Eficacia de la extracción asistida por microondas para determinar plaguicidas organofosforados en aceites vegetales mediante cromatografía gaseosa

Abstract

Los pesticidas organofosforados son ampliamente utilizados en el control de plagas en el área agrícola. Sin embargo, debido a sus efectos nocivos para la salud y capacidad de bioacumulación se han desarrollado normas que regulan su uso y presencia de sus residuos en los alimentos. En esta memoria de Título se desarrolló un método para la determinación de Dimetoato, Diazinón, Metilparatión, Metilpirimifos, Malatión, Fentión, Clorpirifos, Metidatión y Metilazinfos en muestras de aceite de oliva y palta, mediante una extracción asistida por microondas, y cromatografía de gases acoplada a un detector fotométrico de llama (GC-FPD), con una etapa previa de limpieza de los extractos mediante una extracción en fase sólida (SPE) utilizando columnas ENVI-Carb. En primer lugar se desarrolló un método cromatográfico que permitiera una correcta identificación y cuantificación de los nueve plaguicidas. Se determinaron mediante curvas de calibración los parámetros de calidad analítica instrumental, obteniéndose LODi entre 2,0-28 μg L-1. Se realizó una optimización mediante un diseño Doehlert de los factores que influyen en la etapa de limpieza de las muestras: volumen de extracto cargado en la columna SPE, cantidad de solvente de elución (acetonitrilo) y concentración de diclorometano en el solvente de elución, determinándose los valores óptimos para la limpieza a través del uso de una función de conveniencia (deseabilidad) de la máxima recuperación de los nueve compuestos y la mínima cantidad de aceite co-extraído. Los valores óptimos obtenidos fueron 5 ml de extracto de carga de la columna y 3 ml de solvente de elución de concentración 100% diclorometano. Mediante un diseño experimental Plackett-Burman se evaluaron los factores significativos en el proceso de extracción asistida por microondas, estos fueron: potencia, volumen de extractante (acetonitrilo) y tiempo de extracción. Estos factores fueron simultáneamente optimizados mediante un diseño Doehlert con cinco, siete y tres niveles respectivamente, a través de una función de conveniencia conjunta. Las condiciones óptimas para el proceso de extracción fueron 8 min a 700 W usando 5 ml de acetonitrilo como solvente de extracción. Bajo estas condiciones las recuperaciones para Dimetoato, Diazinón, Metilparatión, Malatión y Metidatión estuvieron comprendidos entre 80-90%. Sin embargo, las recuperaciones de los plaguicidas con un carácter más lipofílico como Metilpirimifos, Fentión y Clorpirifos fueron menores. Con el objetivo de mejorar la extracción de estos compuestos, se evaluó el efecto de usar una mezcla de acetonitrilo-diclorometano como extractante. Un aumento significativo en las recuperaciones fue observado para los compuestos más hidrofóbicos al utilizar una mezcla de AcN:DCM (90:10) como solvente de extracción. Además se analizó el uso de protectores de analito con el objetivo de compensar el efecto de señal inducido por matriz. Sin embargo, no se observó beneficio en su uso. El método desarrollado fue aplicado a nueve aceites de oliva y dos aceites de palta que se comercializan en Chile, encontrándose en siete muestras de aceite de oliva la presencia de residuos de pesticidas en concentraciones de 0,010- 0,177 μg g-1. Sin embargo, las concentraciones encontradas son menores a los valores establecidos como Límite Máximos de Residuos en aceite de oliva según la legislación Europea

Organophosphorus pesticides are used largely in the pest control in the agricultural area. However, due to its noxious effects for health and capacity of bioacumulation regulations have been established to regulate its application and presence of residues in the foodstuff. In this study it was developed a method for the determination of Dimethoate, Diazinón, Parathion methyl, Pirimiphos methyl, Malathion, Fenthion, Chlorpyriphos, Methidathion and Azinphos methyl in commercial olive and avocado oil, by means of an Microwaveassisted extraction, and gas chromatography – flame photometric detection (GC- FPD), with a previous stage of clean-up of the extracts through an extraction in solid phase (SPE) using ENVI Carb columns. The chromatographic method was developed to allow a correct identification and quantification of the nine pesticides. Through a calibration curve the instrumental analytical characteristics were determined, obtaining LODi between 2.0-28 μg L 1. The optimization of factors that influence on the clean-up step, was achieved through a Doehlert design: Volume of extract added to the SPE column, volume of elution solvent and concentration of dichloromethane in the solvent of elution, defining the optimal values for clean-up by using a function of convenience (desirability) of the maximum recuperation of the nine compounds and the minimal quantity of oil coextracted. The optimal values obtained are 5 ml of extract loaded to the column, 3 ml of elution solvent of 100 % dichloromethane. Through a Plackett Burman design were evaluated the significant factors in the process of microwaves assisted extraction, these were: Power, volume of extracting solvent (acetonitrile) and time of extraction. These factors were simultaneously optimized through Doehlert design with five, seven and three levels respectively, by using a desirability function. The optimal conditions retained were 8 min at 700 W using 5 mL of acetonitrile as extracting solvent. Under these conditions the recoveries for Dimethoate, Diazinon, Parathion methyl, Malathion and Methidathion ranged from 80 to 99%. However, the recoveries of the more lipophilic character pesticides like, Pirimiphos methyl, Fenthion and Chlorpyriphos were lower. The addition of dichloromethane to the extraction solvent was evaluated with the aim of increasing the extraction efficiency. A significant increase in the recovery was observed for the more hydrophobic compounds, 90:10 (AcN:DCM) was selected as optimum to extract the organophosphorus compounds from olive oil. Additionally, the used of analyte protectans for compensate the matrix-induced chromatographic response enhancement effect was studied. However, it observed benefit in its use was not. The method developed was determine to analyze organophosphorus residues in nine commercially packed extra virgin olive oils and two commercially packed avocado oils produced in Chile. Seven samples of olive oil contained pesticides residues in concentrations of 0.010-0.177 μg g 1. However, none of the olive oil samples contained residues higher than the permitted Maximum Residues Limits established by European legislation