DETERMINAÇÃO DE SÓDIO EM AMOSTRAS DE REFRIGERANTES E ÁGUAS MINERAIS POR ESPECTROMETRIA DE EMISSÃO ATÔMICA

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1 DETERMINAÇÃO DE SÓDIO EM AMOSTRAS DE REFRIGERANTES E ÁGUAS MINERAIS POR ESPECTROMETRIA DE EMISSÃO ATÔMICA 1. INTRODUÇÃO O elemento sódio (Na) quando consumido em excesso, tem sido relacionado a hipertensão arterial e a complicações cardiovasculares, ou seja, é prejudicial à saúde (NUNES, 2012). A Organização Mundial de Saúde (OMS) define 5 g de ingestão diária como o máximo de sal (cloreto de sódio) considerado saudável, isto corresponde a 2 g de Na/dia. No entanto, o aumento do consumo de alimentos e bebidas industrializadas têm causado mudanças nos hábitos alimentares, exercendo grande influência sobre a saúde (MACHADO, et. al., 2010). A alimentação na adolescência está baseada em alimentos ricos em gordura, sal e açúcar e o consumo de refrigerantes vem sendo relacionado a obesidade de crianças e adolescentes, pois são ricos em açúcar. Refrigerantes são bebidas industrializadas, não-alcoólicas carbonatadas e com adição de aromas, produzidos a partir da mistura da água com concentrados aromatizados e açúcar ou adoçante. Podem ser encontrados nos sabores cola, guaraná, laranja, limão, uva, framboesa, canela, entre outros (ROSA; COSENZA; LEÃO, 2006). Na tentativa de diminuir a ingestão de calorias, muitas vezes, opta-se pelo consumo das versões diet e zero, as quais apresentam menor teor de açúcar e por consequência maior teor de sal (cloreto de sódio), o que pode contribuir para a evolução de doenças crônicas, como a hipertensão (CRZECHOTA, 2014). Sendo assim, faz-se necessárias metodologias de análise química que visem à determinação de Na em alimentos e bebidas industrializadas, buscando tanto o controle de qualidade destes produtos quanto evitar fraudes. Neste trabalho a técnica de espectrometria de emissão atômica com chama (FAES) foi utilizada para determinação de Na em amostras de refrigerantes e águas minerais. Para a seleção das bebidas industrializadas, utilizadas como amostras neste estudo, buscou-se verificar a disponibilidade das mesmas nas cantinas das escolas estaduais do município de Cerro Largo no estado do Rio Grande do Sul (RS). 2. METODOLOGIA Foram analisadas 19 amostras, 6 águas minerais de marcas diferentes e 13 amostras de refrigerantes de marcas e sabores diferentes. Para selecioná-las, verificou-se a disponibilidade destas bebidas nas cantinas das escolas estaduais do município de Cerro largo - RS, dando atenção às marcas e sabores (cola, guaraná, limão, laranja e uva). Feito este levantamento as bebidas foram adquiridas em estabelecimentos comerciais. As amostras receberam os seguintes códigos: R-01 a R-08 para os refrigerantes com açúcar e Z-01 a Z-07 para os refrigerantes com adoçante e A-01 a A-06 para as águas minerais. Os refrigerantes, por possuírem muitos ingredientes passaram por um processo de preparo de amostras, neste utilizou-se a digestão por via úmida em chapa de aquecimento a temperatura de 250 C por 2 horas. Adicionou-se 10,00 ml da amostra em erlenmeyer, seguindo-se de 10,00 ml de ácido nítrico (HNO3) da marca Vetec bidestilado. O procedimento foi realizado em duplicata, também realizou-se digestão do branco e de amostra fortificada com padrão de Na. Após a digestão, transferiramse as amostras para tubos cônicos de 50,00 ml, previamente descontaminados e o

