Ozonation: a strategy for removal of pesticide residues in food

O uso indiscriminado de agrotóxicos e a não observância dos períodos de carência faz com que alguns ingredientes ativos sejam detectados em concentrações acima do limite máximo de resíduo (LMR) em diversos alimentos. Neste contexto, há uma necessidade de se estudar a dissipação de resíduos de agrotóxicos em alimentos em função da aplicação do produto comercial, bem como desenvolver estratégias para remoção ou redução de resíduos de agrotóxicos que permanecem nos alimentos, após a colheita. Os tratamentos utilizando ozônio vêm sendo estudados como alternativa para descontaminação de alimentos, nos últimos anos, por apresentar uma série de vantagens como, por exemplo, o alto potencial de oxidação do ozônio mesmo em baixas concentrações. O presente trabalho consta de três partes. Na primeira parte a técnica de extração sólido-líquido com partição em baixa temperatura (ESL/PBT) foi otimizada e validada para a determinação de difenoconazol em amostras de morango por cromatografia gasosa com detector por captura de elétrons (CG/DCE). O método apresentou valores de recuperação ! 98%, repetitividade com coeficientes de variação " 15% e limite de detecção de 9,0 &#956;g kg-1. O método foi aplicado para a determinação da dissipação de resíduos difenoconazol em morango após múltiplas aplicações do produto comercial. Os resultados mostraram que ocorre uma dissipação rápida do fungicida, mas que a concentração residual aumenta após múltiplas aplicações. Na segunda parte deste trabalho, o efeito da aplicação de ozônio na redução de resíduos de difenoconazol em morango e a qualidade dos morangos ozonizados foram avaliados. Morangos contaminados com o produto comercial contendo difenoconazol foram expostos ao gás ozônio, nas concentrações de 0,3, 0,6 e 0,8 mg L-1, durante 1 h. Os tratamentos com ozônio reduziram até 95% dos resíduos de difenoconazol nos morangos. Algumas características desses frutos foram monitoradas durante o armazenamento a 4 °C por 10 dias. Alguns parâmetros como pH, perda de massa e diferença total de cor não foram significativamente (p > 0,05) alterados. A fumigação com ozônio afetou significativamente (p 0.05) changed. The ozone treatment affected significantly (p < 0.05) the soluble solids parameters, titratable acidity and ascorbic acid (vitamin C), preventing the sharp decline of these characteristics during storage. In the third section it was evaluated the chlorothalonil removal of grape samples by the fruits immersion in distilled water bubbled with ozone. This strategy allowed the removal of 60% of chlorothalonil from grapes peel and pulp, regardless the ozone bubbled concentration. However, the quality of the fruit stored at 1 °C for eight weeks was altered because of the treatment. The grapes treatment with ozone at a concentration of 3 mg L-1 changed most of the quality parameters evaluated. The grapes treatment with ozone at 2 mg L-1 maintained the fruit quality for a longer period than the control grapes (the ones with no ozone treatment).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Desenvolvimento, otimização e validação de metodologias analíticas (HS-GC-FID, S-GC-MS EHS-SPME-GC-MS) para determinação de BTEX em matrizes aquosas ambientais.

A presença de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX) em água potável, devido à toxicidade, só é permitida em baixa concentração (5µg/L para benzeno). Nesse trabalho foram otimizadas e validadas três metodologias analíticas para a determinação de BTEX em água: duas utilizando headspace estático (HS-GC-FID e HS-GC-MS) e uma microextração em fase sólida (HS-SPME-GC-MS). As condições analíticas foram otimizadas através de planejamento fatorial. Os métodos estudados apresentaram boa seletividade, precisão e linearidade. As melhores recuperações foram obtidas por HSSPME-GC-MS (entre 97,9% e 104,3%), enquanto que a metodologia por HS-GC-MS apresentou os menores limites de detecção (entre 2,3ng/L para benzeno e 7,1ng/L para o-xileno)The presence of benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX)in drinking water is allowed only in low concentration (5µg.L -1 for benzene) due to high toxicity. In this work three analytical methodologies for the determination of BTEX in water were optimized and validated: two using static headspace (HS-GC-FID and HS-GC-MS) and one using solid phase microextraction (HS-SPME-GC-MS). The analytical conditions were optimized by factorial design. The methods showed good selectivity, precision and linearity. The best recoveries were obtained by HS-SPME-GC-MS (between 97.9% and 104.3%) while the methodology by HS-GC-MS showed the lower limits of detection (between 2.3ng.L -1 for benzene and 7.1ng.L -1 for o-xylene)

