Eletrodo modificado com surfactante zwiteriônico para detecção de antioxidantes

Abstract

Neste trabalho, a superfície de um eletrodo de carbono vítreo foi modificada com filmes de surfactantes derivados do imidazólio propanosulfonato contendo caudas alquílicas de 10, 12, 14 e 16 carbonos. A resposta do eletrodo foi avaliada para três antioxidantes sintéticos, butilhidroxianisol (BHA), butilhidroxitolueno (BHT) e terc-butilhidroquinona (TBHQ) amplamente utilizados na indústria de óleos e gorduras. Estudos revelaram potencial toxicidade destes compostos quando consumidos em grandes quantidades e por isso foram selecionados para este estudo.Para caracterização do eletrodo modificado foram empregadas técnicas como voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica e a microscopia de força atômica. Os resultados indicaram que o filme mais eficiente para a realização da modificação do eletrodo foi obtido empregando o surfactante com 14 carbonos, denominado 3-(1-tetradecil-3-imidazólio) propanossulfonato (ImS3-14). Este surfactante aumentou a resposta do eletrodo para os antioxidantes BHA e TBHQ. Por ser empregado isoladamente como antioxidante em óleos vegetais o TBHQ foi selecionado para os estudos de otimização e aplicação do eletrodo.Como técnica eletroanalítica foi empregada a voltametria de onda quadrada e o teor de TBHQ foi determinado em dois extratos aquosos obtidos a partir de óleos de soja e os valores obtidos comparados com o método UV. As condições experimentais que forneceram maior resposta eletroquímica foram: solução 5,0x10-2 mol L-1 de surfactante para formação do filme, solução tampão acetato (0,1 mol L-1, pH 5,0) como eletrólito suporte, como parâmetros da voltametria de onda quadrada: frequência de 30 Hz, amplitude de 40 mV e incremento de 4 mV. A curva de calibração foi construída sob as condições otimizadas, obtendo-se uma faixa linear de 8,93x10-7 a 7,44x10-6 mol L-1 para TBHQ com um limite de detecção calculado de 4,72x10-7 mol L-1. A repetibilidade entre as medidas (n=4) foi de 5,4% e a repetibilidade entre os eletrodos (n=3) foi de 7,2%. A recuperação foi avaliada e apresentou valores entre 94,3% a 105,7%. Os valores de TBHQ determinados nos extratos empregando o eletrodo proposto e o método comparativo UV apresentaram pouca diferença, 7,9% e 6,0%, para as amostras A e B. A excelente detectabilidade do eletrodo modificado com ImS3-14, combinada ao bom desempenho na quantificação de TBHQ, demonstra que a metodologia proposta pode ser uma alternativa complementar aos métodos convencionais de análise.<br>

Abstract : In this study, the surface of a glassy carbon electrode was modified with films from surfactants derived of imidazolium propanesulfonate containing alkyl tails with 10, 12, 14 and 16 carbons. The response of the electrode was evaluated for three synthetic antioxidant, butyl hydroxy anisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT) and tert-butylhydroquinone (TBHQ), widely used in the oils and fats industry. Studies have shown the potential toxicity of these compounds when consumed in large quantities and so were selected for this study.For the characterization of the modified electrode different techniques were employed as cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and atomic force microscopy. The results indicated that the most efficient surfactant film for electrode modification was obtained using the surfactant with 14 carbon atoms, named 3- (1-tetradecyl-3-imidazolium) propane (ImS3-14). This surfactant increased the electrode response to the BHA and TBHQ antioxidants. Because it employed separately as an antioxidant in vegetable oils TBHQ was selected for optimization studies and application of the electrode.As electroanalytical technique was used the square wave voltammetry and TBHQ content was determined in two aqueous extracts obtained from soybean oil and the values obtained compared with the UV method. The experimental conditions were provided a higher electrochemical response: 5.0x10-2 mol L-1 surfactant solution concentration for film formation, acetate buffer (0.1 mol L -1, pH 5.0) as supporting electrolyte, as square wave voltammetry parameters: frequency 30 Hz, amplitude of 40 mV and 4 mV of step potential. The calibration curve was constructed under the optimized conditions, yielding a linear range of 8.93x10-7 to 7.44x10-6 mol L-1 for TBHQ with a limit of detection calculated 4.72x10-7 mol L-1. The repeatability of the measurements (n = 4) was 5.4% and repeatability between the electrodes (n = 3) was 7.2%. Recovery was evaluated and varied from 94.3% to 105.7%.TBHQ values determined in the extracts using the proposed electrode and the UV comparative method showed little difference, 7.9% and 6.0% for samples A and B. The excellent detectability of the electrode modified with ImS3-14, combined with good performance in the TBHQ quantization shows that the proposed method can be a complementary alternative to conventional methods of analysis.