直接测定锌在巴西甘蔗精神通过固相提取使用辣木属鉴定壳在流系统与法斯的检测

文摘

本文报道一种方法测定锌在巴西甘蔗精神,(巴西朗姆酒在葡萄牙),用固相萃取法斯的流动注射分析系统和检测。是活性炭从使用的吸着剂材料辣木属鉴定壳。的流动和化学变量提出了通过多变量系统进行了优化设计。选择的因素是多方面的,吸着剂质量,pH值样本,样品流速、洗脱液浓度。获得的最佳提取条件是使用一个示例pH值4.0,6.0毫升的样品流量最小⁻¹,30.0毫克的吸着剂的质量,和1.0摩尔L⁻¹HNO₃作为洗脱液流速为4.0毫升分钟⁻¹。锌的检测极限是1.9μg L⁻¹(20.0,精度低于0.82%μg L⁻¹,)。分析曲线线性2 - 50μg L⁻¹,相关系数为0.9996。开发的方法已成功应用于飙升巴西甘蔗精神,和准确性评估进行恢复测试,结果从83%到100%不等。

1。介绍

巴西甘蔗精神(巴西朗姆酒在葡萄牙)已经收到了越来越多的关注,因为它是全世界越来越多的赞赏(1]。这个酒精饮料是来自甘蔗的蒸馏发酵必须(葡萄酒)基本上采用两种类型的设备自制铜罐蒸馏器(蒸馏器)或工业不锈钢列。

米纳斯吉拉斯州是迄今为止最大的高质量的手工生产巴西朗姆酒在巴西,这个产品的出口也达到显著水平的经济重要性。手工生产的巴西朗姆酒也直接关系到其他重要的经济活动,如生产牛奶、牛肉、和有机肥料,自甘蔗残渣(叶子和技巧),以及尾巴蒸馏馏分(称为vinhoto),可以用作牲畜饲料在旱季,在适当的时候牧场变得稀缺(2]。

然而,不到1%的出口产生的体积。一直在努力增加出口数量和资格巴西朗姆酒巴西作为一个国际饮料(3]。极大的改善了有关的化学成分的测定巴西朗姆酒在过去的十年里(4- - - - - -8]。因此,质量控制已得到改进,和生产者也能够成功地控制化学成分和感官剖面。

金属元素在蒸馏饮料来自原材料,作物治疗,或制造工艺(9]。因此,无机的知识概要的巴西巴西朗姆酒的控制是非常重要的重金属离子的浓度,从而导致饮料质量的提高。

金属元素的分析方法测定经常需要样品预浓缩和/或预处理的破坏有机基质,如湿消化、干灰化,和微波炉解散10,11]。方法通常采用包括原子吸收光谱法(AAS)、原子发射光谱法(AES)和电感耦合plasma-optical发射光谱法(ICP-OES) [12]。离子色谱法也可以用于金属的分析,例如,在伏特加(13]。不幸的是,大多数这些方法涉及相当昂贵的仪器(与高成本维护)排除了被广泛使用的酒精饮料生产商(14]。

然而,基于固相萃取预浓缩方法吸引当耦合的在线检测仪器和高吸附能力吸着剂的使用,如辣木属鉴定种子。

m .鉴定最有名的物种吗辣木科家庭。这是一个植物原产于西北印度已遍布全球,主要在热带国家。m .鉴定种子已被用于治疗浑浊的水由于其絮凝性能(15]。的m .鉴定外壳已经用于生产活性炭的高质量和微孔率(16]。生产过程被简化允许碳产品的生产成本比市场上低很多。因为它是一种天然的离子交换剂,这些材料可以用作biosorbents在固相萃取过程。

根据巴西法律,巴西朗姆酒最多可以有5毫克L⁻¹锌,这表明发展中一个简单的重要性,快,和相对低成本的方法来控制产品的质量以手工的方式。

因此,由于金属离子的可能的污染源,如锌,在酒精饮料的生产,本研究的目的是开发一个在线预浓缩系统的方法,使用活性炭获得m .鉴定壳biosorbent,耦合到火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定锌的巴西甘蔗精神样本。

