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Conheça as etapas da análise residual de pesticidas

  • análise de pesticidas

As perdas anuais na agricultura por causa das pragas chegam a 1 bilhão de toneladas no mundo todo, o que corresponde de 20 a 30% na produção. Os pesticidas desempenham um importante papel no crescimento da agricultura moderna.

Contudo, a utilização destes compostos químicos, que por um lado gera benefícios, por outro, é responsável pela contaminação do solo, água e alimentos.

No Brasil, os agrotóxicos são amplamente utilizados e o país vem batendo recordes de liberação do uso de pesticidas. Para se ter uma ideia, apenas em 2021 foram registrados 500 novos tipos de agrotóxicos químicos e biológicos no país.

Com uso indiscriminado dessas substâncias, se torna fundamental realizar a análise residual de pesticidas nos alimentos que chegam ao consumidor brasileiro. Contudo, ainda são poucos laboratórios que realizam esta análise, são apenas 82 no país, que estão concentrados em 11 estados, boa parte em São Paulo.

Pré-requisitos para a análise residual de alimentos

É recomendado que o laboratório tenha a creditação ISO 17025, norma de certificação de segurança de alimentos para fazer a análise residual de pesticidas. Além disso, é importante que esteja no mesmo país de produção para que as amostras – principalmente de origem animal – sejam analisadas rapidamente, pois nem todos os pesticidas são estáveis.

Caso não chegue a tempo, dependendo do tipo de extração realizada, quebras devido à hidrólise, reações enzimáticas ou oxidação não serão reveladas.

5 passos para análise residual de pesticidas

Após o recebimento da amostra no laboratório, esta é inspecionada e certificada que está em boas condições para ser analisada, o fluxo de trabalho analítico, após a definição do método a ser utilizado, consiste em:

1. Preparação da Amostra: converter a amostra de laboratório em uma amostra analítica, se necessário, removendo solo, pedras, ossos, etc., que não devem ser analisados.

2. Processamento de Amostra ou Cominuição: nesta etapa, ocorre o corte, moagem, mistura para tornar a amostra analítica aceitavelmente homogênea em relação à distribuição do analito antes de remoção da porção analítica.

3. Extração: Utilização de solventes para extração e análise do material.

4. Limpeza (opcional): procedimento para remover coextrativo (interferente) não específico da matriz.

5. Determinação analítica: separação, detecção, identificação e quantificação de analitos alvo e reporte dos resultados.

As etapas 2 e 3 são essenciais na análise residual de pesticidas, por isso, estão detalhadas abaixo.

Processamento de Amostra

O primeiro passo é garantir que a amostra seja aceitável para análise. Ela não deve apresentar sinais visíveis de deterioração e deve estar em conformidade com os requisitos apropriados.

O procedimento para converter em amostra analítica é o corte, moagem, ou mistura necessária para fazer a análise amostra suficientemente homogênea – em relação a distribuição de analitos.

Alguns laboratórios trituram amostras de frutas e vegetais em temperatura ambiente, formando uma ‘sopa’ líquida.

Processamento de amostra em temperatura ambiente.
Fonte:
Richard J Fussell e Fera

Amostras de teste de campo coletadas para pré-registro normalmente são congeladas e então homogeneizadas ou trituradas criogenicamente usando nitrogênio líquido ou CO2 líquido (gelo seco). Isso é feito para evitar a degradação ou perdas de resíduos incorridos em campo, e para converter a amostra a um pó homogêneo e fluido composto de partículas de pequeno porte.

A esquerda, processamento de amostra criogênica utilizando gelo seco. A direita, pó fluido produzido após processamento criogênico. Fonte: Richard J Fussell e Fera.

Isso permite a utilização de pequenas quantidades de amostra, por exemplo, 100 mg de amostra para 1 mL de solvente, assim, aumentando o rendimento da amostra.

Contudo, o processamento criogênico é menos popular do que o processamento em temperatura ambiente porque requer equipamento de alto custo, e maiores procedimentos de segurança. Utilizar gelo seco requer tempo adicional para pré-congelamento da amostra e sublimação de CO2 após cominuição.

O tipo de amostra deve ser levado em consideração para não haver perda ou retirada dos pesticidas durante o processo.

O que pode atrapalhar a análise residual de pesticidas?

