A utilidade de um método analítico para determinar arsênio inorgânico em uma ampla gama de matrizes alimentares é demonstrada. O método consiste em extração seletiva de arsênio inorgânico em clorofórmio com uma determinação final por espectrometria de absorção atómica-geração de hidreto.
O Europeu autoridade segurança alimentar (AESA) sublinhada no seu parecer científico sobre arsênico nos alimentos que, a fim de apoiar uma avaliação da exposição sonora de arsênio inorgânico através da dieta, informações sobre distribuição de espécies de arsênico em vários tipos de alimentos devem ser gerados. Um método, previamente validado em uma experimentação colaborativa, foi aplicado para determinar arsênio inorgânico em uma grande variedade de matrizes de alimentos, abrangendo grãos, cogumelos e alimentos de origem marinha (31 amostras no total). O método é baseado na deteção por espectrometria de absorção atômica-geração de injeção-hidreto de fluxo do iAs seletivamente extraído em clorofórmio após a digestão das proteínas com HCl concentrado. O método é caracterizado por um limite de quantificação de 10 µ g/kg peso seco, que permitiu a quantificação de arsênio inorgânico em uma grande quantidade de matrizes de comida. Informação é fornecida sobre pontuações de desempenho dadas aos resultados obtidos com este método e que foram relatados por diferentes laboratórios em vários testes de proficiência. O percentual dos resultados satisfatórios obtidos com o método discutido é maior do que dos resultados obtidos com outras abordagens analíticas.
Desde de janeiro de 2016 os níveis máximos de arsênio inorgânico (iAs) em várias commodities arroz foram incluídos no Regulamento (CE) 1881/2006 da Comissão configuração teores máximos de certos contaminantes presentes nos géneros alimentícios1 com 0,10 µ g/L de arroz destinado a produção de alimentos para lactentes e crianças jovens, 0,20 µ g/L para os não-estufado arroz branqueado (arroz polido ou branco), 0,25 µ g/L para o arroz parboilizado e arroz descascado e 0,30 µ g/L para waffles de arroz, arroz bolachas, bolachas de arroz e bolos de arroz. Esta actualização da legislação europeia para contaminantes em alimentos seguiram o parecer científico sobre arsênico em alimentar da Autoridade Europeia para a segurança dos alimentos (AESA)2 em que é estima-se que a exposição através da dieta ao iAs, para os consumidores de médias e altas em Europa é tal que pode representar um risco para alguns consumidores, mantendo em mente que a exposição crônica a iAs provoca cancro do pulmão, pele e bexiga e lesões de pele. O relatório científico da AESA na exposição alimentar ao arsênio inorgânico na população europeia3, publicado em 2014, conclui-se que os principais contribuintes para iAs na dieta para consumidores de todas as idades são produtos transformados, feitos de cereais, além de arroz e que também arroz, leite, produtos lácteos e água potável contribuem significativamente para a ingestão de iAs, com leite e produtos lácteos sendo os principais contribuintes para crianças e bebés.
Em 2010, o laboratório de referência da União Europeia para os metais pesados na alimentação animal e humana, EURL-HM, correu uma proficiência testar, IMEP-107, para a determinação do iAs no arroz, demonstrando que era possível determinar iAs no arroz com suficiente precisão, independentemente do método analítico usado4.
Vários métodos analíticos validados para a determinação da iAs nos géneros alimentícios. A China foi o primeiro país a introduzir na sua legislação um nível máximo para iAs no arroz. Para viabilizar a implementação da legislação, um método padrão foi publicado em 2003 para a determinação do que no padrão é chamado de “abio-arsênico”5. Comité Europeu de normalização (CEN), publicado em 2008 um método padronizado, EN 15517:2008, para a determinação do iAs em algas6. Os dois métodos baseiam-se na utilização de condições otimizadas para gerar arsina apenas do iAs. Em que não é necessária a separação da forma do iAs de outras espécies de arsênico que também podem gerar hidreto de arsênio. A decisão final é feita por fluorescência atômica5 ou por espectrometria de absorção atómica de geração hidreto, HG-AAS6. No entanto, é difícil definir as condições exatas para gerar hidreto de arsênio sem sofrer interferências de outros compostos de arsénio e todas as frações de massa iAs em algas relatadas no IMEP-112 (PT organizado pela EURL-HM) obtidos com esses dois métodos. , foram marcados como insatisfatório7. Orgânico de arsénio espécies, tais como o ácido monomethylarsonic (MMA), ácido dimethylarsinic (DMA) e arsenosugars presentes em amostras de algas, podem gerar hidretos voláteis também e podem interferir na determinação do iAs, levando a uma polarização positiva nos resultados da8 .