2 volume aferido com água ultrapura (18,2 MΩ cm, Milli-Q, Millipore). As amostras de água minerais foram medidas diretamente sem digestão. Utilizou-se a padronização externa para a elaboração da curva de calibração, o padrão utilizado foi uma solução de Na 1000 mg/l (Sigma-Aldrich). A faixa de trabalho foi de 0,50 a 50,00 mg/l. Aos cinco padrões da curva foram adicionados 1,00 ml de HNO3 10%. O branco da curva foi preparado com água ultrapura e 1,00 ml de HNO3 a 10 %. A análise foi realizada utilizando um espectrômetro de absorção atômica com chama (SavantAAGBC) operando no modo emissão. Selecionou-se comprimento de onda de 589,00 nm, a largura da fenda 0,50 nm, a altura do queimador de 8,00 mm e chama de ar/acetileno nas vazões 10 L/min e 2 L/min, respectivamente. 3. RESULTADOS e DISCUSSÃO Dois comprimentos de onda característicos para a determinação de Na foram testados, o principal 589,0 nm e o secundário 330,4 nm. Os resultados mais satisfatórios foram na linha de ressonância principal do Na, visto que esta, como já era esperado, apresentou maior intensidade de sinal, o que reflete maior sensibilidade. Selecionado os parâmetros instrumentais, foram construídas cinco curvas de calibração. Três curvas foram preparadas no mesmo dia de teste para analisar a precisão intra-dia (repetitibilidade) e para verificar a precisão intermediária, duas novas curvas de calibração foram construídas em diferentes dias. Neste ensaio verificou-se que a metodologia proposta é precisa. Figura 1. Curva de calibração para sódio na faixa de trabalho de 5,00 50,00 mg/l. Como pode ser observado na figura 1, a curva de calibração apresentou comportamento não linear, este também foi observado no trabalho realizado por Peixer (2013). O coeficiente de determinação (R 2 ) ficou próximo a 1, o que é considerado adequado para a curva de calibração na faixa de trabalho selecionada. Porém, no intuito de obter resultados melhores realizou-se novo ensaio onde adicionou-se cloreto de potássio (KCl), a todos os padrões analíticos, para suprimir a possível ionização do sódio, uma vez que este elemento por ser um metal alcalino é afetado por variações na temperatura da chama, sendo facilmente excitável. Seguindo os estudos de Oliveira e colaboradores (2002), foram realizados ensaios com adição de 2,10 g/l de KCl como supressor de ionização, para verificar se há ocorrência de alterações no sinal analítico do elemento. A curva continuou apresentando característica não linear, e as intensidades de emissão foram menores utilizando o

3 potássio como supressor de ionização, quando na verdade se esperava o contrário, assim optou-se pela não utilização do KCl. O limite de detecção (LD) e o limite de quantificação (LQ) foram calculados com base na determinação de Na de onze medidas do branco, os valores obtidos foram 0,343 e 0,515 mg/l para LD e LQ, respectivamente. Testes de recuperação foram realizados para verificar a exatidão, uma vez que não se dispunha de material de referência certificado para o elemento Na em refrigerantes e águas. O ensaio de recuperação foi aplicado para a determinação de Na em duas amostras de refrigerantes (com e sem açúcar em sua composição). O padrão de Na foi adicionado as amostras nas concentrações de 5,00 mg/l e 15,00 mg/l e posteriormente foi realizada a digestão das amostras com e sem esta adição de padrão e um branco. As recuperações apresentaram valores de 107% para a amostra de refrigerante com açúcar e 109% para a amostra sem açúcar, estando entre 80% e 120% considerado aceitável e de acordo com os resultados obtidos por Magalhães e colaboradores (2011) para determinação de Na em adoçantes dietéticos líquidos por espectrometria de emissão atômica. Após a realização dos ensaios para a validação da metodologia, realizou-se a determinação de Na nas amostras de refrigerantes e águas minerais. As concentrações de Na, determinado nas amostras de refrigerante que contém açúcar em sua composição variaram de 44,74 a 116,68 mg/l, sendo os dados apresentados na figura 2. A figura 3 mostra a média dos valores experimentais de Na encontrado nos refrigerantes que possuem adoçantes em sua composição. Figura 2. Concentrações de sódio nos refrigerantes que não contém adoçante. Figura 3. Concentrações de sódio nos refrigerantes que contém adoçante. Como pode ser observado na figura 2 os resultados experimentais se assemelham aos valores estabelecidos no rótulo do produto em mg/l, com pequena

