Determinação dos teores de cobre em diferentes extratos de hortaliças do tipo A e B

Determination of copper in differents extracts in samples of A and B vegetables

Determinação dos teores de cobre em diferentes extratos de hortaliças do tipo A e B

Determination of copper in differents extracts in samples of A and B vegetables

Édira Castello Branco de Andrade^I,*; Anderson Junger Teodoro^I; Iracema Takase^II

^IDepartamento de Tecnologia dos Alimentos, Escola de Nutrição, UNI-RIO, UNIVERSIDADE DO RIO DE JANEIRO, Rua Xavier Sigaud nº 290, prédio II, 3º andar, Urca, Rio de janeiro, CEP 22290-180, Email: [e-mail]

^IIDepartamento de Química Analítica, UFRJ

RESUMO

Amostras de hortaliças dos tipos A e B foram analisadas quanto ao teor total de cobre através de espectroscopia de absorção atômica em chama, e o método de extração seqüencial foi aplicado com os seguintes extratores: solução de CaCl₂1,0M; solução de ácido acético 0,1M; solução de ácido acético 0,5M / acetato de amônio 5% [pH=5,0]; solução de NaOH 0,1M e solução de HCl 0,5M. Na análise da rejeição de resultados foi aplicado o teste de Grubbs e na comparação dos dados o teste t de Student foi utilizado. Em média 25,4% do teor total de cobre foram extraídos com solução de CaCl₂ 1,0M, sendo o máximo de 50,5% e o mínimo de 8,3%. Em média 14,8% do teor total de cobre, sendo que 32,6% e 6,4%, máximo e mínimo respectivamente, foram extraídos com solução de ácido acético 0,1M. Com relação ao uso de solução de ácido acético 0,5M / acetato de amônio 5% [pH=5,0], o mínimo extraído obteve valor de 6,2% e o máximo 27,6%, com média de 13,7%. O extrator de NaOH 0,1M foi o que teve menor extração, cerca de 10,5% e com extrator de HCl 0,5M a extração foi em média de 12,6%. A fração extraída de cobre nas amostras foi de no mínimo 34,5% e no máximo 100%. Observa-se que para a maioria das amostras, o cobre se encontra sob a forma de, no mínimo, 6 espécies químicas distintas.

Palavras-chave: cobre; extração seqüencial; biodisponibilidade.

SUMMARY

Total copper content analysed in samples of A and B vegetables through atomic flame absorption spectroscopy and sequential extraction were performed by using the following extractants: CaCl₂1.0M solution; acetic acid 0.1M; acetic acic 0.5M / ammonium acetate 5% solution [pH = 5.0]; NaOH 0.1M solution and HCl 0.5M solution. For evaluation of the results Grubbs test and Student test were used. On average 25.4% of total copper were extracted in CaCl₂ 1.0M solution with a maximum extraction of 50.5% and a minimum of 8.3%. On average 14.8% of the total amount of copper, a maximum of 32.6% and a minimum of 64% were extracted in acetic acid 0.1M solution. Using acetic acid 0.5M / ammonum acetate 5% [pH = 5.0] solution, the minimum extracted was 6.2% and the maximum 27.6% with 13.75% as average. The less effective extractant was NaOH 0.1M (10.5%) and HCl 0.5M extractant which had anaverage of 12.6% of extraction. The copper extracted was present at least in of six different chemical species.

Keywords: copper; sequential extraction; bioavailability.

1 – INTRODUÇÃO

Os minerais constituem um grupo de elementos largamente distribuídos na natureza e que exercem papel dos mais importantes em diversas funções e setores do organismo. Eles atuam tanto na forma iônica quanto como constituintes de compostos (enzimas, hormônios, secreções e proteínas do tecido orgânico) [9, 26].

Dentre os vários minerais existentes destaca-se o cobre, classificado como microelemento essencial ou elemento-traço e que exerce funções essenciais ao organismo [26].

