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Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 1
“SEGURANÇA ALIMENTAR – UMA ABORDAGEM SOBRE RESÍDUOS DE
AGROTÓXICOS EM ALIMENTOS”
Maria Helena Wohlers Morelli Cardoso, D.Sc.
Rio de Janeiro - XIV MET - 26 a 30 outubro, 2009.
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Contaminantes Resíduos
Alimento seguro
Saúde Pública Comércio exterior
“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
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Análise de Resíduos de Agrotóxicos:
- Matrizes complexas
- Concentrações muito baixas de analitos – ppm, ppb e ppt
- Métodos multiresíduos e específicos:
- 1º método na década de 60 – Mills et al (FDA)
- 1975: Luke et al. – 100g amostra
- década de 1980 (Holanda): mini-Luke – 15g amostra
- 2003: Anastassiades et al. - QuEChERS
- Custo elevado na análise
- Rapidez no resultado
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Análise de Resíduos de Agrotóxicos:
- Metodologias validadas
- Acreditação – 17025
- Aumento da capacidade analítica
- Delineamento do planejamento a ser utilizado
- Programas de monitoramento em diversos países
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Análise de Resíduos de Agrotóxicos:
Método multiresíduo ideal:
- Incluir maior número possível de agrotóxicos
- Recuperações próximas a 100%
- Remoção dos possíveis interferentes
- Preciso
- Robusto
- Rápido
- Baixo custo
- Facilidade
- Segurança: pequeno volume de solvente X toxicidade
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Análise de Resíduos de Agrotóxicos:
“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Amostragem Redução do tamanho Homogeneização
ExtraçãoConcentração ou diluição
Limpeza(“clean=up”)
Alíquota para análise
comtroca de solvente Análise
Instrumental: Qualitativa ou Quantitativasem
troca de solvente
Figura 1: Diagrama esquemático das principais etapas envolvidas na análise química de amostras
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
TÉCNICAS DE PREPARO DE AMOSTRAS
Extração Líquido-Líquido (LLE): utiliza propriedade de miscibilidade dos líquidos – contínua ou descontínua
extração descontínua utiliza-se um funil de separação, onde ambos os solventes são adicionados. Com a agitação do funil de separação, o soluto passa a fase na qual está o solvente com maior afinidade. A separação é feita, então, sendo que a fase mais densa é recolhida antes.
-existe uma grande diferença de solubilidade do soluto nos dois solventes (grande KD).
- DESVANTAGEM: grande volume de solventeFigura 1: extração descontínua
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração Líquido-Líquido:
extração contínua, o solvente orgânico passa continuamente sobre a solução contendo o soluto, levando parte deste consigo, até o balão de aquecimento. Como o solvente está sendo destilado, o soluto vai se concentrando no balão de aquecimento.
-a diferença de solubilidade do soluto em ambos os solventes não é muito grande (baixo valor de KD).
- DESVANTAGEM: bastante demoradoFigura 2: extração contínua
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração Líquido-sólido: Extração de substâncias de uma matriz sólida usando um líquido como fase extratora.
Extração Soxhlet:
o solvente evapora e condensa sobre o material sólido.Quando o solvente condensado ultrapassa um certo volume, ele escoa de volta para o balão, onde é aquecido, e novamente evaporado. Os solutos são concentrados no balão. O solvente, quando entra em contato com a fase sólida, está sempre puro, pois vem de uma destilação!
LIMITAÇÃO: tempo – horas até diasFigura 3: modelo de extrator soxhlet
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração Líquido-sólido:
Extração em Fase Sólida (SPE – solid phase extraction):
Baseada na cromatografia líquida de baixa pressão: partição
entre os analitos e a fase extratora.
Figura 4: Ilustração de um cartucho típico empregado em SPE
Figura 5: Principais etapas empregadas em SPE visando o isolamento de um analito.
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração Líquido-sólido:
Extração em Fase Sólida (SPE – solid phase extraction):
Figura 5: Ilustração de um extrator de SPE
Vantagens: mais rápida e barata que a LLE; redução significativa de solventes; grande variedade de formatos e fases disponíveis; usado para “clean-up” e/ou concentração de analitos.
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração Líquido-sólido:
Dispersão da matriz em fase sólida (“Matrix solid-phase dispersion – MSPD”):
- Surgiu em 1989 por Baker e colaboradores
- Variação da SPE
- utiliza um suporte sólido adsorvente (ex: C18) que atua como abrasivo para produzir ruptura na estrutura física da amostra, facilitando o processo de extração.
- A amostra sofre dispersão na superfície do material, formando uma nova fase que proporciona o isolamento dos analitos presentes na matriz.
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração Líquido-sólido:
Dispersão da matriz em fase sólida (“Matrix solid-phase dispersion – MSPD”):
Figura 6: Esquema do procedimento por “MSPD”
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração com Fluidos Pressurizados (PSE – pressurized fluid extraction) :
- Principal objetivo – eliminação ou diminuição de grandes volumes de solventes.
-Utilizam solventes em pressões superiores à ambiente (> 1 atm).
