Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-02T15:47:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Larissa_corrigidaII.pdf: 1019512 bytes, checksum: edf232cf9ac3bc5e1e6b995c18e3398e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-13T14:13:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Larissa_corrigidaII.pdf: 1019512 bytes, checksum: edf232cf9ac3bc5e1e6b995c18e3398e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T14:13:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Larissa_corrigidaII.pdf: 1019512 bytes, checksum: edf232cf9ac3bc5e1e6b995c18e3398e (MD5) / CNPq / Alimentos industrializados, tais como misturas de condimento e sopas instantâneas, geralmente possuem alto teor salino em sua composição, o que torna mais difícil a quantificação dos micro elementos por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo o estudo de estratégias para a determinação de elementos essenciais e não essenciais em matrizes alimentícias com alto teor salino por ICP OES. O estudo das variáveis potência de radiofrequência (PR) e vazão de gás de nebulização (VGN) foi realizado utilizando planejamento fatorial completo 22e matriz Doehlert. A partir da avaliação dos gráficos de superfície e dos perfis de desejabilidade, foi possível estabelecer uma condição operacional ótima de potência e vazão de 1250 We 1,0 L min-1, respectivamente. Foi também realizada a avaliação dos elementos Be, Ga, In, Sc e Y como candidatos a padrão interno. Esse estudo foi feito a partir da comparação dos coeficientes angulares de curvas analíticas preparadas na ausência, na presença da matriz, sem e com adição do padrão interno.Os candidatos recomendados foram Sc e Y. As amostras adquiridas em supermercados da cidade de Salvador, Bahia, foram submetidas ao procedimento de decomposição ácida assistida por radiação micro-ondas, cujas condições foram selecionadas com base no teor de carbono residual, na acidez residual e nas concentrações dos elementos de interesse. Os parâmetros de desempenho do método proposto foram estabelecidos com base nos limites de detecção e quantificação, teste de adição e recuperação, precisão e exatidão. A exatidão do método foi avaliada a partir da análise do material de referência certificado NIST 1570a (Trace Elements in Spinach Leaves) e foram obtidos percentuais de recuperação na faixa entre 84,4 a 104,4%. O método proposto foi aplicado em amostras com diferentes sabores de misturas de condimento e de sopas instantâneas. As faixas de concentração para os elementos determinados, em µg g-1, foram: Ba (0,312 – 1,865), Ca (348 - 3909); Cu (0,530 – 1,315); Fe (6,1 – 44,8); K (405 - 16403); Mg (97 - 504); Mn (0,504 – 8,416); P (332 – 2921), Sr (0,98 – 20,47), Zn (0,439 – 19,47) e em % m m-1 Na (2,84 – 10,21). Um estudo de acessibilidade “in vitro” nas amostras de sopas instantâneas foi realizado por meio do método in vitro SBET (Simple Bioaccessibility Extraction Test) e foi encontrada uma faixa de 7,5 – 87,1%, sendo a maior porcentagem para o elemento K. A contribuição deste trabalho está relacionada a proposta de novas estratégias que viabilizaram a avaliação da composição em termos de elementos essenciais em alimentos com alto teor salino. Além disso, informações inéditas foram obtidas sobre a acessibilidade para as amostras de sopas instantâneas. / Processed foods, such as seasonings mixtures and instant soups, usually have high salt levels in their composing which makes it more difficult quantification of microelements by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). In this context, the present work had as objective the study of strategies for the determination of essential and non-essential elements in food matrices with high saline content by ICP OES. The study of radiofrequency power variables and nebulizer gas flow had performed using full 22 factorial design and Doehlert matrix. From the evaluation of surface charts and desirability profiles, it was possible to establish a suitable operating condition of 1250 W and 1.0 L min-1 for radiofrequency power and nebulizer gas flow, respectively. It was also performed the assessment of the elements Be, Ga, In, Sc and Y as candidates for internal standardization. This study was done from the comparison of the slope of analytical curves prepared in the absence, in the presence of the matrix, with and without addition of internal standard. The recommended candidates were Sc and Y. Samples purchased at supermarkets in the city of Salvador, Bahia, underwent the procedure of microwave-assisted acid decomposition, whose conditions were selected based on the residual carbon content, on residual acidity and on the concentrations of the elements of interest. The performance parameters of the proposed method were established based on limits of detection and quantification, addition and recovery testing, precision and accuracy. The accuracy of the method was evaluated from the analysis of certified reference material NIST 1570a (Trace elements in spinach leaves) and the recovery percentages were in the range between 84.4 to 104.4%. The proposed method was applied to samples with different flavors of seasoning mixtures and instant soups and the concentration ranges for certain elements, in µg g-1 were: Ba (0.312 – 1.865), Ca (348 – 3909); Cu (0.530 –1.315); Fe (6.1 –44.8); K (405 – 16403); Mg (97 – 504); Mn (0.504 – 8.416); P (332 –2921), Sr (0.98 – 20.47), Zn (0.439 – 19.47) and in% m m- 1Na (2.84 – 10.21). A study of accessibility in the samples of instant soups was done through the in vitro SBET method (Simple Bioaccessibility Extraction Test) and was found a range of 7.5 – 87.1%, being the largest value for the element K. The contribution of this work is related to proposed new strategies that enable the assessment of the composition in terms of essential elements in foods with high salt content. In addition, unpublished information was obtained about the accessibility for samples of instant soup

