Practica: Determinación de micronutrientes y metales tóxicos en

Practica: Determinación de micronutrientes y metales tóxicos en alimentos,
mediante la técnica de absorción atómica.
Objetivo: Cuantificar mediante la técnica de absorción atómica elementos esenciales y
metales tóxicos en alimentos.
Introducción: En la actualidad existen alrededor de 70.000 sustancias químicas diferentes y cada
año se introducen otras 1500 nuevas. Entre ellos se encuentran una gran cantidad de metales
pesados como el cadmio, cromo, cobalto, cobre, plomo, mercurio, níquel plata y uranio, que
se encuentran repartidos en pequeñas cantidades por todas partes. Todos estos elementos son
potencialmente tóxicos y pueden dañar a los seres vivos en concentraciones tan pequeñas
como de 1 ppm.
Los elementos pueden ser caracterizados dependiendo de la función que desempeñe dentro
del metabolismo de los seres vivos.
1- Micronutrientes (concentraciones de g/Kg): sodio, potasio, calcio, fósforo, flúor, magnesio,
hierro, etc.
2- Elementos Traza (concentraciones de mg/Kg): Su presencia es esencial para una o más
funciones en el organismo.
3.- Metales tóxicos son aquellos cuya concentración en el ambiente puede causar daños en la
salud de las personas.
Es importante notar que los metales pesados son un grupo de elementos químicos que
presentan una densidad relativamente alta (por lo menos cinco veces mayor que la del agua)
y cierta toxicidad para el ser humano.
Los más importantes son: Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Cromo (Cr), Cobre (Cu),
Mercurio (Hg), Níquel (Ni), Plomo (Pb), Estaño (Sn) y Zinc (Zn).
Los términos metales pesados y metales tóxicos se usan como sinónimos pero sólo algunos de
ellos pertenecen a ambos grupos.
Autor: Araceli Tovar Tovar
1
Grupo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Periodo
1
2
3
1
2
H
He
3
4
5
6
7
8
9
10
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
11
12
13
14
15
16
17
18
Al
Si
P
S
Cl
Ar
31
32
33
34
35
36
Na Mg
4
5
6
7
19
20
K
21
22
23
24
25
Ca Sc
Ti
V
Cr
Mn Fe
Co Ni
Cu Zn
Ga Ge As
Se
Br
Kr
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
49
50
51
52
53
54
Rb
Sr
Y
Zr
Nb Mo Tc
Ru
Rh
Pd
Ag Cd In
Sn
Sb
Te
I
Xe
55
56
72
73
74
75
76
77
78
79
82
83
84
85
86
Cs
Ba
Hf
Ta
W
Re
Os Ir
Pt
Au Hg Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
87
88
104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118
Fr
Ra
Rf
Db Sg
Bh
26
Hs
27
Mt
28
Ds
29
30
48
80
81
Uuu Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
Lantánido
57
58
s
La
Ce Pr
Nd Pm Sm Eu
Gd Tb
Dy Ho Er
89
90
91
92
93
96
97
98
99
100 101 102 103
Ac Th
Pa
U
Np Pu
Am Cm Bk
Cf
Es
Fm Md No Lr
Actínidos
59
60
61
62
94
63
95
64
65
MODERADAMENTE
MUY TÓXICO
67
68
69
70
71
Tm Yb Lu
LIGERAMENTE TÓXICO
TÓXICO
ESENCIAL PARA EL HOMBRE
66
RADIOACTIVO
EFECTO INCIERTO
EFECTO DESCONOCIDO
Las especificaciones fisicoquímicas en las tortillas son:
Especificación
Límite máximo
Hidróxido de calcio u Oxido de calcio
90% Mínimo
Hidróxido de magnesio
5%
Plomo
8 mg/kg
Flúor
40 mg/kg
Arsénico
3 mg/kg
Autor: Araceli Tovar Tovar
2
En cuanto a las especificaciones que debe cumplir la materia extraña en las tortillas es:
Producto
Límite máximo
Masa, tortillas, tostadas y harinas para
prepararlas.
No más de 50 fragmentos de insectos, no más
de un pelo de roedor y estar exentos de insectos
enteros y excretas, así como de cualquier otra
materia extraña que represente un riesgo a la
salud, en 50g de productos.
Preocupante no???