2。实验

2.1。仪表

瓦里安模型SpectrAA 220(澳大利亚维多利亚)火焰原子吸收光谱仪配备了锌空心阴极灯和背景的氘灯校正用于锌的检测。仪器制造商推荐的操作条件下:灯的电流5 mA,波长为213.9 nm,狭缝宽度为1.0 nm,燃烧器高度17毫米,乙炔流量的2.0 L分钟⁻¹和空气流量的13.5 L分钟⁻¹。

流预浓缩系统构造使用Gilson Minipuls 3蠕动泵(Villiers勒贝尔,法国)配备八通道和聚乙烯和聚乙烯管泵解决方案通过minicolumn (在洗脱和预浓缩步骤。一个Gehaka PG1800酸度计被用来调整pH值的样品和工作的解决方案。

傅里叶变换红外(ir)光谱仪(日本岛津公司、IRPrestige-21、东京、日本)被用来描述活性炭的官能团的外壳m .鉴定种子。

2.2。试剂、解决方案和样品

所有工作的解决方案都用去离子水从Gehaka获得(巴西圣保罗)水净化系统。

所有试剂都是分析级。使用前,实验室玻璃器皿保持在10% (v / v)硝酸水溶液,其次是ultra-sonication 1 h,最后用去离子水冲洗。锌的工作解决方案准备每日1000毫克的适当稀释L⁻¹锌标准溶液(Carlo Erba,瓦尔德探寻者,法国)。硝酸溶液作为洗脱液准备通过在水中稀释浓硝酸从默克公司(达姆施塔特,德国)。

巴西甘蔗精神样本在当地市场购买Ituiutaba和Uberlandia(巴西米纳斯吉拉斯州)和分析未经治疗。

2.3。制备的列

的m .鉴定种子用于生产的活性炭得到树种植在Uberlandia(米纳斯吉拉斯、巴西),用去离子水彻底清洗除去水溶性杂质,在室温下和干8 h。

从种子壳分离,在搅拌机(百得,圣保罗,巴西),最后通过500年到850年μm筛子。已筛材料是再洗用去离子水彻底去除微粒,在100°C干4 h,接受0.1摩尔L⁻¹硝酸和甲醇为4 h从吸附剂表面去除无机和有机物质。热处理电炉(Cienlab,圣保罗,巴西)在200°C当时申请1 h增加材料的表面积(17]。被放置在一个干燥器获得的活性炭作为biosorbent供以后使用。

minicolumns是由聚乙烯管的内径3毫米,两端密封的玻璃棉。minicolumn ()充满了30毫克的活性炭,性能稳定在所有实验。

2.4。在线预浓缩系统

流系统由蠕动泵配备聚乙烯管,四个三通电磁阀和一个装满biosorbent minicolumn。流量预浓缩系统图显示在图中1。在预选位置(图1(一)),10毫升的样品在pH值4.0是渗透过去minicolumn(30毫克)为6.0毫升分钟⁻¹流量。在预浓缩步骤(图1(一)),阀1是开放的,和阀门2,3,4仍然关闭。这个阶段后,关闭阀1和阀门2、3和4是开放的,一连串的1.0摩尔L⁻¹HNO₃取代锌离子为4.0毫升分钟⁻¹流量(图1 (b))。后来,筛选了锌离子直接注入法斯的雾化系统。

2.5。优化系统

优化的参数影响锌的吸附活性炭的外壳m .鉴定种子用两级全因子实验设计涉及了四个因素和最终使用响应面优化。所有的实验都在重复进行,使用10.0毫升10μg L⁻¹锌的解决方案。研究样本的pH值的变量,吸附剂质量,洗脱液浓度和流量样本。