O cobre é um microelemento de número atômico 29 e peso atômico de 63,55 e essencial para diversas funções como: mobilização do ferro para a síntese de hemoglobina e componente de várias enzimas, como citocromo C-oxidase, superóxido dismutase, monoamino-oxidase, etc... [9, 26]. O cobre é absorvido na proporção de 40 a 50% da ingestão oral, no estômago e duodeno proximal por transporte ativo junto a aminoácidos ou por difusão. Uma vez absorvido é transportado para o fígado, ligado à albumina e transcupreína, incorporando-se então a ceruloplasmina e várias metaloenzimas, que permite o transporte do cobre para os tecidos extra-hepáticos [9].

A excreção é feita via fecal e, em maior teor pela bile, assim como a urina e o suor. Sua deficiência provoca anemia, leucopenia, neutropenia, hiperucemia, retardo no crescimento; enquanto que sua toxicidade provoca diarréia, náusea, vômitos, cirrose, anemia e bronquite [9, 26].

Existem várias interações entre vitaminas e minerais e o conhecimento destas, permite um maior controle de algumas variáveis, para uma melhor utilização do nutriente. As interações físico-químicas entre nutrientes incluem: adsorção e formação de complexos e precipitação, com influência da estabilidade de ambos, interferindo na biodisponibilidade dos metais [7, 8, 20].

A biodisponibilidade do cobre está comprometida com o excesso de vitamina C e do zinco, ambos diminuem o processo de absorção do cobre [6, 7, 9, 26].

Vale ressaltar que em relação à forma química dos elementos traço, a mais disponível é a forma de compostos orgânicos em relação aos sais [10, 25].

Através da determinação do teor total do metal ingerido, não é possível medir o quanto deste metal será absorvido. Entretanto através da técnica de especiação dos metais, que é definida como a determinação da concentração das formas físico-químicas individuais dos elementos que, em conjunto, constitua a concentração total do mesmo na amostra, podemos ter novos dados para prever sua absorção [10, 19, 25].

Para a especiação em amostras sólidas, inicialmente deve ser aplicado um método de extração seqüencial ou seletivo. Um elemento pode estar presente em um sólido sob a forma de espécies adsorvidas na superfície, co-precipitadas, ocluidos ou compostos de coordenação. A maioria dos esquemas de extração seqüencial inclui diferentes grupos de extratores, já que ela se baseia na progressão de extratores fracos, como a água, até um extrator forte, como um ácido concentrado [10, 12, 19, 25].

Os primeiros extratores da extração seqüencial geralmente são aqueles com propriedades de troca iônica, deslocando íons de sítios iônicos específicos, sendo representados por soluções iônicas, como o cloreto de magnésio e de cálcio e nitrato de sódio. Em seguida, são utilizados extratores com propriedades de dissolução de carbonatos, já que metais ligados a carbonatos são sensíveis à variação de pH. Estes são representados por soluções tampão de ácido/acetato de amônia pH = 5,0. Os extratores com propriedades de redução ácida continuam o processo de extração e promovem a dissolução de oxihidratos de ferro e manganês, tendo como exemplo a solução diluída de ácido acético. Por fim, dois últimos tipos de extratores são utilizados: primeiro aqueles que enfraquecem a ligação do metal com compostos orgânicos e sulfetos, representados por soluções ácidas de peróxido de hidrogênio, soluções de hidróxido de sódio pH = 12,0 e ácido clorídrico pH = 2,0, pois permitem a degradação da matéria orgânica, por hidrólise ou oxidação, facilitando a liberação dos metais; e, por último são utilizados os extratores que promovem a dissolução dos silicatos e minerais, representados por ácidos fortes. Um método de especiação ideal é definido como aquele que pode fornecer informações desejáveis, sem alterar a amostra original em momento algum [11, 12, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 25].

As hortaliças podem ser classificadas segundo o teor de glicídios onde as do tipo A contém até 5% de glicídios, as do tipo B 10% e as do tipo C até 20% do teor em glicídios [16].

Este trabalho tem como objetivo promover a extração seqüencial e análise de cobre em hortaliças do tipo A e B.

