Empleo de las técnicas atómicas para el análisis multielemental y la especiación en alimentos.

Abstract

La principal aportación de esta tesis ha sido el estudio, desarrollo y comparación de procedimientos analíticos, tanto para la determinación del contenido total de metales y metaloides por espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo ICP-MS en leche comercial, como la extracción de las especies de As, Sb, Se, Te, Bi y Hg en dos grupos de alimentos: leche y productos de la pesca, utilizando como técnicas de detección la espectroscopia de fluorescencia atómica previa generación de hidruros HG-AFS o por vapor frío CV-AFS.<br/>Se han desarrollado protocolos de análisis rápidos y fiables que permiten garantizar la calidad y seguridad alimentaria en alimentos básicos como la leche y el contenido de especies tóxicas de As y Hg en productos de la pesca, alimento que aporta a la dieta uno de los niveles más altos de estos dos metales pesados. <br/>En el diseño de protocolos siempre se ha buscado minimizar el tratamiento previo de la muestra, el uso de reactivos menos peligrosos y la mínima generación de residuos. Para el análisis de leche se diseñó un procedimiento de digestión asistida por microondas utilizando mezclas de ácido nítrico y peróxido de hidrógeno, procedimiento que fue adaptado, incluyendo en algunos casos (As, Sb, Se y Te) una etapa previa de reducción para el posterior análisis por HG-AFS, previa optimización también de los parámetros instrumentales.<br/>Como alternativa a la digestión total de las muestras, se desarrolló un procedimiento basado en la sonicación a temperatura ambiente con diferentes extractantes según el tipo de muestra.<br/>Los procedimientos anteriores (digestión asistida por microondas y la lixiviación ácida) fueron aplicados a la determinación de 45 elementos (Li, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Rb, Sr, Y, Mo, Ag, Cd, In, Sn, U, Sb, Te, Cs, Ba, Hg, Pb, Bi, Th, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf y Ta) en leche por ICP-MS con éxito.<br/>Asimismo, la lixiviación ácida permitió la especiación de As, Sb, Se y Te en sus estados de oxidación en leche mediante el uso de procedimientos no cromatográficos, y la especiación de As y Hg en productos pesqueros.<br/>Los contenidos obtenidos para los elementos en estudio en leche están por debajo de de los límites establecidos en la legislación actual, encontrándose los elementos más tóxicos a niveles de ultratrazas por lo que se garantiza la ausencia de riesgos en el consumo de leche. Las especies tóxicas de As en productos de la pesca suponen entre un 10-18% del total de As y el MeHg es la especie mayoritaria (>86%).<br/>Finalmente, todos estos protocolos se han validado mediante estudios de recuperación, comparación con métodos de referencia y/o análisis de muestras certificadas y se han determinado sus características analíticas: límites de detección, sensibilidad, precisión y exactitud, que resultan adecuados para el control de calidad en leche y productos de la pesca.

The main contribution of this thesis has been the study, development and comparison of analytical procedures, for the determination of the total content of metals and metalloids by ICP-MS in commercial milk and the extraction of As, Sb, Se, Te, Bi and Hg chemical species in two groups of food: milk and fishing products, using HG-AFS and CV-AFS.<br/>Different analyses protocols have been developed in order to guarantee the quality and food safety in basic food, such as milk and the content of toxic species of As and Hg in fish.<br/>In the design of protocols we have always searched to minimize the previous treatment of the sample, the use of the least dangerous reagents and the minimal generation of residues. For the analysis of milk there was designed a microwave-assisted digestion using mixtures of nitric acid and hydrogen peroxide, procedure that was adapted for the later analysis by HG-AFS.<br/>As an alternative to the total digestion of samples, a procedure based on the ultrasound-assisted extraction at room temperature by using different acids was developed.<br/>The previous procedures were applied to the determination of 45 elements in milk by ICP-MS successfully.<br/>Likewise, the acid leaching allowed the speciation of As, Sb, Se and Te into their oxidation states in milk by means of the use of non-chromatographic procedures, and the speciation of As and Hg in fish.<br/>Finally, all these protocols have been validated through recovery studies, comparison with reference methods and / or analysis of certified samples, and they have been determined their analytical characteristics: limits of detection, sensibility, precision and accuracy, which are suitable for the quality control in milk and fishing products.