2.6。干扰

为了研究锌离子的选择性分离和测定实际样品含有不同的金属离子,10μg L⁻¹锌溶液和越来越多的可能的干扰离子,报预浓缩过程。在这项研究中,使用2干扰了⁷⁻³部分因子实验设计包括一个中心点,导致17个实验。结果与预先富集锌的缺乏相伴。

3所示。结果与讨论

3.1。表征Biosorbent

红外光谱技术被用来研究的主要官能团活性炭m .鉴定壳,和图2显示了傅立叶变换红外光谱。

通过脱水和发生热降解的壳公司的形成和有限公司₂分子,以蒸气形式发布。碳化的特点是化学官能团的消失最初出现在前体分子,与低分子量化合物的形成。

最重要的乐队在活性炭的分析获得对木质纤维原料,在光谱在3400厘米左右⁻¹,2920厘米⁻¹,1730厘米⁻¹,1650厘米⁻¹,在1300 - 900厘米的范围⁻¹(18]。

壳,活性炭的前体,在3400厘米为中心的宽带⁻¹被分配到地伸展,与水吸收表面的材料和硅醇组(SiOH)。在该地区的2920厘米⁻¹,有一个强烈的信号由于地伸展的甲基,这些团体存在在木质素的结构19]。

正交的光谱差异分析活性炭在200°C和的在自然界中壳显示加热的影响前体物质的化学结构。乐队在3400厘米⁻¹是由于地震动还在,但碳氢键的振动甲基和亚甲基组不再明显,表明减少脂肪族的材质。

3.2。优化

初步测试进行了探讨哪些因素施加重大影响锌(II)的吸附活性炭。选择的因素是多方面的,洗脱液浓度、pH值样本,吸附剂的质量,和样品流率。洗脱液类型和洗脱液流量被固定为硝酸水溶液为1.0摩尔L⁻¹分钟和4.0毫升⁻¹,分别。这些选择基于初步研究[20.],它考虑了没有遗留的影响,背景信号和瞬变信号的形状。

表1显示了每个因子设计的反应实验。分析反应是作为集成的吸光度,用于预浓缩和采样体积是10毫升飙升10μg L⁻¹锌。

从报告的结果表1帕累托图(图3)是策划检查的影响因素及其交互系统中。产生影响时被认为是显著的高于标准误差在95%置信水平(),这是用图上的垂直线。

帕累托图显示范围内研究,吸附剂和pH值的质量没有显著影响,而这些参数从而保持在30毫克和4.0,分别。文献表明,确保金属离子间的相互作用和吸附剂的表面,pH值必须这样^{n +}是物种最丰富的金属离子(20.),吸附剂表面带负电荷,也就是说,高于零电荷点。上面这个pH值,吸附剂表面带负电荷,锌锌和最丰富的物种^{2 +}。因此,消极的吸附剂表面之间的相互作用和积极的金属离子会导致锌的保留提出预浓缩系统(30.]。

最重要的变量表示的析因设计(示例流量和洗脱液浓度)然后使用响应面优化。结果是用于构造表面响应如图4。响应面可以二次方程所描述的:

1.0摩尔L获得的临界点⁻¹分钟和6.0毫升⁻¹分别为洗脱液浓度和示例流量。应用拉格朗日则表示,临界点响应的最大值点表面。

因此,由于所有的优化,选择下列工作条件:样本pH值4.0,1.0摩尔L⁻¹HNO₃作为洗脱液,样品流速6.0毫升的分钟⁻¹。

3.3。干扰

Ca的影响^{2 +}、镁^{2 +},Na⁺K⁺、Cd^{2 +}、铁^{3 +},铜^{2 +}锌的测定,研究了使用混合解决方案方法,解决方案包含一个固定浓度的锌和各种干扰离子的浓度。解决方案包含10个准备μg L⁻¹锌和250年和500年μg L⁻¹可能的干扰离子。解决方案包含锌样本加上潜在的干扰离子分析方法。响应相比,从一个未被污染的锌的解决方案。从表中给出的结果2,帕累托图构造(图5)。金属离子被认为是干扰时高于标准误差在95%置信水平(),这是用图上的垂直线。

