Determinazione diretta di metalli pesanti in olio di girasole tramite ICP OES

L’Olio di Girasole è un olio vegetale prodotto in elevate quantità ed utilizzato in moltissimi contesti. Tra questi il più noto è sicuramente quello alimentare dove viene usato sia come prodotto puro sia come ingrediente in altri alimenti. Inoltre, è un componente utile per prodotti di cosmesi, integratori e preparati farmaceutici, lavorazione di tessuti e, infine, come biocombustibile.

I semi di girasole subiscono una prima fase di estrazione e spremitura e una successiva raffinazione in più fasi: estrazione con solvente, de-gommatura, rimozione cere e sbiancatura. Questo processo migliora alcune proprietà, come la stabilità al calore, ma può causare anche la rimozione di componenti nutrizionali importanti, come acidi grassi e fosfolipidi.

Per l’uso alimentare, l’olio di girasole è soggetto a precise normative UE che riguardano la sicurezza, come il Decreto UE 1881/2006, il quale determina alcuni limiti sul contenuto di metalli pesanti (Pb, Cd, Hg) e su minerali (Ca, Mg, F). I metalli pesanti sono identificati come agenti inquinanti provenienti dalle fasi di coltivazione e raffinazione mentre Calcio, Fosforo e Magnesio sono minerali che influenzano le proprietà nutrizionali del prodotto.

Olio Vegetali: determinazione dei metalli tramite ICP-OES

Per determinare il contenuto di metalli ci sono due alternative: procedere per mineralizzazione acida o tramite analisi diretta per diluizione in solvente. Entrambi gli approcci, a cui fa seguito poi la determinazione mediante ICP-OES, presentano aspetti positivi e la scelta di uno o dell’altro dipende dal tipo di routine del laboratorio. Lo scopo di questo articolo è approfondire i benefici dell’analisi diretta dell’olio di girasole.

La tecnica di analisi per diluizione in solvente permette di raggiungere limiti di rilevabilità più bassi per tutti gli elementi, perché il campione è sottoposto ad una minore manipolazione. Il mezzo per eseguirla è un sistema ICP-OES con plasma adeguato e robusto per lavorare 100% con solvente, che unito ad un banco ottico con risoluzione spettrale molto elevata permette di separare le linee emissive analitiche nell’ampio disturbo non specifico dovuto all’iniezione del solvente nel plasma stesso.

La procedura

La procedura suggerita è: diluire i campioni di olio 1:5 o 1:10 in cherosene. I metalli presi in considerazione sono As, Cd, Hg, Pb nel range 0.05 – 1 mg/kg e Ca, Mg, P nel range 0.5 – 5 mg/kg, calibrati per pesata da olio standard puro. Lo spettrofotometro ICP-OES utilizzato è Plasma Quant 9100 Elite di Analytik Jena dotato di kit di introduzione del campione 100% organico.

PQ 9100 ELITE è dotato di un’eccezionale risoluzione ottica e consente di eseguire analisi in tracce di metalli pesanti elaborando spettri complessi caratterizzati da elevato background aspecifico (carbonio nel caso del solvente cherosene). La risoluzione ottica offerta corrisponde ad un valore di almeno 0.002 nm quando si misurano linee emissive a 200 nm.

Il kit di introduzione per organici, combinato con il generatore High Frequency da 40 MHz di Analytik Jena, consente di lavorare con campioni in 100% solvente organico mantenendo stabilità ed accuratezza nel tempo. Grazie a queste caratteristiche, la trasmissione dell’energia al plasma è molto efficace e con tempi di stabilizzazione iniziale di massimo 15 minuti.

Dati Analitici

I campioni sono provenienti da diverse fasi di un impianto di produzione di Olio di Girasole e poi sono stati omogenizzati con ultrasuoni e, infine, diluiti in cherosene. Per la calibrazione sono stati utilizzati standard in olio con l’aggiunta di Ittrio come standard interno. In tabella si riportano le condizioni strumentali di PQ 9100 ELITE.

Negli spettri di alcuni elementi analizzati sono visibili sovrapposizioni, causate dalla matrice cherosene-olio, tra le linee di emissione analitiche ed aspecifiche. Un esempio dei benefici portati da risoluzione elevata è evidente nella quantificazione del P 213.618 nm riportata qui di seguito, dove è visibile la sovrastima causata dalla elevata vicinanza spettrale. Grazie al banco ottico di Analytik Jena si può individuare e correggere la sovrastima, e avere così una massima precisione ed affidabilità dei dati.

Per elementi come As, Cd, Hg e Pb, l’analisi diretta in solvente porta il beneficio di abbassare tutti i limiti di rilevabilità con LOD a 5 g/kg, valore non ottenibile quando si opera con una preparativa dell’olio per mineralizzazione, a causa del fattore di diluizione intrinseco alla preparativa.

Tutti i risultati ottenuti con PQ 9100 ELITE sono riassunti nella Tabella 5.

È interessante confrontare i risultati per i macro minerali Ca, Mg e P: un maggiore grado di lavorazione corrisponde un minore livello nutrizionale dell’olio di girasole. Allo stesso tempo si nota come nessuna delle fasi di lavorazione provochi un aumento dei metalli pesanti contenuti o rilasciati durante le lavorazioni. La robustezza del plasma è evidenziata nel corso delle analisi dai valori di recupero al termine, con valori compresi tra il 95% e il 101%.

Nell’analisi delle matrici organiche è preferibile l’utilizzo di una torcia verticale per garantire stabilità delle misure a lungo termine. Plasma Quant 9100 ELITE è dotato dell’esclusiva torcia V-Shuttle ad allineamento perpetuo e senza attacchi gas, per garantire una facile manutenzione per l’operatore ed un’eccezionale stabilità a lungo termine nell’analisi di campioni di olio.

PQ 9100 ELITE consente analisi con matrici 100% solvente a grande precisione e sensibilità, spaziando in un ampio range di concentrazioni. È la scelta ideale per le analisi di routine su oli vegetali in laboratorio.