2 – MATERIAL E MÉTODOS

2.1 – Amostras

As amostras analisadas foram: hortaliças do tipo A – abobrinha-verde, agrião, bertalha, brócolis, chicória, espinafre e tomate; hortaliças do tipo B -abóbora, abóbora-moranga, beterraba, cebola, cenoura, couve, couve-flor, ervilha, jiló, nabo, pimentão, quiabo, repolho e vagem.

2.2 – Tratamento das amostras

As amostras foram fracionadas e parte retirada para determinação da umidade através do processo de perda de substâncias voláteis em estufa a 105ºC, sendo o restante dessecado na mesma temperatura até total secagem. As amostras secas após homogeneização foram calcinadas a 550ºC por um período mínimo de 2 horas. As cinzas foram dissolvidas em HCl 2,0M e transferidas quantitativamente para balão volumétrico de 25mL [5].

2.3 – Extração seqüencial

Foram utilizados cerca de 5g de amostra seca e cada amostra passou por processo de extração seqüencial. Os extratores utilizados foram: solução de CaCl₂ 1,0M; solução de ácido acético 0,1M; solução de ácido acético 0,5M / acetato de amônio 5% [pH=5,0]; solução de NaOH 0,1M e solução de HCl 0,5M. Cada extrator esteve em contato com a amostra durante 1 hora, sendo depois filtrado, e este utilizado para determinação do teor total de cobre.

· Determinação do teor total de cobre – o teor total de cobre nas amostras foi determinado através da espectrometria de absorção atômica em chama [5].

· Tratamento estatístico – na análise da rejeição de resultados foi aplicado o teste de Grubs e o teste t de Student foi usado [14].

· Garantia da qualidade – os processos de extração seqüencial, determinação de umidade e de determinação dos teores totais de cobre foram feitos em triplicata. O aparelho de absorção atômica foi sempre previamente calibrado com solução analítica do respectivo metal.

3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados obtidos são apresentados a seguir. Na Tabela 1 encontram-se os teores de umidade e de cobre nas amostras analisadas. Os dados foram tratados estatisticamente aplicando o teste de Grubs, nível de confiança 95%, não houve dados rejeitados. Em média, as hortaliças do tipo A apresentaram 0,09mg% de cobre e as hortaliças do tipo B 0,08mg%. Comparando esses valores com os obtidos por ANDRADE et al. [1], na análise destes metais em frutas; em hortaliças do tipo C [2]; em cereais crus e processados [3]; e em leguminosas cruas e processadas [4], constata-se que em relação ao cobre, as hortaliças A e B possuem um teor total médio menor do que frutas, cereais, hortaliças C e leguminosas, já que estes apresentam teores médios de cobre de 0,13mg%, 0,21mg%, 0,24mg% e 0,89mg%, respectivamente.

Estima-se com a "Ingestão Dietética Diária Considerada Segura e Adequada" (ESADDI – Estimate and Adequate Daily Dietary Intake) para o cobre 1,5 a 3,0mg/dia [13, 15]. Considerando que o teor médio de cobre nas amostras de hortaliças dos tipos A e B foi de 0,085mg%, 100g destes alimentos que corresponde a porção usualmente ingerida dos mesmos, pode fornecer cerca de 5,7% do valor da RDA.

A Tabela 2 apresenta os teores de cobre extraídos pelo método de extração seqüencial. Os dados foram tratados estatisticamente aplicando o teste de Grubs, nível de confiança 95%, não foi rejeitado nenhum resultado. A fração correspondente ao extrator I representa a fração com propriedades de troca iônica, deslocando sítios iônicos específicos, ou seja, é uma fração facilmente solúvel [19, 22, 25]. Em média 25,4% foram extraídos do total de cobre encontrado nas hortaliças, sendo o máximo de 50,5% e o mínimo de 8,3%. Vale ressaltar as amostras de couve-flor e bertalha que apresentaram extração de 50% do teor total de cobre.

