Optimización de la extracción asistida por microondas asociada a extracción en fase sólida para la determinación de plaguicidas en aceites de oliva y palta

Abstract

El aceite de oliva es un aceite natural que constituye una pieza fundamental de la dieta mediterránea. Se caracteriza por sus propiedades nutricionales y efectos saludables, debido a su alto contenido de antioxidantes y ácidos grasos monoinsaturados. Es por esto que su consumo se ha masificado a lo largo del mundo y por lo tanto su producción se ha ido incrementando estos últimos años. Para asegurar la producción y la calidad de este aceite, habitualmente se utilizan plaguicidas que evitan daños al olivo y sus frutos producidos por diferentes plagas. Entre los plaguicidas más ampliamente utilizados en olivos se encuentran los organofosforados, los que debido a sus efectos dañinos para la salud están sujetos a normas que regulen la presencia de sus residuos en los alimentos. A su vez, se requiere de métodos analíticos adecuados en términos de selectividad y sensibilidad para verificar la presencia de plaguicidas en aceites. En este trabajo se desarrolló un método analítico para la extracción y determinación de residuos de Dimetoato, Diazinón, Metilparatión, Metilpirimifos, Malatión, Fentión, Clorpirifos, Metidatión y Metilazinfos en matrices de aceite de oliva y palta mediante el uso de la extracción asistida por microondas a presión atmosférica, limpieza con extracción en fase sólida y cromatografía de gases con detector fotométrico de llama (GC-FPD). Luego de desarrollar un método cromatográfico que lograra una correcta identificación y cuantificación de los compuestos, se procedió a confeccionar un aparato de extracción que permitiera la extracción de los compuestos de interés desde el aceite, por partición con acetonitrilo, evitando la evaporación de este último durante el proceso. Este aparato consta de un matraz erlenmayer de 50 mL acoplado con un refrigerante enfríado por aire. En el siguiente paso se realizó un screening mediante un diseño factorial fraccionado 25-1 para conocer los factores que afectan significativamente la eficiencia de extracción. Potencia, tiempo y volumen de extractante fueron los factores que posteriormente se optimizaron mediante un diseño Doehlert, dejando la dilución del aceite con hexano (1:1) como factor fijo. Las condiciones óptimas de extracción resultaron ser: 150 W de potencia, 13 min y 15 mL de acetonitrilo lográndose con estas condiciones recuperaciones entre 80 y 103% para una concentración de 0,025 μg g-1. Luego se estudió la limpieza de los extractos, probando dos fases de extracción en fase sólida SPE (carbón grafitizado y C18) y el tipo de solvente de elución (metanol y acetonitrilo). Finalmente los mejores resultados (menor cantidad de aceite coextraído) se obtuvieron para la columna C18 y elución con 5 mL de acetonitrilo, el aceite coextraído fue de 3 mg g-1 aproximadamente. Una vez optimizado, el método se validó determinando sus parámetros de calidad analítica, la linealidad fue evaluada en el intervalo de 0,004 - 0,015 μg g-1 (0,008 a 0,320 para M. Azinfos), obteniéndose valores de r entre 0,997 y 0,999. Su sensibilidad analítica se encuentra entre 0,002 y 0,003 μg g-1, su mLOQ está entre 0,004 -0,015 μg g-1 y su precisión se encuentra entre 4 y 8 % de DER. Finalmente el método fue aplicado al análisis de muestras reales obtenidas en el comercio obteniéndose un 50 % de las muestras analizadas positivas en Clorpirifos, 27 % en residuos de Diazinón, 15 % en Metidatión y 4 % en Metilparatión, no encontrándose en ninguno de ellos concentraciones de Metidatión superiores al límite máximo de residuos en aceite de oliva (único compuesto con un valor reportado en este alimento). Por otra parte en una de las cuatro muestras de aceite de palta analizadas se detectó Clorpirifos

The olive oil is natural oil that constitutes a fundamental piece of the Mediterranean diet. This food is characterized by his nutritional properties and healthy effects, which are due to a high content of antioxidant and mono-unsaturated fatty acids. Consequently his consumption has been increased along the world and therefore his production has been increasing the latter years. To assure the production and the quality of this oil, pesticides are commonly used to avoid the damages to the olive tree and their fruits produced by different plagues. Organophosphorus pesticides are the compounds more widely used for the pest control in olive trees and are subject to norms that regulate his presence in food due to the harmful effects to health. In turn, analytical methods adapted in terms of selectivity and sensibility is needed to check the presence of pesticides in oil. In this work was developed an analytical method for the extraction and determination of residues of Dimethoate, Diazinon, Parathion Methyl, Pirimiphos Methyl, Malathion, Fenthion, Chlorpyiriphos, Methidathion and Azinphos Methyl in olive and avocado oil by means of atmospheric pressure microwave-assisted extraction, cleanup with solid phase extraction and gas chromatography with flame photometric detector (GC-FPD). Once a chromatographic method was developed for achieving a correct identification and quantification of the compounds, it was devised an extraction system to extract the compounds of interest from the oil through partition with acetonitrile, avoiding the evaporation of the solvent during the process. This device consists of an Erlenmeyer flask of 50 mL connected to an air-cooling condenser. In the following step a screening through a fractional factorial design 2 5-1 was performed to know the factors that affect significantly the extraction efficiency. Power, time and volume of extracting solvent were the factors optimized by means of a Doehlert design, leaving the dilution of the oil with hexane (1:1) as fixed factor. The optimal conditions of extraction were: 150 W of power, 13 min and 15 mL of acetonitrile. Under these conditions the recoveries ranged 80 to 103 % for a concentration of 0.025 μg g-1. Then the cleanup of the extracts was performed through solid phase extraction considering two different phases (grafitized carbon black and C18) and the type of solvent for the elution (methanol and acetonitrile). Finally the best results (minor quantity of co-extracted oil) were obtained for the column C18 and elution with 5 mL of acetonitrile (the co-extracted oil was approximately 3 mg g-1). Once optimized, the method was validated determining the analytical characteristic. The linearity was evaluated in the interval of 0.004 – 0.015 μg g-1 (0.008 to 0.320 for Azinphos Methyl) obtaining r values between 0.997 and 0.999. The analytical sensitivity ranged 0.002 to 0.003 μg g-1, mLOQ was comprised between 0.004-0.015 μg g-1 and the precision ranged 4 to 8 % of RSD. Finally the method was applied to the analysis of real samples purchased in local market. 50 % of the analyzed samples contained Chlorpyriphos, 27 % Diazinon, 15 % Methidathion and 4 % parathion methyl. None of the analyzed samples shown concentrations of Methidathion higher than the maximum limit of residues in olive oil (the only composed with a reported value in this food). On the other hand, in one of four samples of avocado oil analyzed it was detected Chlorpyriphos