Nos últimos 20 anos, a espectroscopia de emissão ótica com plasma induzido a laser (LIBS) tem se tornado uma das mais promissoras ferramentas em química analítica, cujas aplicações são destinadas às análises multi-elementares em amostras nos estados sólido, líquido e gasoso. Suas aplicações são as mais diversas, pois sua instrumentação é relativamente simples e pode ser portátil. Em especial, a LIBS apresenta grande potencial de uso na agricultura, com diversas publicações que exploram, principalmente, a concentração de carbono em solos. Entretanto, a construção de modelos gerais de calibração é uma das maiores dificuldades da técnica, pois ela está suscetível aos efeitos de matriz que adicionam comportamentos não-lineares às intensidades das emissões. Com intuito de compreender quais são as principais causas dessa dependência, este trabalho avaliou relações entre propriedades físicas do plasma LIBS e as inclinações das curvas de calibração para cinco emissões de carbono em amostras sintéticas de diferentes potenciais de ionização, sendo elas KCl e H3BO3 com 1% de CuSO4 e concentrações entre 0 e 10 % de carbono. Constatou-se que temperatura e densidade de elétrons dependem inversamente da concentração de carbono nas amostras, o que provavelmente está associado às taxas de ablação de material da amostra e recombinação no interior do plasma. Ademais, esses parâmetros em plasmas originados das amostras de KCl + CuSO4 são maiores do que para a matriz de H3BO3 + CuSO4, além de que apenas plasmas originados da primeira matriz satisfizeram o critério de McWhirter para C I, Cu I e Cu II em todas as concentrações de carbono, indicando que eles devem apresentar condições de equilíbrio termodiâmico local. O mesmo não foi obtido para o caso da matriz de H3BO3 + CuSO4, o que pode explicar suas elevadas incertezas nos valores da temperatura e densidade de elétrons. Verificou-se ainda que as inclinações das curvas de calibração para o carbono foram maiores para o caso da matriz com elementos majoritários de menor potencial de ionização e que isso está diretamente relacionado às propriedades intrínsecas dos plasmas originados, o que corrobora a hipótese deste trabalho. Além disso, cálculos de correlação entre a área do pico de carbono em 247,89 nm e cada ponto dos espectros LIBS mostraram que a emissão de Cu II em 224,72 nm linearizou as curvas de calibração, minimizando os efeitos de matriz. Por fim, este trabalho contribuiu tanto com avanços no conhecimento até então existente a respeito dos efeitos de matriz quanto com um eficiente conjunto de técnicas analíticas para espectros, cujo potencial de aplicação é enorme. / In the last 20 years, laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has been one of the main tools in analytical chemistry, whose applications are destinated to multi-elementar analysis in solid, liquid or gaseous samples. Its use is diverse, since its instrumentation is relatively simple and can be portable. In particular, LIBS has a great potential for use in agriculture, with many publications that explore mainly the carbon concentration in soils. However, the construction of general calibration models is one of the greatest difficulties of the technique, since it is susceptible to matrix effects that add non-linear behaviors to the emission intensities. In order to understand the main causes of this dependence, this study evaluated the relationships between physical properties of the LIBS plasma and the slope of the calibration curves for carbon emissions in synthetic samples with different ionization potentials. Those samples were made of KCl and H3BO3 with 1% of CuSO4 and carbon concentrations ranging from 0 to 10%. It was found that the plasma temperature and electron density are inversely proportional to the carbon concentration in the samples, which is probably associated with rates of sample ablation and recombination within the plasma. In addition, these parameters in plasmas originating from the samples of KCl + CuSO4 are larger than those originating from the matrix of H3BO3 + CuSO4 at all carbon concentrations, indicating that the first matrix must be in local thermodynamics equilibrium. However, similar results were not found for the other matrix which may explain its high uncertainties in the values of temperature and electron density. It was verified that the slope of the carbon calibration curves were higher for the matrix with elements of low ionization potential than for the other matrix and that this is directly related to the intrinsic properties the plasmas originated, which corroborates the hypothesis of this study. Furthermore, the analysis of correlation between the carbon peak area at 247.89 nm and each point of the LIBS spectra have shown that the Cu II emission at 224.72 nm linearized the calibration curves, minimizing the matrix effects. Finally, this study contributed with advances in the knowledge about matrix effects and with an efficient set of analytical tools for spectra whose application potential is huge.

