Ciencia y Tecnología Alimentaria
ISSN: 1135-8122
[email protected]
Sociedad Mexicana de Nutrición y Tecnología
de Alimentos
México
Lima, J. L. F. C.; Delerue Matos, C.; Vaz, M. C. V. F.
Uso de um detector potenciométrico de sensibilidade aumentada para a determinação de cloretos em
leite e produtos lácteos por fia
Ciencia y Tecnología Alimentaria, vol. 2, núm. 5, julio, 2000, pp. 234-239
Sociedad Mexicana de Nutrición y Tecnología de Alimentos
Reynosa, México
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Cienc. Tecnol. Aliment. Vol. 2, No. 5, pp. 234-239, 2000
Copyright 2000 Asociación de Licenciados en Ciencia y Tecnología de los Alimentos de Galicia (ALTAGA).
ISSN 1135-8122
USO DE UM DETECTOR POTENCIOMÉTRICO DE SENSIBILIDADE
AUMENTADA PARA A DETERMINAÇÃO DE CLORETOS EM LEITE E
PRODUTOS LÁCTEOS POR FIA
POTENTIOMETRIC FLOW TITRATION WITH INCREASED SENSITIVE DETECTOR
FOR DETERMINATION OF CHLORIDES IN MILK AND DAIRY PRODUCTS
USO DE UN DETECTOR POTENCIOMÉTRICO DE SENSIBILIDAD AUMENTADA POR FIA
PARA LA DETERMINACIÓN DE CLORUROS EN LECHE Y PRODUCTOS LACTEOS
Lima, J. L. F. C.1; Delerue-Matos, C.2*; Vaz, M. C. V. F.2
1
CEQUP/Departamento de Química-Física, Faculdade de Farmácia (U.P.) Rua Aníbal Cunha 164, 4050 Porto, Portugal.
CEQUP/Departamento de Engenharia Química, Instituto Superior de Engenharia, Instituto Politécnico do Porto, Rua
de S. Tomé, 4200 Porto, Portugal.
2*
Recibido: 11 de Diciembre 1999; recibida versión revisada: 27 de Marzo de 2000; aceptado: 29 de Marzo de 2000
Received: 11 December 2000; received in revised form: 27 March 2000; accepted: 29 March 2000
Abstract
This paper describes the development of a flow injection analysis (FIA) system for the determination of chlorides in dairy
products by potentiometric flow titration with increased sensitive detector. The potentiometric detection system used consisted of a
silver ion-selective detector electrode based on a homogeneous crystalline double membrane and its potential difference was measured
against a common reference electrode by an external electronic device. Milk samples were straight injected into the automatic system
whereas cheese, butter and yoghurt samples were prepared according to reference methods and the solution produced was inserted
without further treatment. The results obtained for chloride determinations using FIA titration are in agreement with those provided
by the reference methods (R.D. < 4%). The sampling rate accomplished with the automatic system varied from 130 to 250 samples per
hour, depending on the samples chloride concentration.  2000 Altaga. All rights reserved.
Keywords: Chloride, milk, dairy products, potentiometry, increased sensitive detector
Resumen
Este artículo describe el desarrollo de un sistema de injección en flujo (FIA) para la determianción de cloruros en productos
lacteos por titulación potenciométrica con un detector de sensibilidad aumentada. El sistema de detección potenciométrico usado
consiste en un electrodo selectivo a los iones plata constituido por dos membranas cristalinas homogéneas siendo la diferencia de
potencial medida por un electrodo de referencia común por un dispositivo electrónico externo. Las muestras de leche fueron inyectadas
directamente en el sistema y las muestras de queso, mantequilla y yogurt fueron preparadas siguiendo las indicaciones de los métodos
de referencia y la solución resultante inyectada directamente. Los resultados obtenidos con el sistema FIA propuesto son concordantes
con los obtenidos usando los métodos de referencia (R.D. < 4%). La velocidad de análisis del sistema automático varia entre 130 a
250 muestras por hora, dependiendo de la concentración de cloruros en las mismas.  2000 Altaga. Todos los derechos reservados.
Palabras clave: Cloruros, leche, productos lacteos, potenciometría, detector de sensibilidad aumentada.
Resumo
Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de um sistema de titulação potenciométrica, com sensibilidade aumentada, baseado
na técnica de análise por injecção em fluxo (FIA), para a determinação de cloretos em vários produtos lacteos. O eléctrodo indicador de
configuração tubular, sensível ao catião prata é constituido por duas membranas cristalinas homogéneas sendo a soma de potencial de cada
membrana efectuada externamente através de um dispositivo construido para o efeito. As amostras de leite foram injectadas directamente no
sistema e as amostras de queijo, manteiga e iogurte foram preparadas de acordo com as recomendações dos métodos de referência, sendo a
solução resultante intercalada sem tratamento adicional. Os resultados obtidos com o sistema FIA proposto são concordantes com os
fornecidos pelos métodos de referência (D.R.< 4%). O ritmo de amostragem fornecido pelo sistema automático variava entre 130 e 250
amostras por hora, dependendo da concentração do anião cloreto nas amostras.  2000 Altaga. Todolos dereitos reservados.
ALTAGA ©2000
Lima et al.: Uso de um detector potenciométrico de sensibilidade aumentada ...
INTRODUÇÃO
Os eléctrodos tubulares sensíveis ao catião prata
mais usados como indicadores nas titulações FIA, são de
segunda espécie (Lima e Rangel, 1989) ou de membrana
cristalina, podendo estes últimos dividir-se em membrana
heterogénea (Alegret et al., 1995), ou homogénea (Ferreira
et al., 1994b; Ferreira et al., 1996). Relativamente aos
eléctrodos tubulares de segunda espécie, além de
responderem a fenómenos de oxidação redução, a sua
membrana é mais facilmente afectada pela composição da
amostra, necessitando em alguns casos de uma operação
prévia de diálise antes da medição, para evitar o contacto
directo com a amostra (Van Staden, 1986). Os eléctrodos
de membrana cristalina homogénea apresentam vantagens
relativamente aos de membrana heterogénea porque o
potencial é menos afectado pela composição da matriz e a
resposta é mais rápida (Alegret et al., 1987; Alegret et al.,
1989), o que permite a introdução das amostras no sistema
sem tratamento prévio, maiores ritmos de amostragem e
um campo de aplicação mais vasto.
A determinação do anião cloreto no leite é uma
das análises mais frequentemente efectuada, uma vez que
o seu doseamento constitui por um lado, um processo
simples de detecção de mastites e por outro permite
identificar fraudes resultantes de adição de sal ao leite com
o objectivo de elevar a sua massa específica. No caso do
queijo e manteiga, o doseamento dos cloretos é importante
devido à influência que este elemento exerce sobre o
paladar destes produtos (Herrero et al., 1992).
A concentração de anião cloreto no leite
proveniente de vacas saudáveis oscila entre 800 e 1200
mg/L, podendo contudo aumentar para valores muito
superiores em leites provenientes de vacas com mastite. O
valor de 1400 mg/L é normalmente usada como fronteira
entre leite normal e adulterado (Van Staden, 1986).
Os métodos de referência para a determinação
de cloreto em leites e produtos lácteos (queijo, manteiga e
iogurtes) baseiam-se na titulação directa com nitrato de
prata e detecção visual do ponto final, usando cromato de
potássio como indicador (Método de Mohr) (NP - 1509,
1985) ou detecção potenciométrica, usando um eléctrodo
de AgCl/Ag ou um eléctrodo selectivo ao ião cloreto
(AOAC, 1990) ou ainda no método de Charpantier
Volhard, onde ocorre a precipitação do anião cloreto com
excesso de catião prata e posterior titulação desse excesso
com anião tiocianato (NP - 471, 1983).
Na automatização da determinação de cloretos
em produtos alimentares, a análise por injecção em fluxo
(FIA) tem sido uma metodologia bastante usada, quando
associada a técnicas de detecção como a espectrofotometria
de UV/vis e a potenciometria. No caso da detecção por
Uv/vis, os trabalhos descritos na literatura submetem as
amostras a um tratamento prévio ou incorporam no sistema
FIA unidades de diálise para eliminar vários tipos de
interferentes (Leon e Centrich, 1991; Herrero et al., 1992;
Morais et al., 1997). Dentro dos sistemas com detecção
potenciométrica, uns efectuam a medição directa do
cloreto, usando eléctrodos de configuração tubular, sem
solução de referência interna, sensíveis ao anião cloreto
(Ferreira et al., 1994a; Lima et al., 1996; Pérez-Olmos et
al., 1997), enquanto outros utilizam as titulações FIA,
usando um eléctrodo sensível ao catião prata, como
indicador.
As titulações FIA baseiam-se no controlo da
reprodutibilidade do perfil de dispersão do segmento de
amostra (titulado), injectado num fluxo contínuo (titulante)
(Ruzicka e Hansen, 1988; Rhee e Dasgupta, 1985; Stewart,
1986). Normalmente usa-se como reactor uma câmara de
mistura com agitação magnética onde se gera uma
distribuição exponencial da concentração, que relaciona a
largura de pico com a concentração das soluções injectadas.
Nestas condições há uma relação linear entre a largura de
pico e o logaritmo da concentração do analito, a partir da
qual se determina, por interpolação gráfica, a concentração
Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de
um sistema FIA com titulação potenciométrica e
sensibilidade aumentada, para a determinação de cloretos
em vários tipos de leite, queijos, manteigas e iogurtes. O
eléctrodo indicador de configuração tubular, sensível ao
catião prata (Couto et al., 1998) é constituido por duas
membranas cristalinas homogéneas de Ag2S sendo a soma
de potencial efectuada externamente através de um
dispositivo construido para o efeito (Lapa et al., 1993).
Este detector foi seleccionado, porque permite, no caso
das titulações em fluxo, obter resultados mais exactos, ao
diferenciar amostras com concentrações muito semelhantes
e mais precisos (Hibbert et al., 1990).
Na montagem desenvolvida, a amostra é
intercalada numa solução transportadora que contem iões
prata, sendo a diminuição da concentração de catião prata
no tansportador, monitorizada por intermédio de um
eléctrodo de dupla membrana cristalina homogénea de
Ag2S.
MATERIAIS E MÉTODOS
Reagentes e soluções
Todos os reagentes utilizados foram de qualidade
p.a , não tendo sido submetidos a qualquer tratamento
adicional. As soluções foram preparadas em água
desionizada, com condutividade inferior a 0,1 µS/cm.
As soluções de anião cloreto usadas para traçar a
curva de calibração foram preparadas por diluição rigorosa
de uma solução de concentração 20000,0 mg/L, obtida por
pesagem rigorosa de cloreto de sódio, previamente seco a
100°C.
As soluções de catião prata, usadas como titulante
no método de referência e na aferição da resposta do
eléctrodo de configuração tubular e membrana cristalina
homógenea dupla, sensível ao catião prata, foram
Cienc. Tecnol. Aliment. Vol. 2, No. 5, pp. 234-239, 2000
concentração foi padronizada por titulação com uma
solução padrão de anião cloreto.
A solução de nitrato de potássio 0,1 mol/L usada
como ajustador de força iónica e de pH foi obtida por
dissolução de KNO3, em água.
Instrumentação
No sistema FIA as soluções foram propulsionadas
com uma bomba peristáltica Gilson Minipuls 3 e tubos de
PVC da mesma marca e as amostras inseridas no sistema
com uma válvula de injecção Rheodyne de 6 portas,
modelo 5020. Como eléctrodo indicador usou-se um de
dupla membrana cristalina homogénea de Ag2S, de
configuração tubular, sensível ao catião prata construido
segundo Couto et al., 1998 e como eléctrodo de referência
um de dupla junção Orion 90-00-02. A aquisição do sinal
analítico de cada membrana foi efectuada através de um
circuito somador electrónico externo construido para o
efeito (Lapa et al., 1993).
A diferença de potencial entre o eléctrodo
indicador e o eléctrodo de referência foi medida com um
decimilivoltímetro da marca Crison, modelo 2002 (±0,1
mV) ligado a um registador Kipp & Zonnen BD 111. Os
componentes da montagem foram ligados entre si com
tubos de PTFE (0,8 mm d.i.). O material auxiliar de
laboratório, nomeadamente eléctrodo de terra e suportes
para os eléctrodos, tubular e de referência, foram
construidos segundo Alegret et al., 1987.
Para gerar o perfil de dispersão exponencial da
amostra utilizou-se uma câmara de mistura com agitação
magnética, construida segundo Valcarcel e Luque de
Castro, 1987, cujo volume interno foi determinado
experimentalmente, sendo igual a 320 µL.
Os métodos de referência para os diferentes
produtos lácteos e padronização das soluções de catião
prata foram efectuados num sistema de titulação
automático constituido por uma bureta Crison Model
Micro Bur 2031, controlada por um computador Hyundai
Model Super 16, com uma interface Avantech Model PCL
720 (Lapa e Lima, 1991). Como eléctrodo indicador
utilizou-se um de membrana cristalina homogénea sensível
ao catião prata, de configuração convencional (Ferreira e
Lima, 1994).
O eléctrodo de referência e o decimilivoltímetro
empregues foram idênticos aos utilizados no sistema FIA.
Preparação das amostras
Os leites maternizados foram reconstituidos, de
acordo com as recomendações dos fabricantes, antes de
injectados no sistema. Relativamente aos outros produtos
lácteos, o iogurte apenas foi diluido; o queijo e a manteiga
foram emulsionados com água aquecida e a emulsão
resultante arrefecida à temperatura ambiente, segundo
indicações das normas oficiais (AOAC, 1990; NP-1509,
ISSN 1135-8122
©2000 ALTAGA
De cada amostra, após tratamento adequado,
retiraram-se diferentes tomas, utilizadas simultaneamente
no método de referência e no sistema FIA.
Métodos de referência
Para a avaliação do teor de cloretos no leite, a
Norma Portuguesa (NP - 471, 1983) refere o método
volumétrico de argentometria, segundo o processo de
Charpantier-Volhard. Este método de referência apresenta
a desvantagem de consumir muito tempo. Na literatura
encontra-se descrito o doseamento do anião cloreto por
titulação potenciométrica (Fernandes et al., 1982) e os
resultados referidos, comprovam que esta técnica constitui
uma alternativa ao processo usado na Norma Oficial
Portuguesa (NP-471, 1983).
No caso da manteiga, a Norma Portuguesa para a
determinação de cloretos (NP-1509, 1985), recorre à
técnica de Mohr.
Para a determinação do ião cloreto em queijos,
não existindo Norma Portuguesa, usou-se Official Methods
of Analysis (AOAC, 1990) que recomenda a titulação
potenciométrica com AgNO3.
No caso do iogurte não se encontrou nenhum
procedimento de referência para esta determinação. Para
todos os produtos lácteos a determinação potenciométrica
(Fernandes et al., 1982) foi a técnica adoptada por
constituir uma alternativa vantajosa aos procedimentos de
referência.
Para a execução do método de referência mediuse rigorosamente um volume de amostra para um goblet
contendo uma barra magnética colocado sobre um agitador,
e acidulou-se a solução com ácido nítrico. Posteriormente
introduziu-se o par de eléctrodos na solução e usou-se o
titulador automático referido em 2.2, que controlava as
adições de titulante. O valor da concentração de cloretos
na amostra foi calculado a partir da avaliação do ponto de
inflexão da curva de titulação, obtida por representação
gráfica da 2ª derivada, com um programa de computador
desenvolvido para o efeito.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Sistema FIA desenvolvido
As titulações FIA para a determinação de cloretos
em leites, iogurtes, queijos e manteigas, foram realizadas
usando a montagem monocanal esquematizada na Fig. 1.