- extração com fluido supercrítico (SFE) e extração acelerada com solvente (ASE)
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração com Fluidos Pressurizados
-extração com fluido supercrítico (SFE):
- fluido supercrítico é uma substância química cuja temperatura e pressão se encontram acima de seu estado crítico, conferindo vantagens na área de extração.
- Alto poder de solvatação
- Elevada difusividade – penetração em matrizes complexas
- CO2 (Tc = 43 oC)
- CO2 “considerado solvente verde” no estado supercrítico, não traz problemas ao meio ambiente.
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração com Fluidos Pressurizados
- extração acelerada com solventes (ASE):
- similar à SFE porém emprega um solvente orgânico pressurizado, não necessariamente no estado supercrítico.
- Solventes utilizados: metanol, tolueno ou acetona, abaixo das condições críticas, porém em pressões suficientemente elevadas para assegurar que estará no estado líquido durante a extração.
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração Líquido-sólido:
- Uma das etapas do método QuEChERS (“Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe”):
- Primeira publicação em 2003 (ANASTASSIADES et al. 2003)
- 2007 – método oficial da Association of Official Analytical Chemists (AOAC International) e European Committee for Standardization.
- 39ª Sessão do Comitê de Resíduos de Pesticidas do Codex, 2007 – proposta para ser método padrão
- Diversas modificações e aplicações
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Extração Líquido-sólido:
-Uma das etapas do método QuEChERS (“Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe”):
10 g amostra
10 mL de MeCN
Agitar vigorosamente por 1 min
4 g MgSo4 e 1 g de NaCl
Agitar vigorosamente por 1 min
Adicionar padrão interno
Agitar por 30 s e centrifugar
Transfere 1 mL para outro tubo contendo 150 mg de MgSO4 e 25 mg PSA
Agitar por 30 s e centrifugar
Transfere 0,5 mL para vial
Análise cromatográficaFigura 8: Fluxograma representativo do método QuEChERS original (ANASTASSIADES et al., 2003)
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15g de amostra (adição do “surrogate” – clorpirifós metil)
Adicionar 30 ml acetona - Agitar por 30 segundos (ultra-turrax)
Adicionar 60 ml de diclorometano : éter de petróleo (1:1, v:v) - Agitar por 30 segundos (ultra-turrax) e centrifugar
Filtrar fase orgânica sob sulfato de sódio anidro
Volume final recolhido ≈ 80 ml
Halogenados Organofosforados N-metilcarbamatos Benzimidazóis/Conazóis CG/DSM 1000 µL 15 mL 3 mL 3 mL 30 mL Evaporar Evaporar Evaporar Evaporar coluna C18 (condicionamento: 30 mL acetonitrila + 1,5 mL Adicionar 1ml Avolumar Adicionar 2 ml Adicionar 2 ml de água deionizada ou destilada) tolueno/isooc. Acetato etila diclorometano metanol OBS: esse volume do condicionamento é descartado (1:9, v:v) b.v. 2 mL 1 ml 1 ml recolhe em frasco contendo cerca de 5g de Na2SO4 SPE-NH2 SPE-diol deixando de repouso por 1 hora CG /DCE CG /DFC Adicionar 2 ml Adicionar 1ml retira 25 mL evapora a secura 1 µL 1 µL 1% metanol (diclorometano) metanol (desprezar) Evaporar Adicionar 2 x 2 ml ressuspende com 1 mL mistura 1:1 de padrão interno : Adicionar 1 ml FM metanol:H3PO4 (0,1M)(1:1) acetato de etila Retirar 100 µL filtra 0,45µm para vial
HPLC – coluna rp-8 HPLC/UV CG/DSM 100 µL coluna ODS hidrólise λ = 200 e 210 nm derivação fluorescência
MMééttooddoo MMuullttii--RReessíídduuooss
Figura 9: Fluxograma do Método multiresíduos – mini-Luke (Lee et al. 1991; Working Group – OVR, 1996)
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AMOSTRA
Análise de substâncias conhecidas
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TÉCNICAS DE DETECÇÃO:
Análise de substâncias desconhecidas
Análise qualitativa Análise quantitativa
CG-DCE
CG-DFC
CG-DNF
CG-EM
CG-EM-EM
CLAE-FL
CLAE-UV
CL-EM-EM
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Bibliografia:
- ANASTASSIADES, M.; LEHOTAY, S. J.; STAJNBAHER, D.; SCHENCK, F. J. J. AOAC Int. 86,412-431, 2003.
- Analytical Methods for Pesticide Residues in Foodstuffs, General Inspectorate for HealthProtection, 6th ed., The Hage, 1996.
- CODEX ALIMENTAIRUS, Pesticide Residues in Food. Methods of Analysis and Sampling, 2 nd.Ed., vol. 2ª, 2000, Part 1.
- FERNANDEZ-ALBA. Chromatographic-Mass Spectrometric Food Analysis for TraceDetermination of Pesticide Residues. Elsevier: Amesterdam. 2005.
- LUKE, M. et al. J. AOAC Int., 58, 1020, 1975.
- MILLS, P. A et al. J. Assoc. Agric. Chem. 46, 186, 1963.
- STOPPELLI, I. M. B. S. & MAGALHÃES, C. P. Ciência & Saúde Coletiva, 10 (sup): 91-100,2005.
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MUITO OBRIGADA PELA ATENÇÃO!!!
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