Nos últimos 20 anos, a espectroscopia de emissão ótica com plasma induzido a laser (LIBS) tem se tornado uma das mais promissoras ferramentas em química analítica, cujas aplicações são destinadas às análises multi-elementares em amostras nos estados sólido, líquido e gasoso. Suas aplicações são as mais diversas, pois sua instrumentação é relativamente simples e pode ser portátil. Em especial, a LIBS apresenta grande potencial de uso na agricultura, com diversas publicações que exploram, principalmente, a concentração de carbono em solos. Entretanto, a construção de modelos gerais de calibração é uma das maiores dificuldades da técnica, pois ela está suscetível aos efeitos de matriz que adicionam comportamentos não-lineares às intensidades das emissões. Com intuito de compreender quais são as principais causas dessa dependência, este trabalho avaliou relações entre propriedades físicas do plasma LIBS e as inclinações das curvas de calibração para cinco emissões de carbono em amostras sintéticas de diferentes potenciais de ionização, sendo elas KCl e H3BO3 com 1% de CuSO4 e concentrações entre 0 e 10 % de carbono. Constatou-se que temperatura e densidade de elétrons dependem inversamente da concentração de carbono nas amostras, o que provavelmente está associado às taxas de ablação de material da amostra e recombinação no interior do plasma. Ademais, esses parâmetros em plasmas originados das amostras de KCl + CuSO4 são maiores do que para a matriz de H3BO3 + CuSO4, além de que apenas plasmas originados da primeira matriz satisfizeram o critério de McWhirter para C I, Cu I e Cu II em todas as concentrações de carbono, indicando que eles devem apresentar condições de equilíbrio termodiâmico local. O mesmo não foi obtido para o caso da matriz de H3BO3 + CuSO4, o que pode explicar suas elevadas incertezas nos valores da temperatura e densidade de elétrons. Verificou-se ainda que as inclinações das curvas de calibração para o carbono foram maiores para o caso da matriz com elementos majoritários de menor potencial de ionização e que isso está diretamente relacionado às propriedades intrínsecas dos plasmas originados, o que corrobora a hipótese deste trabalho. Além disso, cálculos de correlação entre a área do pico de carbono em 247,89 nm e cada ponto dos espectros LIBS mostraram que a emissão de Cu II em 224,72 nm linearizou as curvas de calibração, minimizando os efeitos de matriz. Por fim, este trabalho contribuiu tanto com avanços no conhecimento até então existente a respeito dos efeitos de matriz quanto com um eficiente conjunto de técnicas analíticas para espectros, cujo potencial de aplicação é enorme. / In the last 20 years, laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has been one of the main tools in analytical chemistry, whose applications are destinated to multi-elementar analysis in solid, liquid or gaseous samples. Its use is diverse, since its instrumentation is relatively simple and can be portable. In particular, LIBS has a great potential for use in agriculture, with many publications that explore mainly the carbon concentration in soils. However, the construction of general calibration models is one of the greatest difficulties of the technique, since it is susceptible to matrix effects that add non-linear behaviors to the emission intensities. In order to understand the main causes of this dependence, this study evaluated the relationships between physical properties of the LIBS plasma and the slope of the calibration curves for carbon emissions in synthetic samples with different ionization potentials. Those samples were made of KCl and H3BO3 with 1% of CuSO4 and carbon concentrations ranging from 0 to 10%. It was found that the plasma temperature and electron density are inversely proportional to the carbon concentration in the samples, which is probably associated with rates of sample ablation and recombination within the plasma. In addition, these parameters in plasmas originating from the samples of KCl + CuSO4 are larger than those originating from the matrix of H3BO3 + CuSO4 at all carbon concentrations, indicating that the first matrix must be in local thermodynamics equilibrium. However, similar results were not found for the other matrix which may explain its high uncertainties in the values of temperature and electron density. It was verified that the slope of the carbon calibration curves were higher for the matrix with elements of low ionization potential than for the other matrix and that this is directly related to the intrinsic properties the plasmas originated, which corroborates the hypothesis of this study. Furthermore, the analysis of correlation between the carbon peak area at 247.89 nm and each point of the LIBS spectra have shown that the Cu II emission at 224.72 nm linearized the calibration curves, minimizing the matrix effects. Finally, this study contributed with advances in the knowledge about matrix effects and with an efficient set of analytical tools for spectra whose application potential is huge.