Determinarea directa a Cu, Cd si Pb in vinuri si sucul de grapefruit folosind spectometru de absorbtie atomica in flacara

Introducere

Oligoelementele joaca un rol important in calitatea vinului. Ele accelereaza procesele specifice de oxidare si reducere din timpul maturarii care confera un aspect placut vinurilor. Cu toate astea, concentratiile mari de Cu, Fe, Mn si Zn pot cauza instabilitate si tulburare. Alte metale, precum As, Cd si Pb sunt toxice. Legislatia actuala din Brazilia solicita un control strict al nivelurilor de contaminare cu metale din bauturi. Vinul si sucul de struguri sunt bauturi consumate intr-o mare masura si pot contine metale adaugate pentru a inlatura oxizii de sulf si din alte surse. Controlul concentratiei de Cu este important deoarece cantitatile mari pot cauza degradarea oxidativa a vinului ducand la deschiderea culorii in cazul vinului rosu si inchiderea acesteia in cazul vinului alb. Concentratia totala de Cu din vinul rosu si cel alb trebuie sa fie intre 0,3 si 0,5 mg/L. La vinuri, principalele surse de Cu sunt echipamentele folosite in producerea vinurilor, adaugarea de saruri de Cu si pesticide folosite in timpul vinificatiei. Nivelul maximul de Cu permis in vinuri este de 1.0mg/L. O cantitate semnificativa de Cd poate fi prezenta in vinuri datorita reziduurilor produselor agrochimice folosite ca insecticide si fungicide si de asemenea prin contactul cu echipamentele folosite in producerea acestora. Consumul cantitatilor mari de vin, poate indica acumularea de Cd in organism. Concentratia maxima de Cd permisa in vin este de 10 microg/L. Pe de alta parte, cantitatea maxima de Pb acceptata in vin, stabilita de Oficiul International al Viei si Vinului, este de 200 microg/L si conform legislatiei din Brazilia, aceasta este de 300 microg/L.

Instrumente si accesorii Toate experimentele au fost realizate cu spectometrul de absorbtie atomica in flacara, Varian Spectra AA640 (Varian, Mulgrave, Australia) echipat cu corector de fond cu lampa de deuteriu. Parametrii instrumentului pentru determinarea Cu, Cd, si Pb prin TS-FF-AAS sunt prezentati in Tabelul 1. Au fost utilizate lampi cu catod cavitar (gol) de Cu, Cd si Pb (Varian). Toate culegerile de date au fost efectuate la zona de varf.

Componentele lui TS-FF-AAS

Sistemul TS-FF-AAS consta in o pompa peristaltica cu 8 canale echipat cu tub de propulsie din Tygon (d.i.=0,89), tub de extensie din Teflon (d.i.=0,8), un injector cu comutator din acrylic produs in laborator, ce a fost utilizat pentru introducerea mostrei, o unitate cu cuptor cu flacarasi termospray produsa in laborator, ce include un capilar ceramic (Germania diametru interior 0,5 mm, diametru total 2,0 mm si 100 mm lungime) si tuburi din nichel. Tubul folosit contine 99,7 % Ni si are urmatoarele caracteristici: 10 cm lungime, 1cm diametru interior si 1,2 cm diametru total.

Efectul concentratie de etanol asupra semnalelor de absorbanta ale Cu,Cd si Pb In Fig 1 se poate observa faptul ca utilizarea unui tub cu 6 gauri in partea inferioara a furnizat o mai buna precizie decat utilizarea unui tub fara gauri. Tubul de Ni cu cele 6 gauri a permis patrunderea partiala a flamei, cauzand o crestere a temperaturii tubului si imbunatatind procesul de atomizare a analitului.

Precizia relativ scazuta a FAAS (Fig 2) poate fi atribuita proprietatilor fizice ale solutiilor ca de exemplu tensiunea superficiala si vascozitatea ce afecteaza rata de aspiratie a mostrei si procesul de nebulizare. Precizia maxima pentru Cu, Cd si Pb a fost atinsa pentru solutia ce contine 2.0% etanol (Fig 1 si 3). Solutiile ce contin concentratii mai mari de etanol arata o scadere a semnalelor de absorbanta a Cu si Pb, insa pentru Cd raman practic constante (Fig 3). Aceste ultime rezultate sunt concordante cu cele obtinute prin FAAS conventional si de asemenea cu determinarile Pb sau Cd in metanol folosind spectrometria de absorbtie atomica in flacara. Comparatia dintre TS-FF-AAS si FAAS S-a realizat o comparatie intre valorile obtinute prin procedeul de TS-FF-AAS utilizand tuburi de Ni cu si fara gauri si FAAS. Tabelul 4 prezinta rezultatele obtinute in determinarea Cu adaugand 2.0% etanol plus HNO3 0.14 moli/L-1 .Cele mai bune rezultate pentru Cu au fost obtinute folosind un tub de Ni cu 6 gauri suplimentare.

Determinarea Cu, Cd si Pb din vin si sucul de grapefruit Tabelele 6 si 7 contin rezultate pentru determinarea Cu, Cd si Pb din mostre de vin si suc de grapefruit. Mostrele de vin au fost masurate dupa o simpla diluare iar mostrele de suc de grapefruit au fost analizate fara niciun tratament. Se poate observa o variatie apreciabila a concentratiilor de Cu, Cd si Pb in vin. Toate concentratiile de Cu, Cd si Pb sunt sub nivelurile maxime permise de legislatie. Tabelele 6 si 7 indica acuratetea procedurilor efectuate aplicand experimente de recuperare a aditivilor pentru determinarea concentratiilor scazute ale acestor metale in mostrele de vin. Recuperarile au variat intre 90,1 si 112,7 % pentru Cu, 93,1 si 117,8% pentru Cd si 87,8 si 109% pentru Pb.Pentru Cd, acuratetea a fost de asemenea verificata folosind GFAAS (= spectrometrie de absorbtie atomica cu cuptor de grafit) si toate rezultatele au fost in concordanta la un nivel de incredere de 95%. Nivelurile maxime de metale permise in sucurile de grapefruit sunt de 1,0 mgL-1 pentru Cu, 10 g/L-1 pentru Cd si 300 g/L-1 pentru Pb. In mostrele de suc de grapefruit, concentratiile de metale au variat de la 31,1 la 3431,1 g/L-1 pentru Cu, de la 16,5 la 171,8 g/L-1 pentru Pb si de la 2,2 la 4,5g /L-1 pentru Cd.

Concluzii

Spectrometrul de absorbtie atomica si cuptor cu flacara termospray (TS FF AAS) a demonstrat posibilitatea determinarii directe a nivelurilor /L-1 de Cu, Cd si Pb din vin si sucul de grapefruit, fara nicio etapa critica de preparare a mostrelor, insa calibrarea acestora trebuie realizata cu ajutorul SAM (= Analiza Mostrelor). Datorita eficientei proceselor privind introducerea mostrei si atomizarea, limitele de detectie obtinute sunt mult mai bune decat cele stabilite in general in FAAS.

Bibliografie

Official Methods of Analysis of AOAC International,16th edition vol II,1998CC.Nascents ,M.A.Z Arruda,A.R.A Nougueira,J.A Nobrega,Talanta 64 (2004)J.Davies,H.Berndt.,Analit Chim Acta 479 (2003) / 215A.G. Clark,G.R Scollary, Anal Chim Acta 413 (2000) / 25