Development of portable devices for determination of preservatives and contaminants in beverages using 3D printing, spot tests and digital image processing

Autor: Gabriel Martins Fernandes
Přispěvatelé: Petruci, João Flávio da Silveira, Cardoso, Arnaldo Alves, Santos, André Luiz dos
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFU
Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
Popis: Nos últimos anos, o desenvolvimento de novas abordagens para métodos colorimétricos foi destaque na área de química analítica. Isso se deve a popularização de dispositivos eletrônicos para aquisição de imagens digitais e sua utilização como promissores substitutos dos espectrofotômetros, equipamento clássico utilizado na colorimetria. A obtenção e utilização de imagens digitais para fins analíticos – aliado ao emprego do papel de filtro como plataforma reacional – possibilita o desenvolvimento de métodos quantitativos de baixo custo, miniaturizados, portáteis e de fácil aplicação. Nesse sentido, o trabalho proposto tem como objetivo o desenvolvimento de dois métodos analíticos de baixo custo para avaliar a presença de contaminantes e conservantes em bebidas relacionados aos parâmetros de qualidade. O primeiro método teve como objetivo a determinação de cobre (II) em amostras de cachaça utilizando uma reação colorimétrica realizada em spot test de papel. A utilização do papel como plataforma reacional possibilitou a utilização direta do reagente Na-DDTC sem a necessidade de extração do produto da reação com solvente orgânico. O método proposto apresentou limite de quantificação de 3 mg L-1, faixa de trabalho entre 3 e 25 mg L-1 com R2 >0,99 e precisão (n = 10) de 2,9%. A exatidão do método foi avaliada em termos de recuperação e os resultados encontrados estiveram no intervalo de 90,1 a 109,5 %, mostrando que é possível aplicar o método proposto em amostras de cachaça. O segundo método desenvolvido teve como objetivo a determinação de sulfito em amostras de suco concentrado utilizando extração por volatilização e monitoramento da alteração do pH provocada pela interação entre SO2 e indicadores ácido-base impregnados em papel de filtro. A técnica de impressão 3D foi utilizada para viabilizar a construção de uma plataforma para realização da etapa de micro extração por difusão gasosa (GDME) e as imagens digitais do sistema analítico foram obtidas aplicando um smartphone (Galaxy S20+). O método apresenta limite de quantificação de 5 mg L-1, faixa de trabalho entre 5 e 90 mg L-1 com R2>0,99 e precisão (n = 5) de 2,2%. A análise de amostras de suco concentrado apresentou valor de recuperação de 106,3 %, mostrando que é possível aplicar o método proposto para realização de medidas de sulfito em amostras de suco concentrado. In recent years, the development of colorimetric methods has gained attention again. This is due to the popularization of electronic devices for digital images acquisition, these devices are shown to be promising substitutes for the spectrophotometer, classic equipment used for colorimetric measurements. The use of digital images to perform colorimetric measurements enables the development of low-cost methods. To enable the miniaturization and development of portable platforms, it is possible to employ paper-based analytical devices as a reaction platform. The development of analytical methods for food quality control is very important to ensure quality parameters and detect possible contaminants. In this sense, the proposed work aims to develop two low-cost analytical methods to assess the presence of contaminants and ensure quality parameters in beverages. The first method aims to determine copper in sugarcane spirits samples using paper-based analytical devices. The use of paper as a reaction platform made it possible to use the Na-DDTC reagent, which in solution would need an extraction step with the appropriate solvent. The proposed method has a limit of quantification of 3 mg L-1, linear range 3 – 25 mg L-1 with R2 >0.99, precision (n = 10) 2.9%. When the method was applied to sugarcane spirit samples, it presented recovery values from 90.1 to 109.5%, showing that it is possible to apply the proposed method in samples of cachaça. The second method aims to determine sulfite in concentrated juice samples using paper based analytical devices, in addition to using the 3D printing technique to enable the construction of a platform to carry out the gas diffusion micro extraction (GDME) step. digital images to evaluate the colorimetric reaction were obtained by applying a smartphone (Galaxy S20+). The method has a quantification limit of 5 mg L-1, linear range 5 – 90 mg L-1 with R2>0.99; precision (n = 5) 2.2%. And when applied to analysis of concentrated juice samples, it showed excellent recovery value of 106.9%. Showing that it is possible to apply the proposed method to perform sulfite measurements in concentrated juice samples. Dissertação (Mestrado)
Databáze: OpenAIRE
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