“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. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Contaminantes
Resíduos Alimento seguro
Saúde Pública
Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde
Comércio exterior
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
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 Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
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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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
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: Amostragem
Redução do tamanho
Limpeza (“clean=up”)
Concentração ou diluição
Alíquota para análise
com troca de solvente
sem troca de solvente
Homogeneização
Extração
Análise Instrumental: Qualitativa ou Quantitativa
Figura 1: Diagrama esquemático das principais etapas envolvidas na análise química de amostras 6 Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde
“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).
Figura 1: extração descontínua
- DESVANTAGEM: grande volume de solvente
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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).
Figura 2: extração contínua
- DESVANTAGEM: bastante demorado
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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 dias Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde
Figura 3: modelo de extrator soxhlet 9
“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. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração Líquido-sólido: Dispersão da matriz em fase sólida (“Matrix solidphase 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. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Extração Líquido-sólido: Dispersão da matriz em fase sólida (“Matrix solidphase dispersion – MSPD”):
Figura 6: Esquema do procedimento por “MSPD” Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde
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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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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
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 cromatográfica Figura 8: Fluxograma representativo do método QuEChERS original (ANASTASSIADES et al., 2003)
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“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”
Método Multi-Resíduos 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 1000 µL Evaporar Adicionar 1ml tolueno/isooc. (1:9, v:v)
Organofosforados 15 mL Evaporar Avolumar Acetato etila b.v. 2 mL
N-metilcarbamatos 3 mL Evaporar Adicionar 2 ml diclorometano 1 ml SPE-NH2
CG /DCE 1 µL
CG /DFC 1 µL
Benzimidazóis/Conazóis 3 mL Evaporar Adicionar 2 ml metanol 1 ml SPE-diol
Adicionar 2 ml 1% metanol (diclorometano) Evaporar Adicionar 1 ml FM
Adicionar 1ml metanol (desprezar) Adicionar 2 x 2 ml metanol:H3PO4 (0,1M)(1:1) Retirar 100 µL
HPLC – coluna rp-8 100 µL hidrólise derivação fluorescência
HPLC/UV coluna ODS λ = 200 e 210 nm
CG/DSM 30 mL coluna C18 (condicionamento: 30 mL acetonitrila + 1,5 mL de água deionizada ou destilada) OBS: esse volume do condicionamento é descartado recolhe em frasco contendo cerca de 5g de Na2SO4 deixando de repouso por 1 hora retira 25 mL evapora a secura ressuspende com 1 mL mistura 1:1 de padrão interno : acetato de etila filtra 0,45µm para vial
CG/DSM
Figura 9: Fluxograma do Método multiresíduos – mini-Luke (Lee et al. 1991; Working Group – OVR, 1996) Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde
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TÉCNICAS DE DETECÇÃO:
Análise de substâncias conhecidas
CG-EM
Análise de substâncias desconhecidas
CG-DFC CG-DCE
CG-EM-EM
AMOSTRA CLAE-FL
CG-DNF
Análise qualitativa
CL-EM-EM
CLAE-UV
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Análise quantitativa
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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 Health Protection, 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 Determination 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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