CEN publicou, recentemente, um novo método padrão, EN 16802:2016, para a determinação do iAs em alimentos de origem marinha e vegetal usando HPLC-ICP-MS9. Nem todos os laboratórios estão equipados com esse tipo de instrumentação e métodos não-caros, direta são necessários, em particular nos países com menos infra-estruturas laboratoriais desenvolvidos.
Em 2012 CEN padronizado um método para a determinação do iAs em alimentos animais para HG-AAS após a extração de microondas e off-line separação de iAs por extração de fase sólida (SPE), EN 16278:201210. Esse método que provou estar apto para analisar iAs na alimentação poderia falta a sensibilidade necessária para determinar o iAs em alimentos de origem não-marinhas, que, de acordo com a AESA, parece ser os principais contribuintes dietéticos na Europa3. No entanto, o mesmo grupo que desenvolvido e validado EN 16278:2012 testado e com sucesso aplicado e validado o método para determinar o iAs em marisco e arroz em um julgamento colaborativo11,12.
Um método alternativo para a determinação do iAs em matrizes de alimentos após a extração seletiva de iAs em clorofórmio e quantificação mais HG-AAS, recentemente foi validado pelo centro comum de investigação (CCI), em um julgamento colaborativo13. A seletividade do método melhor do que o de HG-AAS diretos e é fácil de implementar que não exijam a utilização de instrumentos sofisticados, tais como HPLC-ICP-MS. Neste manuscrito, a viabilidade de usar esse método para determinar o iAs em uma ampla gama de matrizes de alimento: legumes, grãos, cogumelos e alimentos de origem marinha, tem sido avaliada. Além disso, o desempenho de laboratórios que usou o método nos testes de proficiência organizados pela EURL-HM e o CCI cobrindo várias matrizes é descrito.
Um passo crítico no protocolo descrito é a limpar da fase de clorofórmio (passo 3.2) porque qualquer fase ácido resíduos restantes na fase de clorofórmio conduzirá aos resultados superestimada do iAs desde que todas as outras espécies de arsênico na amostra estão presentes no ácido fase. Isto é de particular relevância ao analisar amostras marinhas devido à presença de uma infinidade de espécies orgânicas, que poderiam ser responsáveis pela maior parte a fração em massa de arsênico presente na amostra. O uso de uma membrana hidrofóbica de PTFE (3.3) é de suma importância. Se uma emulsão é formada durante a extração do iAs em clorofórmio, pode aumentar a velocidade de centrifugação (3.1). Outras abordagens tradicionais para eliminar as emulsões também podem ser aplicadas. Outro passo crítico é a mineralização (etapa 5.3). A taxa de aumento de temperatura deve ser estritamente implementada para evitar saliências que reduziriam a recuperação de iAs, levando a um viés negativo não controlado e podem ser perigoso para o analista.
Como mencionado acima de alguns laboratórios têm usado o método avaliado usando ICP-MS em vez de FI-HG-AAS. Nesse caso, a etapa de incineração seco (etapa 5 no protocolo) não é necessária e a fase de HCl 1 M pode ser introduzida o ICP-MS. No caso de HG-AAS, devido ao seu maior limite de deteção, um passo de pré-concentração que também elimina possíveis interferências, é necessário.