这项研究表明,伴随离子都是重要的(),除了Ca^{2 +}和Cd^{2 +}。这些干扰可以归因于竞争伴随离子吸附网站,因为金属物种之间的相互作用主要由离子交换和络合吸附剂表面发生。然而,伴随离子在实际样品的水平远低于水平研究研究。

3.4。分析功能

优化系统,该方法评估主要通过分析功能。获得了良好的相关系数(0.9996)之间的分析信号预测的线性函数和分析信号观测实验2-50的线性范围μg L⁻¹。该方法的重复性是评估通过执行连续七提取物浓度水平20μg L⁻¹并表示结果的相对标准偏差。0.82%的价值得到了展示一个优秀的可重复性。因此,预先富集因子(PF),定义为斜坡的比值的线性方程校正图预浓缩前后,是10.9。检测极限(LOD)被计算为3σ/ S, S是校准曲线的斜率σ10连续测量的标准偏差的空白解决方案和LOD的值是1.9吗μg L⁻¹。

3.5。应用程序的方法和恢复测试

该方法应用于五个巴西人巴西朗姆酒样本。在所有样品分析物浓度低于检测极限的方法。因此,为了评估分析物复苏,所有的样品都飙升在浓度水平从0到40μg L⁻¹,分析曲线构造以比较斜坡。获得的结果如表所示3,可以看出没有区别的恢复值样本,表明定量分析物的保留在所有的样品评估。恢复值提供了证据的好方法的准确性。

在目前的研究中,确定在饮料样品中锌的方法是描述和比较根据所使用的检测技术。最重要的细节发表锌测定、程序的示例,展示在表4。大部分的方法应用于分析锌在水中(自然、海水)。比较研究的方法,检测极限,预先富集因子,和样品体积已经考虑。直接方法提供的最低极限检测(约6.0μg L⁻¹)[21]。然而,直接涉及矩阵匹配校准方法和现在的干扰来自乙醇的存在更重要。由于这个原因,这些方法往往需要繁琐的预处理样品,会有所不同,如果是固体或液体样品和取决于可能的干扰物质的浓度。electroanalytical方法检测极限大约10提供μg L⁻¹(22]。这些方法存在潜在的干扰物质,是由不同的有机酸阴离子形成的物质,通常存在的分析样本,产生负峰信号。基于固相萃取预浓缩方法有吸引力时加上检测仪器和使用的吸着剂和螯合剂。这些方法提供了检测极限约0.2到29岁μg L⁻¹和预浓缩因子约5 - 144 (23- - - - - -29日]。观察到,吸附剂预浓缩方法显示了更好的或类似的性能之前出版的作品相比,在检测的局限性和样品消耗。程序开发的基于天然吸附剂法对检测允许测定锌的水平μg L⁻¹在巴西巴西朗姆酒不需要特定的样品制备步骤。

4所示。结论

该方法代表了一种低成本的过程测定锌在巴西巴西朗姆酒样本,比较常用的方法。它被证明是适合的快速和准确的量化锌和不需要预处理的样品。此外,它包括火焰原子吸收光谱法的使用,一个简单的技术操作简单,操作和维护成本较低相对于其他吸收或发射技术。

承认

作者感谢金融支持慰问Nacional de Desenvolvimento Cientifico e学府(CNPq), Fundacao德帕罗尽管做Estado de米纳斯吉拉斯(FAPEMIG)和Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de含量比(披肩)。

