Desenvolvimento de método para determinação multielementar em chocolate artesanal por ICP OES e ICP-MS utilizando a extração assistida por ultrassom para o preparo da amostra

dc.contributor.advisor1Lima, Maria Tereza Weitzel Dias Carneiro
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9989703911201351
dc.contributor.authorSantana, Giovanna Fonseca Rosa
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2486077635350602
dc.contributor.referee1Filgueiras, Paulo Roberto
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000326171601
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1907915547207861
dc.contributor.referee2Araujo, Rennan Geovanny Oliveira
dc.date.accessioned2024-05-29T20:55:15Z
dc.date.available2024-05-29T20:55:15Z
dc.date.issued2023-11-20
dc.description.abstractThis research aims to establish a sample preparation method via ultrasound-assisted extraction to determine As, Ca, Cd, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Pb and Zn in artisanal chocolates with different cocoa contents (46%, 65%, 70% and 85%). To develop the preparation method, the reagents HNO3, HCl and CH2O2 were used in a simplexcentroid Mixture Planning, originating seven extractor solutions assuming the volume of acids as variables, totaling four different plans, one for each acid content. cocoa. The concentration of the extracting solutions, mass of the samples and ultrasound conditions were fixed, assuming a concentration of 2 mol.L-1 , approximately 200 mg of sample and an ultrasound bath at 50 ± 5°C for 10 minutes, respectively. The samples were verified using Optical Emission Spectrometry with Inductively Coupled Plasma (Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, P and Zn) and Mass Spectrometry with Inductively Coupled Plasma (As, Cd and Pb) and, at from the data obtained, the mathematical model calculated, and the contour graph plotted. The data was also subjected to Principal Component Analysis (PCA). The results obtained in the multivariate analyzes indicate better efficiency for extracting the elements in 200 mg of samples when using a solution of 10.0 mL of HNO3 2.0 mol.L-1 , with an ultrasonic bath of approximately 50°C for 10 minutes, followed by centrifugation at 3800 rpm also for 10 minutes. The method was evaluated against its figures of merit, including linearity, limit of detection and quantification, precision and accuracy. The results demonstrate that the method has adequate sensitivity, with low detection and quantification limits, in addition to presenting satisfactory precision in determining the elements analyzed. When investigating the accuracy of the method, the results obtained from the analysis of the certified reference material Baking Chocolate SRM 2384 were analyzed. An agreement was found between the certified values and the values obtained for Ca, Fe, Mn, P and Zn, and an excellent recovery for all analytes when compared to validated methods. The proposed method was used to analyze 39 samples of artisanal chocolate of different levels and manufacturers. The results were subjected to a PCA, in which it was found that chocolates with cocoa levels below 60% and which contained milk in their composition had high concentrations of Ca and Na, while samples with levels above 60% and without milk demonstrated higher concentrations of K and P. Among the samples evaluated, PCA was also applied to 17 samples from two different producers to evaluate the influence of cocoa content and the region of chocolate production. The results demonstrate a possible influence of the location of the planting cocoa in the presence of micronutrients and their concentrations in the product. Furthermore, 8 samples containing Pb were identified, 4 of which exceeded the maximum limit established by resolution nº 42 of August 2013 (0.40mg.kg-1 ). Based on the results obtained throughout the study, it is concluded that the method developed is efficient for the analysis of artisanal chocolates, and can be applied to samples with different cocoa contents, without resulting in significant loss of data.
dc.description.resumoEste trabalho se propõe a estabelecer um método de preparo de amostra via extração assistida por ultrassom para determinação de As, Ca, Cd, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Pb e Zn em chocolates artesanais com diferentes teores de cacau (46%, 65%, 70% e 85%). Para o desenvolvimento do método de preparo, os reagentes HNO3, HCl e CH2O2 foram empregados em um Planejamento de Misturas do tipo simplex-centroid, originando sete soluções extratoras assumindo o volume dos ácidos como variáveis, totalizando quatro planejamentos distintos, um para cada teor de cacau. A concentração das soluções extratoras, massa das amostras e condições do ultrassom foram fixadas, assumindo a concentração de 2 mol.L-1 , aproximadamente 200 mg de amostra e banho de ultrassom à 50 ± 5°C por 10 minutos, respectivamente. As amostras foram analisadas utilizando a Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, P e Zn) e a Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado (As, Cd e Pb) e, a partir dos dados obtidos, o modelo matemático foi calculado e o gráfico de contorno plotado. Os dados também foram submetidos à Análise de Componentes Principais (PCA). Os resultados obtidos nas análises multivariadas apontam melhor eficácia para extração dos elementos em 200 mg de amostras quando utilizado uma solução de 10,0 mL de HNO3 2,0 mol.L-1 , com banho ultrassônico de aproximadamente 50°C por 10 minutos, seguido de uma centrifugação a 3800 rpm também por 10 minutos. O método foi avaliado em relação a suas figuras de mérito, incluindo linearidade, limite de detecção e quantificação, precisão e exatidão. Os resultados demonstram que o método possui uma sensibilidade adequada, com limites de detecção e quantificação baixos, além de apresentar uma precisão satisfatória na determinação dos elementos analisados. Ao investigar a exatidão do método, foram analisados os resultados obtidos a partir da análise do material certificado de referência Baking Chocolate SRM 2384. Verificou-se uma concordância entre os valores certificados e os valores obtidos para Ca, Fe, Mn, P e Zn, e uma ótima recuperação para todos os analitos quando comparado a métodos validados. O método proposto foi utilizado na análise de 39 amostras de chocolate artesanal de diferentes teores e fabricantes. Os resultados foram submetidos a uma PCA, na qual verificou-se que chocolates com teores de cacau inferiores a 60% e que continham leite em sua composição apresentavam concentrações elevadas de Ca e Na, enquanto as amostras com teores acima de 60% e sem leite demonstraram maiores concentrações de K e P. Entre as amostras avaliadas, a PCA também foi aplicada para 17 amostras de dois produtores diferentes visando avaliar a influência do teor de cacau e da região de produção de chocolate, Os resultados mostraram a influência do local do plantio do cacau na presença dos micronutrientes e suas concentrações no produto. Além disso, foram identificadas 8 amostras contendo Pb, sendo que 4 amostras de chocolates artesanais excederam o limite máximo estabelecido pela Resolução nº 42 de agosto de 2013 (0,40mg.kg-1 ). Com base nos resultados obtidos ao longo do estudo, conclui-se que o método desenvolvido é eficiente para a análise de chocolates artesanais, podendo ser 14 aplicado em amostras com diferentes teores de cacau, sem resultar em perda significativa de dados.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/12420
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectChocolate artesanal
dc.subjectConstituintes inorgânicos
dc.subjectPreparo de amostra
dc.subjectUltrassom
dc.subjectICP OES
dc.subjectICP-MS
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titleDesenvolvimento de método para determinação multielementar em chocolate artesanal por ICP OES e ICP-MS utilizando a extração assistida por ultrassom para o preparo da amostra
dc.typemasterThesis

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