Material y Equipo:
Tortillas
HNO3 suprapuro
H2O destilada y desionizada (H2O dyd)
Solución estándar de Pb, Ca, Na, Cd
Matraz aforado de 25 ml
Liner teflón para horno de microondas (CEM MS 2000)
Equipo de Espectrofotometría de Absorción Atómica (Varian Spectr AA220)
Lámpara de Cátodo hueco Pb, Ca, Na, y Cd
Procedimiento experimental:
Tortillas:
Una vez que las compres, déjalas enfriar. Cuando llegues al laboratorio ponlas a secar en un
lugar libre de contaminación.
Preparación de la muestra
Fragmentar manualmente o cortar 500g de la muestra en trozos de aproximadamente 1 cm,
mezclar bien y dividirla en cuatro porciones (A, B, C, D) tomar los dos extremos opuestos (A y D)
mezclar, separar una parte y desechar el resto, reunir los dos cuartos restantes (B y C) y se
procederá como se indicó anteriormente, repetir el procedimiento hasta obtener la cantidad
de muestra necesaria.
A
B
C
D
Autor: Araceli Tovar Tovar
3
Digestión en horno de microondas
1.- Cuando la muestra este lista, pesar aproximadamente 500 mg en el recipiente de teflón, (por
triplicado, anotar los pesos exactos) y colocar en el carrusel en el orden apropiado.
2,. Recordar que tienen que tener un recipiente vacío, el cual tendrá de función de blanco de
reactivos.
3.- Adicionar 10 de HNO3 en cada recipiente, incluido el recipiente vacío.
4.- Sellar los recipientes. Como se te indique.
NOTA: aquel recipiente que contenga la muestra con mayor peso; será el que controle
presión, por lo que requiere de tapa de control.
5.- Colocar el carrusel en el horno de microondas, conectar el sensor de presión al vaso control.
6.- Revisar que el carrusel este bien equilibrado.
7.- Llamar al método programado (o programarlo) como sigue (Microwave Sample Preparation
Note FD-6) :
Paso
1
2
3
4
5
% POWER
50
50
50
50
50
PSI
20
40
60
80
100
TIME
8:00
8:00
10:00
10:00
10:00
TAP
3:00
3:00
5:00
5:00
5:00
FAN
100
100
100
100
100
NOTA: el procedimiento esta dado para 4 vasos, , para incrementar o disminuir el número de
vasos, es necesario incrementar o disminuir el poder en un 3%
8.- Correr el programa hasta su término
9.- Dejar enfriar 10 minutos. Quitar tubos de venteo y nueces. Dejar otros 5 minutos.10.- 10.- Abrir
los vasos y dejar hasta que le desprendimiento de vapores rojizos desaparezca.
11.- Llevar el sistema al laboratorio y trasvasar las soluciones (las cuales deben estar
completamente transparentes, en caso que existan sólidos suspendidos es necesario filtrar) a
matraces aforados de 25 ml. Enjuagar cada vaso con H2O dyd, cuidar de pasarse en el aforo.
Autor: Araceli Tovar Tovar
4
Preparación de curvas estándar:
Análisis de Calcio
Calcio
Longitud de onda (nm)
Slit (ancho de ventana) (nm)
Método atomización
Supresor de ionización
Estándar
222.7 nm
0.5 nm
Flama óxido nitroso/acetileno
KCl
High-Purity Standards
Cat #QCS-3
Lote # 0801720
Cad: 29 Oct 2009
Concentración en HNO3 2%
Calcio 100 g/mL
Curva de Calibración: Calculen que volumen necesitar tomar para preparar cada punto, si la
solución de partida tiene 25 ppm (mg/L ó g/ml). Su volumen final será de 25 ml.
Conc. ppm
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Volumen
(en 25 ml)
ppm KCl
2000
2000
2000 2000 2000 2000 Volumen
KCl (ml)
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
Se emplea una solución de KCl como supresor de ionización, es necesario adicionar 2000 ppm
tanto a la curva de calibración como a las muestras.
Análisis de Sodio
Sodio
Longitud de onda (nm)
Slit (ancho de ventana) (nm)
Método atomización
Supresor de ionización
Estándar
588.0 nm
0.5 nm
Flama aire/acetileno
KCl
High-Purity Standards
Cat #QCS-2
Lote # 0801719
Cad: 29 Oct 2009
Concentración en 5% HCl
Calcio 100 ± 5% g/mL
Curva de Calibración: Calculen que volumen necesitar tomar para preparar cada punto, si la
solución de partida tiene 25 ppm (mg/L ó g/ml). Su volumen final será de 25 ml.