Perdas de pesticidas podem ocorrer por hidrólise pela água, oxidação, degradação enzimática após a liberação de enzimas quando as células são rompidas, degradação devido ao pH, ou a formação de complexos insolúveis por interação com os componentes da matriz.

Cada um desses fatores, individualmente ou em combinação, podem levar a uma subestimação da verdadeira concentração de resíduos.

Devido à sua elasticidade, as cascas de uvas, ameixas e tomates não podem ser finamente picadas; isso pode ser uma fonte de heterogeneidade especialmente no caso de pesticidas de contato que são mais concentrados nas peles. A homogeneidade suficiente também depende de uma mistura completa durante a retirada das subamostras (porções de teste). Caso contrário, as diferentes frações (sólidas, líquidas, peles) podem formar camadas causando ainda mais heterogeneidade.

Cominuição ou homogeneização de água em amostras de conteúdo, como frutas e legumes a baixas temperaturas, usando nitrogênio líquido ou gelo seco, pode inativar enzimas e retardar reações químicas durante a trituração das amostras.

Amostras de baixo teor de água, como grãos (trigo, centeio, aveia, etc.) tendem a ser fisicamente desintegradas em um moinho ou moedor. As amostras precisam ser desintegradas em pequenas partículas para fornecer subamostras homogêneas (dependendo do tamanho das subamostras necessárias) sem causar a separação do endosperma e da casca. Como alguns pesticidas podem estar presentes em alta concentração nas cascas externas, qualquer separação desproporcional causará resultados irreprodutíveis e imprecisos. Além disso, moer as amostras em partículas menores aumenta a geração de calor, e isso pode ser suficiente para degradar alguns pesticidas. Gelo seco pode ser usado para resfriar o moinho antes da moagem ou pode ser adicionado à amostra durante a moagem para evitar o superaquecimento.

Extração com solvente e limpeza

A escolha dos solventes

A seleção do solvente de extração é um dos pontos fundamentais no desenvolvimento de um método de extração multirresíduo. Muitos aspectos devem ser considerados, entre eles: habilidade de extração de um amplo espectro de pesticidas com diferentes polaridades, apresentar seletividade durante a extração, partição e clean-up, compatibilidade com diferentes técnicas cromatográficas, baixo custo, segurança, além de observar a legislação ambiental.

Os solventes mais utilizados para extração multirresíduo de pesticidas são: acetato de etila, acetona e acetonitrila, sendo que cada um destes apresenta vantagens e desvantagens.

Acetato de etila

Pontos positivosPontos negativos
Tem demonstrado ser um solvente com características universais, uma vez que possui capacidade para extrair pesticidas de diferentes classes em diversos tipos de amostras.Os percentuais de recuperação de pesticidas com caráter básico (pKa > 4) são baixos devido a problemas de degradação, sendo necessária a adição de hidróxido de sódio para um aumento destes percentuais.

Acetona e acetonitrila

Pontos positivosPontos negativos
São miscíveis em água e promovem a extração em uma fase única quando em contato com a matriz. A utilização de acetonitrila possibilita a extração de uma menor quantidade de coextrativos lipofílicos provenientes da amostra, como ceras, gorduras e pigmentos, e proporciona a extração de uma ampla faixa de pesticidas com diferentes polaridades.Quando uma extração é realizada com acetona há necessidade de adição de solventes apolares para que ocorra a separação entre as fases orgânica e aquosa, o mesmo não é necessário quando se utiliza acetonitrila, uma vez que a adição de sais ao extrato faz com que ocorra tal separação.
 
A desvantagem da acetonitrila é o grande volume de expansão durante vaporização no cromatógrafo a gás, interferências nos detectores termoiônico específico de chama e de condutividade eletrolítica, além de apresentar considerável toxicidade.

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Referências:

https://tools.thermofisher.com/content/sfs/brochures/WP-72048-MS-Sample-Preparation-WP72048-EN.pdf

https://www.scielo.br/j/qn/a/BJq59mTbNC6HhzTcSW5vpTp/?lang=pt

https://g1.globo.com/economia/agronegocios/noticia/2021/12/06/liberacao-de-agrotoxicos-em-2021-bate-novo-recorde-na-serie-historica-maioria-e-generico.ghtml

https://www.gov.br/anvisa/pt-br/assuntos/agrotoxicos/programa-de-analise-de-residuos-em-alimentos/arquivos/3770json-file-1