padrão externo para todos os metais analisados. Os limites de quantificação (LQ) para todos os metais ficaram abaixo do primeiro ponto da curva analítica. A precisão dos métodos de preparo de amostra propostos foi avaliada pela aplicação de um teste-F de comparação das variâncias ponderadas dos resultados obtidos pela aplicação dos métodos alternativos propostos com as variâncias ponderadas dos resultados obtidos pelos métodos adotados como referência (digestão por via seca e digestão por via úmida). A reação Fenton foi comparada com os dois métodos adotados como referência e a reação de Foto-Oxidação UV e a digestão ácida assistida por ultrassom foram comparadas somente com a digestão por via seca. A precisão da reação Fenton também foi avaliada pelo desvio padrão relativo (RSD%) obtido em condições de repetitividade. Os valores de Fcalculado para a análise de Mn a partir da reação Fenton, de Mg a partir da reação de Foto-oxidação UV e de Fe a partir da digestão ácida assistida por ultrassom foram inferiores ao Fcrítico com p > 0,05 comprovando-se que não existem diferenças significativas de precisão entre os métodos comparados. O valor de Fcalculado para o Zn a partir da reação de Foto-Oxidação UV foi superior ao Fcrítico com p < 0,05 sugerindo que existem diferenças significativas de precisão. Para verificar se a Foto-Oxidação UV seria um método mais preciso do que a digestão por via seca foi aplicado novamente o teste-F de comparação das variâncias ponderadas monocaudal. Os resultados demonstraram que a Foto-oxidação UV tem menores desvios padrão ponderados do que a digestão por via seca, indicando que esta apresenta melhor precisão para a determinação de Zn em amostras de açúcar mascavo do que o método adotado como referência. O valor de RSD (%) para a análise de Mn a partir da reação Fenton foi inferior ao recomendado pela AOAC (RSD (%) < 7,3). A exatidão dos métodos de preparo de amostra alternativos propostos foi avaliada pela comparação com os métodos de referência (digestão por via seca e digestão por via úmida), aplicando-se um teste-t pareado e a análise de regressão linear. Novamente, a reação Fenton foi comparada com os dois métodos adotados como referência e a reação de Foto-oxidação UV e a digestão ácida assistida por ultrassom foram comparadas apenas com a digestão por via seca. A exatidão da reação Fenton também foi avaliada por ensaios de recuperação por adição de padrão. Os resultados obtidos para o teste-t pareado demonstraram que não existem diferenças significativas entre os métodos comparados, pois tcalculado < tcrítico com p > 0,05. Além disso, os elevados valores de Fregressão obtidos na análise de regressão linear confirmaram que os modelos lineares para Mn, Zn, Mg e Fe são adequados e os teores destes metais apresentam uma correlação linear entre os métodos de preparo de amostra avaliados. As taxas de recuperação da análise de Mn a partir da reação Fenton (90,7 - 97,5%) ficaram dentro dos limites recomendados pela AOAC (80-110%). Tais resultados indicam que as metodologias de preparo de amostra propostas apresentam exatidão adequada. Assim, sugere-se que as metodologias desenvolvidas podem ser aplicadas no controle de qualidade do açúcar mascavo com vantagens em relação aos métodos convencionais de preparo de amostra como simplicidade, rapidez, baixo custo e redução de resíduos tóxicos além de oferecerem maior segurança ao analista.