Toxicological Stability of Ocimum basilicum Essential Oil and Its Major Components in the Control of Sitophilus zeamais

Essential oils (EOs) are widely recognized as efficient and safe alternatives for controlling pest insects in foods. However, there is a lack of studies evaluating the toxicological stability of botanical insecticides in stored grains in order to establish criteria of use and ensure your efficiency. The objective of this work was to evaluate the toxicological stability of basil essential oil (O. basilicum) and its linalool and estragole components for Sitophilus zeamais (Motschulsky) adults in corn grains by fumigation. The identification of the chemical compounds of the essential oil was performed with a gas chromatograph coupled to a mass selective detector. Mortality of insects was assessed after 24 h exposure. After storage for six (EO) and two months (linalool and estragole) under different conditions of temperature (5, 20, and 35 °C) and light (with and without exposure to light), its toxicological stability was evaluated. Studies revealed that the essential oil of O. basilicum and its main components exhibited insecticidal potential against adults of S. zeamais. For greater toxicological stability, suitable storage conditions for them include absence of light and temperatures equal to or less than 20 °C

Otimização, validação e aplicação de método para determinação da concentração residual de difenoconazol em morangos após múltiplas aplicações

Difenoconazole residues in strawberry fruit cultivated in pots were estimated using the solid-liquid extraction with low temperature partition (SLE/LTP) method for sample preparation and gas chromatography with electron capture detection (GC/ECD) for analysis. The optimized method presented excellent recovery values from fortified samples and reproducibility (average recovery values &#8805; 98%; CV values < 15%). Linearity of response was demonstrated (r = 0.995) with a detection limit of 9 µg kg-1. The method was successfully applied for the determination of difenoconazole residues in strawberries. Based on these results, the fungicide dissipates quickly, but the residual concentration increases after multiple applications

Otimização, validação e aplicação de método para determinação da concentração residual de difenoconazol em morangos após múltiplas aplicações

Difenoconazole residues in strawberry fruit cultivated in pots were estimated using the solid-liquid extraction with low temperature partition (SLE/LTP) method for sample preparation and gas chromatography with electron capture detection (GC/ECD) for analysis. The optimized method presented excellent recovery values from fortified samples and reproducibility (average recovery values ≥ 98%; CV values < 15%). Linearity of response was demonstrated (r = 0.995) with a detection limit of 9 µg kg-1. The method was successfully applied for the determination of difenoconazole residues in strawberries. Based on these results, the fungicide dissipates quickly, but the residual concentration increases after multiple applications

Ozônio como agente fitossanitário na conservação pós-colheita da batata-baroa

Resumo Raízes de batata-baroa (Arracacia xanthorrhiza Bancroft) foram imersas em água borbulhada com ozônio, para avaliar o controle de bactérias do gênero Erwinia. Além de análise visual das raízes, avaliaram-se a atividade das enzimas pectinolíticas pectinametilesterase e poligalacturonase, e as características físico-químicas (perda de massa, variação de cor, teores de açúcares e amido), durante o armazenamento. As raízes foram imersas em água ozonizada (1,52 mg L-1), por períodos de até 30 min. Em seguida, foram acondicionadas em câmara climática e avaliadas durante 10 dias. Não houve diferença visual aparente entre os tratamentos. Entretanto, raízes tratadas com ozônio por 30 min apresentaram menor atividade específica das enzimas pectinametilesterase. Houve efeito linear para açúcares solúveis totais e perda de massa, e efeito quadrático para açúcares redutores e não redutores, significativos apenas para o período de armazenamento. A imersão de raízes de batata-baroa em água borbulhada com ozônio por até 30 min não foi suficiente para o controle de bactérias do gênero Erwinia. Nas condições adotadas no trabalho, a ozonização não provoca alteração na perda de massa, no teor de amido, açúcares solúveis totais, açúcares redutores e açúcares não redutores, e na variação de cor das raízes de batata-baroa

Behavioral and physiological responses induced by ozone in five Brazilian populations of Rhyzopertha dominica