Autor: Araceli Tovar Tovar
5
Conc. ppm
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Volumen
(en 25 ml)
ppm KCL
2000
2000
2000 2000 2000 2000 Volumen
KCl
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
Se emplea una solución de KCl como supresor de ionización, es necesario adicionar 2000 ppm
tanto a la curva de calibración como a las muestras.
Análisis de Plomo:
Plomo
Longitud de onda (nm)
Slit (ancho de ventana) (nm)
Método
Método atomización
Estándar
217.0 nm
1.0 m
Curva de calibración
Flama aire/acetileno
High-Purity Standards
Cat #QCS-3
Lote # 0801720
Cad: 29 Oct 2009
Elementos y concentración estándar en
HNO3 2%
Plomo 100 mg/mL
Curva de Calibración: Calculen que volumen necesitar tomar para preparar cada punto, si la
solución de partida tiene 100 ppm (mg/L ó g/ml). Su volumen final será de 25 ml.
NOTA IMPORTANTE: para evitar contaminar la solución estándar tomen un poco y vaciarla en un
vaso de precipitados, lo que sobre NO se regresa al frasco.
Conc ppm
2
4
6
8
10
Volumen
(en 25 ml)
Autor: Araceli Tovar Tovar
6
Análisis de Cadmio
Cadmio
Longitud de onda (nm)
Slit (ancho de ventana) (nm)
Método
Método atomización
Estándar
228.8 nm
0.5 m
Curva de calibración
Flama aire/acetileno
High-Purity Standards
Cat #QCS-3
Lote # 0801720
Cad: 29 Oct 2009
Elementos y concentración estándar en
HNO3 2%
Plomo 100 mg/mL
Curva de Calibración: Calculen que volumen necesitar tomar para preparar cada punto, si la
solución de partida tiene 25 ppm (mg/L ó g/ml). Su volumen final será de 25 ml.
Conc ppm
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Volumen
(en 25 ml)
Análisis:
Abrir el programa controlador del software SpectrAA 200
En la ventana de métodos dar clic donde dice abrir
Buscar el método llamado “ALIMENTOS” y abrirlo
El Equipo se ajusta de acuerdo a las indicaciones del manual de operación del fabricante.
Las lámparas de cátodo hueco se calientan durante un periodo de 10 minutos
Iniciar el análisis, el software solicitara la introducción de:
CERO CAL
Estándar 1
Estándar 2
Estándar 3
Estándar 4
Estándar 5
Autor: Araceli Tovar Tovar
7
A continuación se solicitara la introducción de las muestras problema no olvidar Introducir el
blanco de reactivos
NOTA: Si la curva cumple con un coeficiente de regresión de ≤ 0.999, los resultados emitidos
estarán en unidades de concentración, en caso contrario van a obtener lecturas en
absorbancia.
Si esto sucede tienen dos opciones
1.- Rehacer su curva de calibración poniendo especial atención en la manipulación del
material.
2.- Construir de forma manual su curva de calibración e interpolar las absorbancias de sus
muestras, para obtener la concentración del metal en la misma.
Recordar que no es posible extrapolar concentraciones por lo que si es necesario, hay que
realizar diluciones a fin que la absorbancia obtenida caiga dentro del intervalo de la curva de
calibración.
No se olviden, que para el caso de Calcio y Sodio, al realizar la dilución tienen que adicionar la
cantidad de KCl establecida (2000 ppm) a todas las muestras, incluido el blanco.
Realizar el cálculo de partes por millón de los elementos analizados e inferir si cumple o no con
la normatividad.
Referencias
NORMA Oficial Mexicana NOM-187-SSA1/SCFI-2002, Productos y servicios. Masa, tortillas,
tostadas y harinas preparadas para su elaboración y establecimientos donde se procesan.
Especificaciones sanitarias. Información comercial. Métodos de prueba.
NOM-117-SSA1-1994 Bienes y servicios. Método de prueba para la determinación de cadmio,
arsénico, plomo, estaño, cobre, hierro, zinc y mercurio en alimentos, agua potable y agua
purificada por espectrometría de absorción atómica
Autor: Araceli Tovar Tovar
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