4 variação. Porém, para a amostra R-01 a base de guaraná, o resultado encontrado foi maior que o previsto no rótulo. Devido ao rótulo não apresentar o desvio padrão, não há como estimar se há variação. As concentrações de Na nas amostras com adoçante (figura 3) variaram de 55,69-206,72 mg/l. Com base na observação dos rótulos já esperava-se teores de Na maiores em bebidas adoçadas artificialmente, isso também pode ser observado no estudo de Ferrari e Soares (2003), que encontraram em suas análises cerca de duas vezes mais Na em bebidas adoçadas com adoçantes do que em bebidas adoçadas com açúcar. Observando-se os rótulos, para a amostra Z-02 a base de guaraná, o resultado encontrado foi maior que o rotulado. Para determinação de Na em águas minerais, a medida foi realizada sem a necessidade de preparo da amostra, tendo em vista que a matriz não é complexa. A menor manipulação da amostra minimiza os erros e as contaminações que podem interferir no sinal analítico, porém houve a necessidade de diluir duas amostras em um fator de 5 vezes para determinação da concentração de Na, pois os valores rotulados eram superiores a faixa de trabalho estabelecida para a calibração. A média das duplicatas das concentrações medidas para as amostras de águas minerais encontram-se ilustradas na figura 4. Figura 4. Concentrações de sódio nas amostras de águas minerais. O teor de Na determinado pela metodologia proposta encontraram-se próximo dos valores rotulado. As seis amostras de água mineral apresentaram teores de Na que variam entre 14,58 e 89,37 mg/l. Porém, conforme observado na figura 4, a concentração de Na para a amostra A-04 apresentou valor acima do estabelecido no rótulo, enquanto duas amostras, A-01 e A-06 apresentaram valores abaixo do rotulado. Em resumo, dentre as dezenove amostras analisadas, observou-se que três apresentaram valores de concentrações superiores ao rotulado, sendo estas, as amostras R-01 e Z-02 a base de guaraná e a amostra A-04 de água mineral. Dezesseis apresentaram valor de concentração satisfatória quando comparado com os rótulos dos produtos. É possível afirmar que o método espectrométrico de emissão atômica em chama apresentou-se adequado para a finalidade proposta. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS A determinação de Na em amostras de refrigerantes e águas minerais por espectrometria de emissão atômica com atomização em chama mostrou-se uma

5 técnica simples, prática e rápida para determinações de sódio até 50,00 mg/l. Em se tratando de emissão podem ocorrer erros durante as análises, ocasionados pela ionização do Na, mas testes com adição de cloreto de potássio como supressor de ionização mostraram que não houve mudanças nas medidas. O método de preparo de amostra, utilizando digestão por via úmida, proporcionou bons resultados na redução de interferentes presentes nas amostras de refrigerantes. As amostras analisadas apresentaram teores de Na proporcionais aos rotulados, com pequenas variações. Sendo assim, a metodologia foi considerada adequada para a determinação do teor de Na em refrigerantes e águas minerais, podendo ser utilizada para o controle de qualidade dos mesmos. Os elevados teores de sódio presentes nos refrigerantes, com redução de açúcar e zero açúcar, revelaram a importância de efetuar o esclarecimento aos consumidores da bebida quanto a consumo deste tipo de produto. 5. REFERÊNCIAS CRZECHOTA, T. Ingestão de Bebidas Gaseificadas Ricas em Sódio por Adolescentes Trabalho de Conclusão de Curso de Nutrição do Departamento De Ciências Da Vida DC Vida da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, UNIJUÍ, Ijuí, FERRARI, C. C.; SOARES, L. M. Concentrações de Sódio em Bebidas Carbonatadas Nacionais. Rev. Ciência e Tecnologia de Alimentos. p , MACHADO, S. S.; SILVA, T. R.; OLIVEIRA, N. R. de; NEUTZLING, M. B.; ASSUNÇÃO, M. C. F.; MALCON, M. C.; HALLAL, P. C.; MENEZES, A. M. B.; Hábitos alimentares de escolares adolescentes de Pelotas, Brasil. Revista de Nutrição Campinas, maio/jun.,2010. MAGALHÃES, G. C. de; MARTINS, M. de L.; OLIVEIRA, G. C.; OLIVEIRA, A. P. de e VILLA, R. D. Determinação de Na + e K + em Adoçantes Dietéticos Líquidos por FAES. 34ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química NUNES, S. F.; LOPES, K A.; RODRIGUES, K. P.; LIMA, H. de S.; FREIRE, S. M.; FIGUEIREDO, I. V. Presença de sódio nos refrigerantes: Qual o impacto para a saúde. In: I Congresso Virtual Brasileiro-Gestão, Educação e Promoção da Saúde. São Luís, [acesso em 14 maio 2017]. Disponível em: OLIVEIRA, A. P. de.; OKUMURA, L. L.; GOMES, N.; MORAIS, M. de. Avaliação do método das adições de analito para a determinação de sódio em álcool combustível por espectrometria de emissão atômica em chama. Eclética Química, v. 27, n. 1es, PEIXER, L. C. Determinação de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos em alimentos. TCC apresentado à Coordenação do Curso de Licenciatura em Ciências da Natureza como requisito Habilitação em Química do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Campus/SC, ROSA, S. E. S. da; COSENZA, J. P.; LEÃO, L. T. de S. Panorama do setor de bebidas no Brasil, [acesso em 14 maio 2017]. Disponível em: