Desenvolvimento de eletrodos de grafite modificados com nanopartículas e emprego na quantificação de sacarose

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Santos, Luana Dalagrana dos
• Orientador(a): Bona, Evandro
• Banca de defesa: Bona, Evandro , Tanamati, Augusto , Killner, Mario Henrique Montazzolli
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Campo Mourao; Medianeira
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Açúcar - Análise; Quimiometria; Voltametria; Sugar - Analysis; Chemometrics; Voltammetry
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29723

A quantificação de açúcares é uma análise de grande importância nos alimentos uma vez que traz informações nutricionais acerca de um produto, podendo influenciar na escolha de consumidores, e é também utilizada como parâmetro de qualidade em algumas indústrias. Muitas são as técnicas e métodos utilizados para a determinação e quantificação destes compostos, porém a grande maioria destes apresenta alto custo, além da necessidade de maior tempo para a análise. Deste modo, faz-se necessário desenvolver métodos que quantifiquem estes compostos de maneira rápida e eficaz. Assim, neste estudo foi proposto um método eletroquímico para a detecção e quantificação de sacarose através de voltametria cíclica, utilizando-se eletrodos de pasta de carbono modificados com nanopartículas de cobre ou ferro ou nanotubos de carbono. Além disso, a voltametria cíclica foi realizada usando um potenciostato de baixo custo desenvolvido para computador de placa única tipo Raspberry Pi. As nanopartículas metálicas sintetizadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET), potencial zeta, espalhamento de luz dinâmico (DLS), espectroscopia de infravermelho médio (FTIR), difração de raios X (DRX), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA). Os eletrodos construídos tiveram seu desempenho analítico testado com ferrocianeto e comparados com um eletrodo comercial de carbono vítreo. Uma vez constatado um bom funcionamento, foram utilizados para a obtenção de modelos de quantificação para a sacarose. A qualidade dos modelos foi testada por ANOVA e pelas figuras de mérito analíticas. Observando-se os valores obtidos para o parâmetro de R2 ajustado, têm-se que os modelos com melhores ajustes foram obtidos para o eletrodo comercial de carbono vítreo (C vítreo) e o eletrodo confeccionado com a adição de nanopartículas de óxido de cobre (Nano CuO). Os valores para o parâmetro de RMSE para todos os modelos foram similares, sendo todos na ordem de 10-4 mol L -1. O menor valor para o inverso da sensibilidade analítica foi obtido para o eletrodo de pasta de carbono sem modificações (C60%) com concentração de 9,54 x 10-6 mol L -1 de sacarose, seguido daquele confeccionado com nanopartícula de óxido de cobre, 5,30 x 10-6 mol L -1. Os limites de detecção apresentaram-se menores para os eletrodos confeccionados sem modificação (C60%) e com adição das nanopartículas de óxido de cobre (Nano CuO), na ordem de 10-5 mol L -1 de sacarose. Já para o limite de quantificação, todos os eletrodos confeccionados obtiveram valores muito próximos, na ordem de 10-2 mol L -1 de sacarose. No geral, foi observado um desempenho superior dos eletrodos confeccionados em pasta de carbono em relação ao eletrodo comercial de carbono vítreo. Comparando-se os resultados obtidos com estudos prévios, observa-se que os eletrodos desenvolvidos apresentaram boa sensibilidade e destaca-se o baixo custo do sistema eletroquímico como principal vantagem.