New aqueous two-phase systems applied in the food sample preparation for the determination of synthetic dyes

A ingestão de corantes alimentícios artificiais, principalmente por crianças, frequentemente provoca o aparecimento de reações alérgicas, problemas respiratórios e hiperatividade. Por isso é fundamental o desenvolvimento de métodos analíticos eficientes e seguros para o monitoramento destes corantes em matrizes alimentícias. Neste contexto, é proposto neste trabalho a obtenção de sistema aquoso bifásico (SAB) com novos componentes que sejam mais seguros ambientalmente, mais econômicos, promovam uma mais rápida separação de fases e sejam mais específicos para os analitos em questão. Para tal, novos dados de equilíbrio líquido-líquido foram propostos para sistemas formados por copolímero tribloco L35 + sal de amônio [(NH 4 NO 3, NH 4 C 2 H 3 O 2 , (NH 4 ) 2 C 4 H 4 O 6 ou (NH 4 ) 2 HPO 4 )] + água em diferentes temperaturas. Os parâmetros energéticos dos dados experimentais dos SAB foram preditos com os modelos NRTL e com o NRTL modificado, obtendo-se correlação satisfatória, com desvios de 2,36 e 2,52 %, respectivamente. Os parâmetros que afetam a região bifásica, tais como, natureza do eletrólito e temperatura, foram avaliados. Para todos os SAB, o aumento da temperatura resultou em um discreto aumento da área bifásica. A região bifásica foi maior no SAB formado por hidrogenofosfato, e menor para o formado por acetato. Avaliou-se o comportamento de partição dos corantes azul brilhante (AB), amarelo crepúsculo (AC), amarelo tartrazina (AT) e vermelho 40 (V40) nos SAB formados por L35 + sal de amônio [(NH 4 NO 3 , (NH 4 ) 2 C 4 H 4 O 6 ou (NH 4 ) 2 HPO 4 )] + água em diferentes valores de pH e comprimentos de linha de amarração. Os corantes particionaram-se preferencialmente para a fase superior do SAB, sendo o processo entalpicamente dirigido. A partição foi favorecida com o aumento do comprimento de linha de amarração. Já o pH apresentou discreto efeito na partição de todos os analitos. Para todos os corantes, a extração foi superior a 99,0 % no SAB formado por L35 + tartarato de amônio + água. A partir dos dados de extração dos corantes foi proposto um novo método de extração e pré-concentração de corantes presentes em bebidas não alcoólicas, utilizando SAB e determinação por espectrometria de absorção na região do UV/visível. A amostra, sem nenhum preparo prévio, foi adicionada diretamente ao SAB L35 + tartarato de amônio obtendo-se excelente extração 99,7, 99,7, 99,3 e 99,8 % para os corantes AB, AC, AT e V40, respectivamente. O limite de quantificação igual a 0,135, 0,203, 0,364 e 1,20 mg kg -1 foi obtido para o corante AB, AC, AT e V40, respectivamente. Para todos os corantes, as curvas analíticas apresentaram R 2 > 0,999. O método apresentou boa exatidão, variando de 0,11 a 2,71 % e boa precisão 0,3 a 1,6 %. Todas as amostras de bebidas analisadas apresentaram um teor de corantes abaixo do limite máximo preconizado pela legislação brasileira. O método proposto provou ser eficiente para a determinação de corantes em matriz complexa de bebidas não alcoólicas. Além disso, ele apresenta vantagens como baixo custo, rapidez, não utilização de solvente orgânico e menor consumo de amostra, quando comparado aos outros métodos já descritos na literatura.Ingestion of artificial food dyes, especially by children, often causes the onset of allergic reactions, respiratory problems, and hyperactivity. Therefore, the development of efficient and safe analytical methods for the monitoring of these dyes in food matrices is fundamental In this context, it is proposed in this work to obtain aqueous two-phase system with new components that are more environmentally safe, more economical, promote a faster phase separation and are more specific for the analytes in question.For this, new liquid-liquid equilibrium data were proposed for systems formed by triblock copolymer L35 + ammonium salt [(NH 4 NO 3, NH 4 C 2 H 3 O 2 , (NH 4 ) 2 C 4 H 4 O 6 or (NH 4 ) 2 HPO 4 )] + water at different temperatures. The energetic parameters of the ATPS experimental data were predicted with the NRTL models and with the modified NRTL, obtaining a satisfactory correlation with deviations of 2.36 and 2.52%, respectively. The parameters that affect the biphasic region, such as the nature of the electrolyte and temperature, were evaluated. For all ATPS, the increase in temperature resulted in a slight increase of the biphasic area. The biphasic region was higher in the SAB formed by hydrogen phosphate, and smaller in the ATPS formed by acetate. The behavior of partitioning of brilliant blue (BB), sunset yellow (SY), tartrazine yellow (TY) and allura red 40 (AR-40) dyes in the ATPS formed by L35 + ammonium salt [(NH 4 NO 3 , (NH 4 ) 2 C 4 H 4 O 6 or (NH 4 ) 2 HPO 4 )] + water at different pH values and tie line lengths. The dyes were partitioned preferentially to the upper ATPS phase, the process being enthalpy driven. The partition was favored by increasing the tie line length. The pH showed a slight effect on the partitioning of all the analytes. For all the dyes, the extraction was higher than 99.0 % in ATPS formed by L35 + ammonium tartrate + water. From the excellent extraction data of the dyes, a new method of extraction and preconcentration of dyes present in non-alcoholic beverages was proposed, using ATPS and determination by absorption spectrometry in the UV / Visible region. The sample, without any previous preparation, was added directly to the SAB L35 + ammonium tartrate obtaining excellent extraction 99.7, 99.7, 99.3 and 99.8 % for the dye BB, SY, TY and AR-40, respectively. The quantification limit of 0.135, 0.203, 0.364 and 1.20 mg kg -1 was obtained for dye AB, AC, AT and V40, respectively. For all dyes, the analytical curves showed R 2 > 0.999. The method showed good accuracy, varying from 0.11 to 2.71 % and good precision from 0.3 to 1.6 %. All the analyzed beverage samples had dye content below the maximum limit recommended by the Brazilian legislation. The proposed method proved to be efficient for the determination of dyes in complex matrix of non-alcoholic beverages. In addition, it presents advantages such as low cost, fastness, non-use of organic solvents and lower consumption of samples, when compared to other methods already described in the literature.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai