Desenvolvimento de sensor eletroquímico baseado em polímeros molecularmente impressos para determinação de limoneno em resíduos industriais da produção de suco de laranja

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Data

2023-12-15

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

A “água amarela” é a água residuária da indústria de processamento da laranja. É uma expressiva fonte de subprodutos de alto valor agregado que pode representar um grande problema ambiental, caso descartado incorretamente e por essa razão, desperta o interesse de estudos voltados à recuperação e ao reaproveitamento de matérias-primas, como o limoneno. Esse composto químico é o principal constituinte da fração oleosa do óleo essencial obtido da casca da laranja. A baixa toxicidade do limoneno e sua diversificada aplicação em indústrias como a alimentícia, a farmacêutica e a química, o tornam um subproduto de grande relevância comercial. Assim, é de extrema importância o desenvolvimento de novos métodos para determinação do limoneno, com destaque para as técnicas eletroanalíticas, que representam uma alternativa mais econômica e menos complexa em comparação as técnicas cromatográficas, atualmente utilizadas com maior frequência para a detecção de limoneno. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento de um novo sensor eletroquímico baseado em polímero molecularmente impresso (MIP) para a determinação de limoneno em águas residuárias da indústria de laranja. O sensor MIP foi construído através da eletropolimerização de pirrol na presença de limoneno na superfície de um eletrodo de carbono vítreo (GCE/MIP). O eletrodo modificado foi caracterizado usando técnicas eletroquímicas, microscópicas e espectroscópicas. Em condições otimizadas, o sensor GCE/MIP proposto apresentou faixa linear de 1,0 a 100 pmol L-1 com alta sensibilidade (9,0×1011 nA mol-1 L) e baixo limite de detecção (0,87 pmol L-1), bem como uma excelente estabilidade de armazenamento, de repetibilidade e de reprodutibilidade. O fator de impressão encontrado para o sensor MIP foi de 4,1 – alta seletividade. A aplicabilidade do sensor foi avaliada com sucesso pela determinação de limoneno em amostras de efluentes da indústria da laranja. O GCE/MIP apresentou recuperação entre 98 e 105%. Os resultados, em conjunto, indicam que o sensor GCE/MIP pode fornecer um método sensível e seletivo para determinação de limoneno com exatidão e precisão, o que evidencia a valorização de subprodutos recuperados de rejeitos industriais.
“Yellow water” is wastewater from the orange processing industry. It is a significant source of high-value by-products that can represent a major environmental problem if discarded incorrectly and for this reason, it arouses the interest of studies aimed at the recovery and reuse of raw materials, such as limonene. This chemical compound is the main constituent of the oily fraction of essential oil obtained from orange peel. The low toxicity of limonene and its diverse application in industries such as food, pharmaceuticals and chemicals make it a by-product of great commercial relevance. For this reason, it is extremely important to develop new methods for the determination of limonene, with emphasis on electroanalytical techniques, which represent a more economical and less complex alternative compared to chromatographic techniques, currently used more frequently for the detection of limonene. Therefore, the main objective of the present work is to develop a new electrochemical sensor based on molecularly imprinted polymer (MIP) for the determination of limonene in wastewater from the orange industry. The MIP sensor was constructed through the electropolymerization of pyrrole in the presence of limonene on the surface of a glassy carbon electrode (GCE/MIP). The modified electrode was characterized using electrochemical, microscopic and spectroscopic techniques. Under optimized conditions, the proposed GCE/MIP sensor presented a linear range from 1,0 to 100 pmol L-1 with high sensitivity (9,0×1011 nA mol-1 L) and low detection limit (0,87 pmol L-1), as well as excellent storage stability, repeatability and reproducibility. The impression factor found for the MIP sensor was 4,1 – high selectivity. The applicability of the sensor was successfully evaluated by determining limonene in effluent samples from the orange industry. GCE/MIP showed recovery between 98 and 105%. The results, taken together, indicate that the GCE/MIP sensor can provide a sensitive and selective method for determining limonene with accuracy and precision, which highlights the valorization of by-products recovered from industrial waste.

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Palavras-chave

Detecção de limoneno, Polímeros molecularmente impressos, Eletropolimerização, Sensor eletroquímico, Resíduos agroindustriais

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