Abstract: The brown sugar is a result of evaporation and concentration of the juice of freshly extracted sugar cane to the crystallization point of sucrose. This is characterized by high concentration of sugars, mineral content and trace amounts of vitamins, giving it a high nutritional and medicinal value. Nevertheless, there is still little research focused on identification and quantification of essential minerals that food. This scarcity can be related to difficulties in the treatment of the sample, which requires a pre-treatment involving the destruction of most of the organic matter, which is usually done by standard sample preparation methods such as digestion by dry or digestion by wet. The objective of this work was to optimize and validate sample preparation alternative analytical methodologies for the determination of Zn, Mn, Mg and Fe in brown sugar by FAAS using the Fenton reaction and UV photo-oxidation and acid digestion assisted by ultrasound. To optimize the Fenton reaction as sample preparation for determination of Mn was used a factorial design 22, that were evaluated concentrations H2O2 and Fe. For the optimization of UV photo-oxidation reaction for the determination of Zn and Mg was applied to a factorial design 24, which evaluated the concentration of H2O2, the solution pH, the concentration of the buffer solution and the UV irradiation time, using as the absorbance response at 400 nm of brown sugar solutions. And for acid digestion assisted by ultrasound as sample preparation for the determination of Fe a univariate optimization which evaluated the weight of the sample and the volume of aqua regia was applied. To confirm the reliability of the developed methods was performed to validate the same, which evaluated the linearity parameters, limits of detection (LD) and quantification (LQ), precision and accuracy, from the application of different statistical tests. The used analytical curves were external standard for all metals analyzed, as they showed good linearity in the concentration range investigated, with values of Fregression >> Fcritical and no lack of linear model fit. The limits of quantification (LQ) for all metals are below the first point of the calibration curve. The accuracy of the sample preparation methods proposed was evaluated by applying a comparison of test-F of the variances weighted the results obtained by the application of alternative methods proposed with the variances weighted the results of the methods adopted as reference (digestion dry and humid digestion). The Fenton reaction has been compared with the two methods adopted as reference, and the reaction UV photo-oxidation and acid digestion assisted by ultrasound were compared only with the digestion dry. The accuracy of the Fenton reaction was also assessed by the standard deviation (% RSD) obtained under repeatable conditions. The Fcalculated values for Mn analysis from the Fenton reaction of Mg from the UV photo-oxidation reaction and Fe from the acid digestion were assisted by ultrasound below the Fcritical p > 0.05 confirming no significant differences in accuracy between the comparative methods. The value for Zn Fcalculated from the UV photo-oxidation reaction was superior to Fcritical p < 0.05 suggesting that there are significant differences in accuracy. To verify that the photo-oxidation UV would be a more accurate method than the digestion dry was applied again the comparison of test-F of the variances weighted tail. The results showed that the UV photo-oxidation is lower than the standard weighted digestion dry deviations, indicating that it presents better accuracy for determination of Zn brown sugar samples adopted as the reference method. The value of RSD (%) for Mn analysis from the Fenton reaction was lower than recommended by the AOAC (RSD (%) < 7.3). The accuracy of the alternative sample preparation methods proposed was evaluated by comparison with the reference methods (digestion dry and humid digestion), applying a paired test-t and linear regression analysis. Again, the Fenton reaction was compared with the two methods adopted as a reference and UV photo-oxidation reaction and the acid digestion assisted by ultrasound were compared by digestion with only dry. The accuracy of the Fenton reaction was also assessed by standard addition by recovery experiments. The results for the paired test-t showed no significant differences between the methods compared, because tcalculated < tcritical with p > 0.05. Moreover, the high Fregression values obtained in the linear regression analysis confirmed that linear models for Mn, Zn, Mg and Fe are suitable, and the content of these metals exhibit a linear correlation between the sample preparation methods evaluated. The Mn analysis of recovery rates from the Fenton reaction (90.7 to 97.5%) were within the limits recommended by the AOAC (80-110%). These results indicate that the sample preparation methodologies proposals presented adequate accuracy. Thus, it is suggested that the methodologies developed can be applied in the quality control of brown sugar with advantages over conventional sample preparation methods such as simplicity, speed, low cost and reduction of toxic waste in addition to offering greater security to the analyst.
Palavras-chave: Reação Fenton
validação de métodos
espectrometria de absorção atômica em chama
metais
açúcar mascavo
digestão ácida assistida por ultrassom
reação de Foto-Oxidação UV
Fenton reaction
validation methods
atomic absorption spectrometry in flame
metals
brown sugar
acid digestion assisted by ultrasound
photo-oxidation UV reaction
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Centro-Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Ciências Exatas e de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química (Mestrado)
Citação: FERREIRA, MARIELI APARECIDA. OTIMIZAÇÃO E VALIDAÇÃO DE METODOLOGIAS ANALÍTICAS ALTERNATIVAS PARA A DETERMINAÇÃO DEMn,Zn,Mg E Fe EM AÇÚCAR MASCAVO UTILIZANDO A ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA EM CHAMA (FAAS). 2016. 112 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - Mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava - PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/740
Data de defesa: 16-Mar-2016
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