This study evaluated locomotory and respiratory responses induced by ozone at a concentration of 500 ppm in five Brazilian populations of Rhyzopertha dominica (Coleoptera: Bostrichidae). Toxicity and body mass were also assessed to establish their relationship with behavioral patterns. The results indicated that none of the evaluated populations of Rhyzopertha dominica showed resistance to ozone. No significant correlations were observed between ozone toxicity and locomotory behavioral patterns. Moreover, no significant correlations were found between ozone toxicity and the respiratory rate of Rhyzopertha dominica. Ozone is a potential alternative for phosphine resistance management, and its rapid degradation constitutes an advantage for the environment

Insecticidal activity of Vanillosmopsis arborea essential oil and of its major constituent α-bisabolol against Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Chrysomelidae)

Abstract Vigna unguiculata, one of the most important legumes, mainly in underdeveloped countries, is susceptible to post-harvest losses in storage by Callosobruchus maculatus (Fabricius, 1775) (Coleoptera: Chrysomelidae). The work evaluated the toxicity, inhibition of oviposition, instantaneous rate of population growth (ri) and the development of fumigated C. maculatus with the essential oil of Vanillosmopsis arborea and its major constituent, α-bisabolol. The experimental units consisted of 0.8 L flasks treated with concentrations of 1.2–11.2 μL L−1 of air of the essential oil of V. arborea or its major constituent applied to disks of filter paper. α-Bisabolol was quantified as 409.33 mL L−1 of the essential oil. The development rate of C. maculatus was evaluated by daily adult counts. Oviposition was evaluated at lethal concentrations (LC50, LC25, LC10 and LC1). The LC50 and LC95 of the essential oil of V. arborea and α-bisabolol were 5.23 and 12.97 μL L−1 of air and 2.47 and 8.82 μL L−1 of air, respectively. At some concentrations, the α-bisabolol was more toxic to males than to females of the insect. Increased concentrations of the essential oil reduced the ri, rate of development, oviposition, and number of eggs of C. maculatus and therefore have potential for pest control

Degradation kinetics of organic matter in dairy industry wastewater by flotation/ozonation processes

This study evaluated the adjustment of four kinetic models and their respective parameters on data of dairy wastewater treatment by the physico-chemical process of flotation and ozonation. The experiment was implemented during the year 2014, with all the tests in triplicate. The treatments were carried out at different pH levels (3.6, 7.0 and 10.4), and flotation/ozonation was catalyzed by manganese (Mn2+) in neutral level (pH 7.0). Best removal efficiencies for chemical oxygen demand (COD) were obtained in acidic medium, with removals greater than 75% after 20 min of treatment. There was no significant difference with regards to addition of Mn2+ on COD removal by the physico-chemical process. The kinetic models that best fit to the experimental data, for all treatments, were the asymptotic (residual) model and that of Chan and Chu. Treatment in acidic medium showed the highest values of the kinetic parameters for the adjusted model, obtaining a k coefficient equal to 0.2394 min-1 for the asymptotic model and kinetic coefficient 1/ρ of 0.4816 min-1 for the Chan and Chu model, both presenting a determination coefficient greater than 99%.Neste estudo, avaliou-se o ajuste de quatro modelos cinéticos (modelo de escoamento pistonado, mistura completa, assintótico ou residual e de Chan e Chu e seus respectivos parâmetros, na degradação da matéria orgânica presente no efluente de laticínios pelo processo físico-químico de flotação e ozonização. O experimento foi implementado durante o ano de 2014, com todos os testes em triplicata, os s tratamentos foram realizados sob diferentes pHs (3,6; 7,0 e 10,4), além da flotação/ozonização catalisada pelo manganês (Mn2+) em meio neutro. Observando que em meio ácido ocorreram as melhores eficiências de remoção da demanda química de oxigênio (DQO), tendo sido obtida uma remoção superior a 75% em 20 min de tratamento. Não houve diferença significativa em relação à adição de Mn2+ ao processo físico-químico. Os modelos que mais se ajustaram aos dados experimentais, para todos os tratamentos realizados, foram o modelo assintótico e o de Chan e Chu. O tratamento em meio ácido foi o que apresentou os maiores valores dos parâmetros cinéticos para os modelos ajustados, obtendo-se para o modelo assintótico, coeficiente k igual a 0,2394 min-1, e para o modelo de Chan e Chu, coeficiente cinético 1/ρ de 0,4816 min-1, apresentando para ambos os modelos um coeficiente de determinação superior a 99%