O percentual dos resultados satisfatórios obtidos com o método descrito neste trabalho, ambos com e sem os resultados relataram para as algas, é comparável de HPLC-ICP-MS e maior que o do HG-AAS. A última técnica (HG-AAS) é amplamente disponível, mas propenso a interferências de espécie de arsênico orgânico, especialmente em bens alimentares com um padrão de distribuição de espécies do complexo arsênico. O menor percentual de resultados satisfatórios caracteriza os obtidos com “Outros métodos”, mas deve ser mantido em mente que abrange várias abordagens analíticas, cada um deles representado por uma pequena quantidade de resultados, Figura 1. O método apresentado neste trabalho é uma alternativa ao mais sofisticado/caro HPLC-ICP-MS, ainda caracterizado por um desempenho semelhante mesmo em matrizes complexas. Frequentemente, o uso de técnicas hifenizadas, tais como HPLC-ICP-MS, requer operadores altamente qualificados e caros infraestruturas. O método apresentado neste artigo pode ser implementado por qualquer analista formada em química analítica básica.
Existem alguns inconvenientes principais associados ao método. Já que várias etapas devem ser seguidas para separar iAs de outras espécies de arsênico e de pre-concentrado de iAs para baixo aos níveis mesmo sub-ppm é demorada. Isso implica o uso de clorofórmio. Há uma tendência para evitar o uso de compostos clorados em laboratórios, devido aos efeitos de saúde negativos que poderiam ter. No entanto, se as boas práticas laboratoriais são mantidas e as amostras são tratadas em exaustores de fumos, esses efeitos negativos poderiam ser evitados. MMA vai interferir na determinação do iAs. Isto deve ser mantido em mente ao analisar as amostras em que MMA poderia estar presente, tais como algas, peixes e outros frutos do mar. No entanto, o MMA é normalmente presente em pequenas quantidades que seriam abrangidas pela incerteza associada aos resultados obtidos para o iAs.
The authors have nothing to disclose.
Os autores agradecer Dr. F. Cordeiro do CCI as discussões úteis sobre tratamento estatístico dos dados. Laboratórios especializados na análise do iAs em matrizes biológicas que forneceu resultados para ser usado como atribuído valor no PTs e laboratórios que participaram os PTs estudados são reconhecidos.
Deionised water | Any available | 18.2 MΩ cm | |
Concentrated hydrochloric acid (HCl). | Any available | Not less than 37 % m/v, c(HCl) = 12 mol/L, with a density of approx. ρ (HCl) 1.15 g/L |
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Concentrated nitric acid (HNO3) | Any available | Not less that 65 % m/v, c(HNO3) = 14 mol/L, with a densitiy of approx. ρ 1.38 g/L |
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Chloroform | Any available | Harmful by inhalation and if swallowed. Irritating to skin. Wear suitable protective clothing and gloves. |
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Hydrogen bromide (HBr) | Any available | Not less than 48 % m/v | |
Hydrazine sulphate (N2H6SO4) | Any available | Harmful if swallowed. Causes burns. May cause cancer. |
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Magnesium nitrate hexahydrate [Mg(NO3)6H2O] | Any available | ||
Magnesium oxide (MgO) | Any available | ||
Potassium iodide (KI) | Any available | ||
Ascorbic acid (C6H8O6) | Any available | ||
Sodium hydroxide (NaOH) | Any available | ||
Sodium borohydride (NaBH4) | Any available | ||
Arsenic (V) standard solution | Any available | 1000 mg/L Use certified standard solutions commercially available |
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Centrifuge | Any available | ||
Mechanical shaker | Any available | ||
Sand bath | Any available | ||
Muffle furnace | Any available | ||
Polypropylene centrifuge (PC) tubes | Any available | 50 mL with screw cap | |
Syringe filters with hydrophobic PTFE membrane | Any available | 25 mm diameter | |
Pyrex glass beaker | Any available | Tall form 250 mL, capable of withstanding 500 °C |
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Watch glasses | Any available | ||
Volumetric flasks | Any available | 10, 25, 100 or 200, Class A. |
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Plastic funnels | Any available | ||
Whatman n° 1 paper or equivalent | Any available | ||
Atomic absorption spectrometer equipped with a flow injection system (FI-AAS) | Any available |