Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 1 RESÍDUOS DE AGROTÓXICOS EM ALIMENTOS”...

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 1

“SEGURANÇA ALIMENTAR – UMA ABORDAGEM SOBRE

RESÍDUOS DE AGROTÓXICOS EM ALIMENTOS”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 2

Contaminantes Resíduos

Alimento seguro

Saúde Pública Comércio exterior

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 3

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

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 4

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

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 5

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

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 6

Análise de Resíduos de Agrotóxicos:

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

Amostragem Redução do tamanho Homogeneização

ExtraçãoConcentração ou

diluiçãoLimpeza

(“clean=up”)

Alíquota para análise

comtroca de solvente

Análise Instrumental: Qualitativa ou Quantitativa

semtroca de solvente

Figura 1: Diagrama esquemático das principais etapas envolvidas na análise química de amostras

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 7

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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).

- DESVANTAGEM: grande volume de solvente

Figura 1: extração descontínua

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 8

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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).

- DESVANTAGEM: bastante demorado Figura 2: extração contínua

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 9

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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 diasFigura 3: modelo de extrator soxhlet

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 10

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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.

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 11

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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 12

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

Extração Líquido-sólido:

Dispersão da matriz em fase sólida (“Matrix solid-phase 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 13

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

Extração Líquido-sólido:

Dispersão da matriz em fase sólida (“Matrix solid-phase dispersion – MSPD”):

Figura 6: Esquema do procedimento por “MSPD”

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 14

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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)

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 15

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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.

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 16

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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.

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 17

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 18

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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 cromatográficaFigura 8: Fluxograma representativo do método QuEChERS original (ANASTASSIADES et al., 2003)

“cle

an-

up”

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 19

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

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 Organofosforados N-metilcarbamatos Benzimidazóis/Conazóis CG/DSM 1000 L 15 mL 3 mL 3 mL 30 mL Evaporar Evaporar Evaporar Evaporar coluna C18 (condicionamento: 30 mL acetonitrila + 1,5 mL Adicionar 1ml Avolumar Adicionar 2 ml Adicionar 2 ml de água deionizada ou destilada) tolueno/isooc. Acetato etila diclorometano metanol OBS: esse volume do condicionamento é descartado (1:9, v:v) b.v. 2 mL 1 ml 1 ml recolhe em frasco contendo cerca de 5g de Na2SO4 SPE-NH2 SPE-diol deixando de repouso por 1 hora CG /DCE CG /DFC Adicionar 2 ml Adicionar 1ml retira 25 mL evapora a secura 1 L 1 L 1% metanol (diclorometano) metanol (desprezar) Evaporar Adicionar 2 x 2 ml ressuspende com 1 mL mistura 1:1 de padrão interno : Adicionar 1 ml FM metanol:H3PO4 (0,1M)(1:1) acetato de etila Retirar 100 L filtra 0,45m para vial

HPLC – coluna rp-8 HPLC/UV CG/DSM 100 L coluna ODS hidrólise = 200 e 210 nm derivação fluorescência

MMééttooddoo MMuullttii--RReessíídduuooss

Figura 9: Fluxograma do Método multiresíduos – mini-Luke (Lee et al. 1991; Working Group – OVR, 1996)

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 20

AMOSTRA

Análise de substâncias conhecidas

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

TÉCNICAS DE DETECÇÃO:

Análise de substâncias desconhecidas

Análise qualitativa Análise quantitativa

CG-DCE

CG-DFC

CG-DNF

CG-EM

CG-EM-EM

CLAE-FL

CLAE-UV

CL-EM-EM

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 21

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”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 Analysis for Trace 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.

Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde 22

“RESÍDUOS EM ALIMENTOS”RESÍDUOS EM ALIMENTOS”

MUITO OBRIGADA PELA ATENÇÃO!!!

helena.wohlers@incqs.fiocruz.br

Tel.: 21-3865.5187