Desenvolvimento e otimização de metodologia para análise de edulcorantes por eletroforese capilar

Foi desenvolvida inovadora metodologia para a separação e quantificação simultânea de aspartame, ciclamato, sacarina e acesulfame-K por eletroforese capilar, com detecção direta e indireta UV, tempo de análise de aproximadamente 6 minutos e sem derivatização da amostra. Como o ciclamato possui baixa...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2010
Main Author: Fernandes, Vívian Nazareth Oliveira lattes
Orientador/a: Oliveira, Marcone Augusto Leal de lattes
Banca: Tavares, Marina Franco Maggi lattes, Silva, Lilian Lucia Rocha e lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Assuntos em Portugês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4323
Resumo Português:Foi desenvolvida inovadora metodologia para a separação e quantificação simultânea de aspartame, ciclamato, sacarina e acesulfame-K por eletroforese capilar, com detecção direta e indireta UV, tempo de análise de aproximadamente 6 minutos e sem derivatização da amostra. Como o ciclamato possui baixa absortividade, foi utilizado um sistema de eletrólito adicionado de um cromóforo, possibilitando a detecção indireta deste analito. O comprimento de onda foi escolhido considerando-se uma absortividade intermediária entre o cromóforo do eletrólito, o aspartame, sacarina e acesulfame-K. Após teste de alguns cromóforos, o ácido benzóico foi selecionado como o mais adequado. Um ponto a ser considerado é que matrizes de alimento possuem ácido benzóico em sua constituição, sendo utilizado como conservante. Apesar dele ainda ser detectado no sistema de eletrólito e condições de análise propostos, sua quantificação não pode ser realizada, devido sua inclusão no eletrólito, demonstrando indícios de falta de ajuste do modelo linear, com 95% de confiança. A condição ótima para separação eletroforética foi obtida mediante uso de planejamento fatorial 32. A otimização consistiu de 20,0 mmol L-1 de tetraborato de sódio e 15,0 mmol L-1 de tampão Tris-ABen (pH 9,15 ± 0,03), tensão de +20 kV, injeção de 4 segundos a 50 mbar, 215 nm, utilizando levofloxacina como padrão interno. Uma amostra de preparado sólido para bebida de chá sabor limão, possuindo em sua constituição os quatro edulcorantes foi analisada, sendo o seu pré-tratamento constituído unicamente da filtração da mesma, após reconstituição, sem nenhuma derivatização. Apesar da metodologia analítica não ter sido validada, algumas figuras de mérito foram avaliados: linearidade, seletividade, limites de detecção e quantificação, precisão, recuperação e robustez. Os parâmetros avaliados demonstram um coeficiente de regressão maior que 0,98, além não apresentar falta de ajuste na faixa de concentração testada, avaliado com 95% de confiança, para todos os analitos. A seletividade foi testada mediante curva de adição de padrão, podendo-se observar um paralelismo entre os coeficientes angulares dos padrões e na amostra, indicando seletividade da metodologia. O RSD (%) para tempo de migração e área utilizando razão com padrão interno foi menor que 5% para a área e menor que 2% para o tempo de migração para os quatro analitos, considerando amostra e padrão. Os limites de detecção encontrados foram 6,8 mg L-1 para aspartame, 12 mg L-1 para ciclamato, 0,50 mg L-1 para sacarina e 3,3 mg L-1 para acesulfame-K, sendo valores mais significativos do que aqueles encontrados na literatura para determinação por CE e muito competitivos, senão melhores, que a determinação por outras técnicas. A exatidão mostrou-se dentro de limites aceitáveis, tendo os valores de recuperação no intervalo de 91,9 a 102,2%.
An innovative methodology was developed to simultaneously separate and quantify aspartame, cyclamate, saccharin and acesulfame-K through capillary electrophoresis with direct and indirect detection of UV, analysis time of roughly 6 minutes and with no sample derivatization. As the cyclamate has low absorptivity we used a system of electrolyte added to a chromophore, which allowed the indirect detection of this analyte. The wavelength was chosen taking into account an intermediary absorptivity among chromophore electrolyte, aspartame, saccharin and acesulfame-K. After testing some chromophores, the benzoic acid was selected as the most appropriate. A point to be considered is that food matrices have benzoic acid in its constitution, used as a preservative. Although it is still detected in the electrolyte system and the proposed analytical conditions, its quantification cannot be attained due to its inclusion in the electrolyte, showing signs of lack of adjustments of the linear model with 95% confidence. The ideal condition for electrophoretic separation was obtained by applying 32 factorial design. The optimization consisted of 20.0 mmol L-1 of sodium tetraborate and 15.0 mmol L-1 Tris-Aben (pH 9.15 ± 0.03), voltage of +20 kV, injection of 4 seconds at 50 mbar, 215 nm, using levofloxacin as internal standard. A sample of a solid prepared for drink lemon tea with the four sweeteners in its constitution was analyzed, and its pre-treatment consisting only of filtering the sample, after reconstitution, without any derivatization. Even though the analytical methodology was not validated, some important figures were evaluated: linearity, selectivity, limits of detection and quantification, precision, recovery and strength. The parameters assessed showed a regression coefficient greater than 0.98 and did not show lack of adjustment in the concentration range tested, evaluated as 95% granted for all analytes. Selectivity was tested through standard addition curve, which makes possible the observation of parallelism between the slopes of the patterns and the sample, indicating selectivity of the methodology. The RSD (%) for migration time and area using ratio as internal standard was less than 5% for the area and less than 2% for migration time for the four analytes, considering sample and standard. The detection limits found were 6.8 mg L-1 for aspartame, 12 mg L-1 for cyclamate, 0.50 mg L-1 for saccharin and 3.3 mg L-1 for acesulfame-K. These values are more significant than those found in the literature for determination by CE and they are very competitive, if not better, than the determination by other techniques. The accuracy was found to be within acceptable limits, and the recovery values in the range of 91.9 to 102.2%.