Desenvolvimento de metodologia eletroanalítica para determinação de níquel em alimentos

Nickel is one of the metals presents in stainless steel alloys used in the manufacture of food packaging and can therefore contaminate food by promoting consumer contamination. For this reason, it is important to develop analytical methodologies for the identification and quantification of nickel in industrialized foods. Unlike traditional techniques, electroanalytical techniques are faster, low cost and have low detection limits. Thus, the objective of this work was the development of an electroanalytical methodology for determination of nickel in industrialized foods using a silver solid amalgam electrode (AgSAE) together with the square wave voltammetry (SWV) technique with adsorptive redissolution steps. Initially, the analytical responses were evaluated in 0.1 mol L-1 of ammonium buffer solution at different pH values (pH 8.00 to 10.00). The influence of the application of potentials (Eacc) and times for adsorptive preconcentration (tacc) of Ni+2 over the AgSAE were also evaluated, followed by potential sweep in the range of 0.00 to -1.70 V. The value of Eacc was evaluated at potential values before, in the medium, at the top, in the medium (after the top) and at the end of the voltammetric peak during tacc from 0 to 90 seconds. The SWV parameters were also evaluated considering the height, position and width of the peak of reduction, where the frequency of application of the potential pulses (f) was evaluated from 10 to 300 s-1, the amplitude of pulses (a) of -5 to -50 mV and the scanning increment of potentials (ΔEs) from -2 to -10 mV. The addition of dimethylglyoxime complexing agent (DMG) was also evaluated, with an intense improvement in sensitivity and selectivity, characterized by the cumulative adsorption of nickel dimethylglyoxime on the surface of the AgSAE, followed by potential cathodic scans. Thus, the optimized experimental and voltammetric parameters were: 0.10 mol L-1 ammonium buffer pH 9.00, 90 μmol L-1 of DMG, Eacc of -0.857 V per tacc 30 seconds, f = 100 s -1, ΔEs = -2 mV and a = -25 mV. The analytical parameters (precision, accuracy, linear dynamic range, detection limits, quantification limits and recovery efficiency) were evaluated in pure electrolyte, and the results obtained are comparable to those obtained using conventional techniques such as mass spectrometry with plasma coupled inductively. Finally, the proposed methodology was applied to samples of natural water and coconut water, which were not previously treated by acid digestion. Solid samples of maize and tomato extract, purchased locally, were artificially contaminated with a known concentration of Ni+2 and were then digested with a mixture of concentrated acid (HNO3) and hydrogen peroxide (H2O2). Recovery curves were constructed in all samples, where it was observed that successive addition of aliquots of Ni+ 2 standard solution provided a linear increase in the peak current responses, allowing the calculation of the recovery efficiencies, which indicated that the results were satisfactory in terms of sensitivity, selectivity, repeatability and reproducibility.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)O Níquel é um dos metais presentes em ligas de aço inoxidável utilizados na fabricação de embalagens para alimentos e por isto, pode contaminar os alimentos promovendo a intoxicação do consumidor. Assim, é importante desenvolver metodologias analíticas para a identificação e quantificação de Níquel em alimentos industrializados. Diferente das técnicas tradicionais, as técnicas eletroanalíticas são mais rápidas, de baixo custo e apresentam baixos limites de detecção. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia eletroanalítica para determinação de Níquel em alimentos industrializados empregando eletrodo sólido de amálgama de prata (AgSAE) aliado à técnica de voltametria de onda quadrada (SWV) com etapas de redissolução adsortiva. Foram avaliadas as respostas analíticas em meio de 0,1 mol L-1 de solução tampão amônio em diferentes valores de pH (pH 8,0 a 10,0).Avaliou-se a influência da aplicação de potenciais (Eacc) e tempos para preconcentração adsortiva (tacc) de Ni+2 sobre o AgSAE, seguidos por varredura de potenciais no intervalo de 0,00 a -1,70 V. O valor do Eacc foi avaliado em valores de potencial antes, no meio, no topo, no meio (após do topo) e ao final do pico voltamétrico durante tacc de 0 a 90 segundos. Os parâmetros da SWV também foram avaliados, onde frequência de aplicação dos pulsos de potencial (f) foi avaliada de 10 a 300 s-1, a amplitude de pulsos (a) de -5 a -50 mV e o incremento de varredura de potenciais (Es) de -2 a -10 mV. A adição do agente complexante dimetilglioxima (DMG) também foi analisada, observando-se uma intensa melhoria na sensibilidade e seletividade, caracterizada pela adsorção acumulativa do dimetilglioximato de níquel na superfície do AgSAE, seguida por varreduras catódicas de potenciais. Assim os parâmetros experimentais e voltamétricos otimizados foram: 0,10 mol L-1 de solução tampão amônio pH 9,00, 90 μmol L-1 de DMG, Eacc de -0,857 V por tacc 30 segundos, f = 100 s-1, ΔEs = -4 mV e a = -25 mV. Os parâmetros analíticos (precisão, exatidão, faixa dinâmica linear, limites de detecção, limites de quantificação e eficiência de recuperação) foram avaliados em eletrólito puro, e os resultados obtidos são comparáveis aqueles obtidos utilizando-se técnicas convencionais como a espectroscopia de massa com plasma acoplado indutivamente. Por fim, a metodologia proposta foi aplicada para amostras de água natural e água de coco, as quais não foram previamente tratadas por digestão ácida e fortificadas com Ni+2. Amostras sólidas de milho e extrato de tomate, adquiridas no comércio local, foram artificialmente contaminadas com uma concentração conhecida de Ni+2 e após isto foram digeridas com mistura de ácido concentrado (HNO3) e peróxido de hidrogênio (H2O2). Curvas de recuperação foram construídas em todas as amostras, onde observou-se que adição sucessiva de alíquotas de solução padrão de Ni+2 proporcionou aumento linear nas respostas de corrente de pico, possibilitando o cálculo das eficiências de recuperação, os quais indicaram que os resultados analíticos foram satisfatórios em termos de sensibilidade, seletividade, repetibilidade e reprodutibilidade