引用

1. p . p . Souza l . c . a . de Oliveira r . r . Catharino et al .,”巴西巴西朗姆酒:“单镜头“典型化的新鲜蒸馏器和工业通过电喷雾质谱指纹样本,”食品化学,卷115,不。3、1064 - 1068年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. j·c·g·m·里贝罗Fabricacao Artesanal de巴西朗姆酒Mineira、执行、贝洛奥里藏特、巴西,1997年。
3. 大肠内维斯,奥利维拉,a·p·费尔南德斯和j·a . Nobrega“简单而有效的消除铜(II)甘蔗精神,“食品化学,卷101,不。1,33-36,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. s m . Bettin w·d·Isique d·w·弗朗哥·m·l·安徒生s .克努森和l . h . Skibsted酚类和金属在甘蔗的精神。定量分析和影响激进的形成和彻底的清除,”欧洲食品研究和技术,卷215,不。2、169 - 175年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. m . Boscolo c·w·b·Bezerra d·r·卡多佐b·s·利马否决权和d·w·弗朗哥,“识别和剂量的HRGC小醇类和酯类在巴西甘蔗精神,“巴西化学学会杂志》上,11卷,不。1,第90 - 86页,2000。视图:谷歌学术搜索
6. c·w·b·r·f·Nascimento Bezerra, s m . b . Furuya et al .,“矿物的巴西巴西朗姆酒和其他国际精神,“《食物成分和分析,12卷,不。1,17-25,1999页。视图:谷歌学术搜索
7. r . f . Nascimento d·r·卡多佐d . Keukeleire b s Lima-Neto d·w·弗朗哥,“定量酸的高效液相色谱分析巴西巴西朗姆酒和各种精神使用9-anthrylmethyl酯的荧光检测,”农业与食品化学杂志》上,48卷,不。12日,第6073 - 6070页,2000年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. r . f . Nascimento d·r·卡多佐b·s·利马否决权和d·w·弗朗哥,“酸测定在巴西甘蔗HRGC-SPE精神和其他酒精饮料,”色层法,48卷,不。11 - 12,751 - 757年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. p c . Onianwa i g . Adetola c·m·a . Iwegbue m . f . Ojo o . o .搞诉,“微量重金属成分一些尼日利亚的饮料和食品饮料,”食品化学,卷66,不。3、275 - 279年,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. f·齐射,l . l .啤梨g .贝拉m . Nicotina和g . Dugo”的影响,不同的矿物和有机农药治疗Cd (II)、铜(II)、Pb (II)和锌(II)内容由微分电位溶出分析意大利红白葡萄酒,”农业与食品化学杂志》上,51卷,不。4、1090 - 1094年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. g . Dugo l . l .啤梨v . l .阿尔及利亚士兵g·d·贝拉和f·齐射,“测定镍(II)饮料没有任何样品预处理的吸附溶出计时电势分析法(AdSCP)”农业与食品化学杂志》上,52卷,不。7,1829 - 1834年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. a . m . Camean莫雷诺,m . Lopez-Artiguez et al .,“分化的西班牙白兰地根据他们的金属含量,”Talanta,54卷,不。1,53至59页,2001。视图:谷歌学术搜索
13. o . n . Obrezkov v . a . Tolkacheva g . i Zaikanova et al .,“使用离子色谱在伏特加和利口酒的生产。过渡金属的决心。”工业实验室卷。66年,21页,2000页。视图:谷歌学术搜索
14. j·g . Ibanez说a . Carreon-Alvarez m . Barcena-Soto和n .卡西利亚斯“金属在酒精饮料:回顾来源,影响,浓度,消除,物种形成,和分析,“《食物成分和分析,21卷,不。8,672 - 683年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. Gassenschmidt, k·d·贾妮b .陶谢尔和h . Niebergall隔离和表征絮凝的蛋白质辣木属鉴定林。”Biochimica et Biophysica学报,卷1243,不。3、477 - 481年,1995页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. a . m . Warhurst g . l . McConnachie和s·j·t·波拉德”,描述和应用程序生产的活性炭辣木属鉴定种子外壳由单级的蒸汽裂解,”水的研究没有,卷。