As soluções padrão e as amostras (titulado) são
intercaladas na solução de transporte (S.T.) contendo catião
prata (titulante). Na câmara de mistura (C.M) ocorre
simultaneamente a dispersão do segmento de amostra no
transportador e a reacção do anião cloreto com o catião
prata. O perfil de concentração gerado pela diminuição da
ALTAGA ©2000
Lima et al.: Uso de um detector potenciométrico de sensibilidade aumentada ...
Figura 1. Sistema FIA desenvolvido para a determinação de cloretos em leite e produtos lácteos: B.P - bomba peristáltica; Vi - volume de injecção (50
µL); A - amostra; ST - solução de transporte (1,0x10 -4 mol/L em AgNO3 preparada em KNO3 0,1 mol/L e HNO3 1,0x10-3 mol/L; Q1 = 9 mL/min); L1
= 30 cm; C.M. - câmara de mistura com agitação magnética; E - esgoto; E.T. - eléctrodo de terra; E.S.I. - eléctrodo selectivo de ião; E.R. - eléctrodo de
referência; MV - decimilivoltímetro; REG. - registador; Som - somador.
pela variação de potencial entre o eléctrodo indicador (de
membrana dupla cristalina homogénea-E.S.I) e o eléctrodo
de referência (E.R.) obtendo-se uma relação linear entre a
largura de pico (amplitude de sinal analítico) e o logaritmo
da concentração de anião cloreto.
concentração neste ião. Por isso escolheu-se a solução de
Ag + de concentração de 10 -4 mol/L. A solução
transportadora continha além de Ag+, nitrato de potássio
0,2 mol/L como ajustador de força iónica e HNO3 1x103 mol/L para prevenir a precipitação de óxidos e hidróxidos
de prata.
Optimização do sistema FIA desenvolvido
A optimização do sistema consistiu na escolha
da concentração de Ag+ a usar na solução transportadora,
ajuste de força iónica, volume de injecção e caudal. Essa
optimização foi feita recorrendo ao método univariante e
tendo sempre em conta o melhor compromisso entre
reprodutibilidade, amplitude de sinal analítico, ritmo de
amostragem e economia de reagentes.
Atendendo a que a concentração de cloretos nos
diferentes tipos de leite e produtos lácteos é muito variável,
traçaram-se curvas de calibração com soluções padrão de
concentrações em cloreto compreendidas entre 50 e 2000
mg/L, utilizando 3 concentrações de Ag+ na solução
transportadora (10-5; 10-4 e 10-3 mol/L). Com a solução
de Ag+ de concentração de 10-5 mol/L obtinha-se picos
mais largos o que implica ritmos de amostragem bastante
mais baixos. Para a solução de concentração 10-3 mol/L a
largura dos picos diminuia muito, tornando menos precisa
Posteriormente, fixando este transportador
testaram-se vários volumes de injecção (Vi) entre 25 e 75
µL tendo-se optado pelo volume de 50 µL, porque permite
um bom compromisso entre sensibilidade analítica e ritmo
de amostragem. Estudo idêntico foi efectuado para o caudal
tendo-se variado este entre 5 e 10 mL/min. Observou-se
que para o caudal de 9 mL/min era possível obter um alto
ritmo de amostragem e boa reprodutibilidade analítica.
As concentrações das amostras foram obtidas por
interpolação em curvas de calibração e efectuando as
medições da largura de pico 50 mV acima da linha de base,
sendo os valores posteriormente convertidos em mg/100g
de amostra.
Resultados
A qualidade dos resultados obtidos pelo sistema
FIA proposto (CF) foi avaliada por comparação dos valores
Cienc. Tecnol. Aliment. Vol. 2, No. 5, pp. 234-239, 2000
de cinco determinações fornecidos pelo método de
referência (CR), sendo os desvios relativos inferiores a
4% (Tabela 1).
ISSN 1135-8122
Tabela 1.- Resultados obtidos na determinação do teor de cloretos
em diferentes tipos de leite e produtos lácteos usando o sistema FIA e
o método de referência e correspondentes desvios relativos.