No caso do extrator II, que possui propriedades de redução ácida e promove dissolução dos oxihidratos de ferro e manganês [11, 18], a fração extraída possui uma solubilidade média de 14,8%, sendo 32,6% e 6,4%, o máximo e o mínimo extraídos, respectivamente. Observa-se que as amostras de abóbora, abobrinha-verde, agrião, bertalha, brócolis, chicória, couve-flor, espinafre, jiló, nabo, pimentão, repolho e tomate, apresentaram cerca de 50% da extração pelo extrator I. Aplicando-se o teste t de Student, intervalo de confiança 95% observa-se que as amostras de abóbora-moranga, beterraba, cebola, cenoura, couve, ervilha, quiabo e vagem tiveram o cobre extraído com o extrator II, em igual proporção do extrator I.

Com relação ao extrator III, a fração extraída corresponde a fração carbonatada que sofre alta variação de pH [11,18]. O mínimo extraído foi de 6,2% e o máximo 27,6% com média de 13,7%. Observa-se que com exceção das amostras de bertalha, cenoura, couve-flor, jiló e vagem, as demais apresentaram teor de cobre extraído similar ao teor extraído com o extrator II, ao aplicar o teste t de Student, intervalo de confiança 95%.

As frações extraídas pelos extratores IV e V, que enfraquecem ligações do metal com compostos orgânicos [11, 18], representaram em média 10,5% e 12,6% do teor total de cobre das amostras. Aplicando o teste t de Student, intervalo de confiança 95%, observa-se que exceto as amostras de abóbora, abóbora-moranga, agrião, bertalha, couve-flor, couve, ervilha, jiló e vagem as demais amostras apresentaram teor similar de cobre extraído com os extratores IV e V.

A Figura 1 apresenta os teores de cobre extraídos durante o processo de extração seqüencial em hortaliças do tipo A. Observa-se que todas as amostras apresentaram maior extração com o extrator I, e o comportamento frente aos diferentes extratores foi similar.

A Figura 2 mostra os teores de cobre extraídos pelo processo de extração seqüencial em hortaliças do tipo B. Comparando estas amostras com as hortaliças do tipo A verifica-se que o comportamento frente aos diferentes extratores é bem distinto. Considerando que a maioria das amostras apresenta, no mínimo, seis espécies químicas distintas de cobre, as extraídas pelos extratores I, II, III, IV e V e a fração não extraída, acredita-se que para avaliar a biodisponibilidade deste metal nestas amostras o estudo deva ser para cada amostra específica, em função dos diferentes comportamentos frente aos extratores.

A Tabela 3 mostra os teores totais de cobre nas amostras in natura e na fração total obtida pelo somatório dos teores de cobre extraídos durante o processo de extração seqüencial. Aplicando o teste t de student, intervalo de confiança 95%, observa-se que 8 amostras apresentaram extração total do teor de cobre. As amostras de brócolis, tomate e vagem tiveram extração superior a 70% do teor total de cobre. Abobrinha-verde, agrião, beterraba, chicória, nabo, pimentão e repolho apresentaram extração superior a 50% do teor total de cobre. Quiabo e espinafre apresentaram extração superior a 35% do teor de cobre. A Figura 3 apresenta o percentual de cobre total extraído das amostras. Observa-se que a extração de cobre das amostras de abóbora, bertalha, cebola, cenoura, couve, couve-flor, ervilha e jiló foi considerada 100% após os dados terem sido tratados estatisticamente com teste t de student, intervalo de confiança 95%.

4 – CONCLUSÕES

A partir dos resultados, observa-se que para a maioria das amostras, o cobre se encontra sob a forma de, no mínimo, 6 espécies químicas distintas, a extraída em cada um dos extratores I, II, III, IV e V e a fração não extraída. Estudos que permitam a identificação dos compostos extraídos pelos diferentes extratos utilizados poderão ser de grande valia para avaliação da biodisponibilidade do cobre.

5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Recebido para publicação em 18/06/2003

Aceito para publicação em 12/05/2004 (001153)

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A quem a correspondência deve ser enviada.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  06 Ago 2004
• Data do Fascículo
  Jun 2004

Histórico

• Aceito
  12 Maio 2004
• Recebido
  18 Jun 2003