31日。4、759 - 766年,1997页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. r . Sivaraj c Namasivayam, k . Kadirvelu“橙皮作为吸附剂去除的酸紫17(从水溶液酸染料),“废物管理,21卷,不。1,第110 - 105页,2001。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. m·艾克塔,s m . Hasany大麻,和美国伊克巴尔,“吸附的潜力辣木属鉴定吊舱对有机污染物的去除水的解决方案,“《有害物质,卷141,不。3、546 - 556年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. s . r . Kamath和a .学监”从稻壳灰硅胶:制备和表征、”谷物化学,卷75,不。4、484 - 487年,1998页。视图:谷歌学术搜索
20. j . n . Bianchin e . Martendal r . Mior et al .,“流系统的开发燃料酒精测定镉的使用vermicompost biosorbent和火焰原子吸收光谱法”Talanta,卷78,不。2、333 - 336年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. f·g·平托,s . s .罗查m . h . Canuto et al .,”测定铜和锌在巴西朗姆酒通过火焰原子吸收光谱法使用校准矩阵匹配,”—启,17卷,不。5,48-50,2005页。视图:谷歌学术搜索
22. d .桑丘·m·维加l . Deban r·帕尔多·g·冈萨雷斯,”测定锌、镉和铅治疗糖样品通过阳极溶出伏安法”分析师,卷122,不。7,727 - 730年,1997页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. a . m . h .大家美国Dadfarnia, t . Moosavinejad“在线预浓缩系统使用微柱凝集挤满了茜素红s-modified铝锌通过火焰原子吸收光谱法测定,“Quimica新星,32卷,不。5,1202 - 1205年,2009页。视图:谷歌学术搜索
24. m . Zougagh p c . Rudner a·g·托雷斯和j . m . c . Pavon”应用doehlert矩阵和阶乘设计实验变量的优化与锌的在线预浓缩和决心有关流动注射电感耦合等离子体原子发射光谱法,“原子光谱法分析杂志》上,15卷,不。12日,第1594 - 1589页,2000年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. v . k . Jain, s . s .我们p . Shrivastav和y . k . Agrawal”应用螯合形成树脂安伯来特XAD-2-o-vanillinthiosemicarbazone分离和预浓缩的铜(II)、锌(II)和铅(II),“Talanta,45卷,不。2、397 - 404年,1997页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. r . Compano r·费雷尔,j . Guiteras和m . d .屁股”Spectrofluorimetric检测锌和镉的8 - (benzenesulfonamido)喹啉聚合物基体固定化,”分析师,卷119,不。6,1225 - 1228年,1994页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. m·g·a·科恩a·f·桑托斯Jr . h . v . Jaeger n . m . S .席尔瓦和a·c·S·科斯塔,“在盐水样品中铜、锌和锰测定雇佣法分离和预浓缩后安伯来特XAD-7 dowex 1 x 8含有茜素红S,”巴西化学学会杂志》上,15卷,不。2、212 - 218年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. a·f·桑托斯Jr .)“测定锰、铜和锌盐矩阵的火焰原子吸收光谱法在分离和预浓缩后安伯来特XAD-7浸渍茜素红s,”Quimica新星25卷,第1090 - 1086页,2002年。视图:谷歌学术搜索
29. c·r·t·Tarley t·c·阿维拉·m·g . Segatelli et al .,“Silica-alumina-niobia(二氧化硅/氧化铝/ Nb 2 o5)矩阵得到的溶胶-凝胶处理方法:新材料为在线提取锌离子,”巴西化学学会杂志》上,21卷,不。6,1106 - 1116年,2010页。视图:谷歌学术搜索
30. h . n .巴蒂b·泰姬·m·a·哈尼夫和r·纳迪姆,”去除锌(II)离子从溶液使用辣木属鉴定林。(辣根树)生物量。”生物化学过程,42卷,不。4、547 - 553年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2011凡妮莎·n·阿尔维斯等。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。