Amostras
Com os valores médios obtidos pelos dois
métodos, método FIA (CF) e método de referência (CR),
estabeleceu-se também uma recta de regressão CF = 0,342 (± 8,080) + 1,003 (± 0,021) CR (r = 0,998). Como
se pode constatar pelo valor da ordenada na origem (0,342), pelo declive (+1,003), pelo coeficiente de
correlação (r = 0,998) e pelos valores dos desvios relativos
(< 4% - Tabela 1) existe uma boa concordância entre as
duas metodologias utilizadas. Também foi aplicado o teste
t-Student para um intervalo de confiança de 95%, tendose obtido um valor (0,735) inferior ao tabelado (2,093).
A precisão (repetitibilidade) da metodologia FIA
proposta foi avaliada determinando o desvio padrão
relativo (RSD%) para doze injecções consecutivas de uma
amostra cuja concentração média se situava sensivelmente
a meio da curva de calibração (1212,3 mg/L ou 117,7
mg/100g), e o valor obtido foi 0,5%. O ritmo de
amostragem variou entre 130 a 250 amostras/h,
dependendo da concentração da amostra em causa.
CONCLUSÕES
O sistema FIA proposto é versátil uma vez que
permitiu a determinação de cloretos em todos os tipos de
matrizes ensaiadas, após tratamento prévio de acordo com
o tipo de amostras, constituindo por isso uma boa
alternativa aos métodos de referência, mesmo quando se
usa um titulador automático. A comprovar isto estão os
resultados concordantes e os elevados ritmos de
amostragem (130 a 250 amostras/h) obtidos. É um sistema
monocanal, económico e de fácil implementação em
qualquer laboratório de análise.
Uma outra vantagem do sistema FIA apresentado
reside na utilização da potenciometria como técnica de
detecção, uma vez que esta apresenta um intervalo de
resposta linear alargado e o sinal analítico não é afectado
pela cor ou turvação das amostras, permitindo efectuar o
doseamento dos cloretos naquele tipo de amostras sem
necessidade de utilização de unidades de diálise, muitas
vezes usadas nas determinações colorimétricas. Por outro
lado, a utilização de um detector potenciométrico de
membrana cristalina homogénea e sensibilidade
aumentada permite obter resultados mais exactos, ao
diferenciar amostras com concentrações muito
semelhantes.
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1a)
2a)
3a)
4a)
FIA
(mg/100g)
488,6 ± 3,5
REF
(mg/100g)
482,4 ± 3,7
D.R.
(%)
+1,3
529,3 ± 4,2
543,5 ± 5,9
-2,6
406,0 ± 3,3
414,4 ± 4,7
-2,0
311,3 ± 2,4
320,3 ± 2,7
-2,8
5a)
6a)
455,7 ± 4,5
442,0 ± 4,7
+3,1
418,6 ± 2,6
425,2± 3,8
-1,6
7a)
8a)
408,5 ± 1,1
394,7 ± 2,4
+3,5
414,5 ± 2,3
416,5 ± 2,4
-0,5
9a)
10b)
290,6 ± 3,4
281,5 ± 2,4
+3,2
125,7 ± 2,2
122,2 ± 3,2
+2,9
11b)
12b)
117,7 ± 1,1
115,1 ± 2,3
+2,3
116,4 ± 2,5
115,3 ± 2,6
+1,0
13c)
14c)
225,8 ± 3,3
227,4 ± 3,5
-0,7
273,5 ± 3,5
280,4 ± 3,5
-2,5
15c)
16d)
442,3 ± 4,2
434,5 ± 2,1
+1,8
555,1 ± 5,3
564,1 ± 2,6
-1,6
17d)
18e)
807,3 ± 6,3
794,7 ± 6,6
+1,6
112,0 ± 2,5
109,0 ± 3,6
+2,8
19e)
20e)
101,0 ± 3,3
102,5± 3,9
-1,5
89,9 ± 1,3
91,5 ± 2,6
-1,7
a)Amostras de diferentes tipos de leites maternizados; b)Amostras de
diferentes tipos de leites de vaca; c) Amostras de manteiga; d)
Amostras de queijo; e) Amostras de iogurte.
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