Detecção eletroquímica de ácidos urônicos presentes no bagaço de cana-de-açúcar utilizando eletrodo modificado com nanopartículas de cobre em técnica de HPLC

Abstract

Uronic acid, D-glucuronic acid and D-galacturonic are found in lignocellulosic materials and can be used in the food industry and chemical industry. They are present in the fibrous structure of the sugarcane bagasse and are not oxidized at glassy carbon electrodes. For this we developed a detector modified with copper nanoparticles by potentiostatic electrodeposition. D-galacturonic acid and D-glucuronic irreversibly oxidize at potentials of 0.45 and 0.48 V vs. Ag/AgCl, respectively in cyclic voltammetry. Other voltammetric techniques such as differential pulse voltammetry and square wave voltammetry were also studied and the detection limit was in the order of 10-5 mol L-1 and amperometric sensitivity in the order of 10-4 mol L-1. The developed electrode was used in chromatography with pulsed amperometric detection in wall-jet cell. An anion exchange column, Carbo Pac PA10, was used for separation of uronic acids in isocratic conditions, mobile phase containing 0.1 mol L-1 NaOH and 0.28 mol L-1 CH3COO-Na+, the detection potential of 0.45 V vs. Pd and flow rate of 1.0 mL min-1. The separation of the acids was complete within 15 min. The detection limit was between 5.8x10-7 and 7.3x10-7 mol L-1, the amperometric sensitivity was 3.6 ± 1.8x106 and 1.9 ±1,0 x 106 mol L-1 to D-galacturonic acid and D-glucuronic, respectively. The method was applied to real samples of 300 mg of hydrolyzate bagasse. The value found in this sample was 15.8±0.5 g/kg of D-galacturonic acid and 12.5±0.5 g/kg to D-glucuronic acid. The results demonstrate that the proposed method can be used to detect these acids without the need for derivatization with the advantage of having fewer interfering, considerable accuracy.

Os ácidos urônicos, D-galacturônico e D-glucurônico são encontrados em materiais lignocelulósicos e podem ser utilizados na indústria de alimentos e química. Estão presentes na estrutura fibrosa do bagaço de cana-de-açúcar e não são oxidados eletroquimicamente em eletrodos de carbono vítreo. Para isto foi desenvolvido um detector modificado com nanopartículas de cobre através da eletrodeposição potenciostática. Os ácidos D-galacturônico e D-glucurônico se oxidam de modo irreversível em potenciais de 0,45 e 0,48 V vs Ag/AgCl, respectivamente em voltametria cíclica. Outras técnicas voltamétricas tais como voltametria de pulso diferencial e voltametria de onda quadrada também foram estuda e o limite de deteção foi na ordem de 10-5 mol L-1 e a sensibilidade amperométrica na ordem de 104 μA mol L-1. O eletrodo desenvolvido foi utilizado em cromatografia com detecção amperométrica pulsada em célula wall-jet. Uma coluna de troca aniônica Carbo Pac Pa10 foi utilizada para separação dos ácidos urônicos em condições isocráticas, em fase móvel contendo 0,1 mol L-1 de NaOH com 0,280 mol L-1 de CH3COO-Na+ , potencial de detecção de 0,45 V vs Pd e fluxo de 1,0 mL min-1. A separação dos ácidos foi realizada em menos de 15 min. O limite de deteção ficou entre 5,8x10-7 e 7,3x10-7 mol L-1 e a sensibilidade amperométrica foi de 3,6±1,8 x106 μA mol L-1 e de 1,9±1,0x106 μA mol L-1 para os ácidos D-galacturônico e D-glucurônicos, respectivamente. O método foi aplicado em amostras reais de bagaço de cana-de-açúcar hidrolisado e a quantidade encontrada nesta amostra foi de 15,8±0,5 g/kg de ácido D-galacturônico e 12,5±0,5 g/kg para o ácido D-glucurônico. Os resultados demonstram que o método proposto pode ser utilizado para a detecção desses ácidos sem a necessidade de derivatização com as vantagens de ter menos interferentes, mantendo adequadas precisão e exatidão.