ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD EN LA DETERMINACIÓN DE ÁCIDO ASCÓRBICO

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1 Simposio de Metrología al 7 de Octbre ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD EN LA DETERMINACIÓN DE ÁCIDO ASCÓRBICO Alejandro Barragán Ocaña, Ma. de los Ángeles Olvera Treviño Facltad de Qímica, Universidad Nacional Atónoma de México Cidad Universitaria circito escolar edificio A de la Facltad de Qímica, PB laboratorio de Metrología anexo al A004 Tel Fax: maot@servidor.nam.mx Resmen: En este trabajo se desarrollan pntos críticos metrológicos de n sistema de control de mediciones con la finalidad de cmplir con la evidencia objetiva de calidad en los resltados prodcidos por n método de preba. Se consideran cinco pntos críticos metrológicos a cmplir: La definición de las características metrológicas, la confirmación del eqipo, el control del proceso de medida, la trazabilidad de la medición y la estimación de la incertidmbre. 1.-INTRODUCCIÓN Para asegrarnos qe los resltados de medir sean confiables y comparables es necesario tener en nestro sistema de calidad n efectivo sistema de control de mediciones qe nos asegre qe el eqipo de medida y el proceso de medida sean apropiados para s so, qe no prodzcan resltados incorrectos y efectos en la calidad del prodcto. Existe normatividad internacional y nacional en donde se proponen patas a segir para lograr n efectivo sistema de control de mediciones. Sin embargo, lograr cbrir esas recomendaciones se dificlta, cando se trata de n método de preba, en este docmento se propone n camino para implementar n efectivo sistema de control de mediciones en n método de preba específico: la determinación de ácido ascórbico. Existen mchos métodos para la determinación de ácido ascórbico, en el qe nos enfocaremos es aqél sado tanto en alimentos como en prodctos farmacéticos, anqe no es el más recomendado, si es no de los mas sados por s bajo costo. Objetivo Plantear n sistema de asegramiento de mediciones basado en normatividad y qe sea evidencia objetiva de la calidad de los resltados obtenidos por n método de preba Metodología El sistema de control de mediciones debe asegrar qe los reqerimientos metrológicos específicos sean satisfechos, nestra propesta para lograrlo esta basada en la recomendación ISO 1001 y en los reqisitos de la Nos enfocaremos en tres aspectos críticos: el eqipo, el proceso de medida y la medición, el eqipo es controlado a través de la confirmación metrológica, el proceso de medida a través de n control estricto y la validación del método y la medición a través de la estimación de la incertidmbre y la trazabilidad. 1.-Método de medición.- Identificación del método: Método normalizado NMX-F Principio de medición: reacción redox de primer orden, mediante na titlación sando el reactivo, 6- diclorofenolindofenol..-características metrológicas específicas.- Como segndo paso del sistema de control de mediciones proponemos definir los reqerimientos metrológicos específicos, en este trabajo le llamaremos las características metrológicas, las qe estarán dictadas por el análisis de la normatividad mexicana existente. La NMX-F Alimentos para infantes y niños de corta edad establece qe el contenido mínimo de ácido ascórbico por porción debe de ser de 40 mg/100 cm. Los límites mínimos y máximos permitidos para la adición, fortificación y enriqecimiento de alimentos y bebidas no alcohólicas será del 5% al 100% por porción de la ingestión diaria recomendada, considerando na porción de bebida no alcohólica de 00 ml; según la Norma Oficial Mexicana NOM-086- SSA Si para adltos la ingestión diaria es de 60 mg, el 5% corresponde a: mg. Lo mínimo qe debe detectarse en na porción es de mg. Para asegrarnos no tener n ferte impacto en la sald por na alimentación carente de ácido ascórbico en la dieta y debido a qe la norma no especifica el grado de algún reqerimiento metrológico para la evalación de la medición, se escoge, basado en lo mínimo qe debe detectarse en na porción ( mg), como reqerimiento metrológico para evalar la mga. A calidad de la medición la incertidmbre 1

2 Simposio de Metrología al 7 de Octbre con n valor de ±0,5 mg. ( 0, mg) = Si mga. A: ± 5 el proceso de medir es capaz de medir con esta incertidmbre nos asegramos qe el contenido de ácido ascórbico en la bebida analizar este contenido en el reqisito de la normatividad. Por lo anterior podemos conclir qe n laboratorio qe tiene como objetivo medir ácido ascórbico en calqier bebida para jgos, necesita ser capaz de medir como límite mínimo (±0,5) mg de ácido ascórbico por porción de alimento..-confirmación del eqipo.-la confirmación del eqipo debe llevarse a acabo por primera vez, repetirse de manera periódica (mediante n programa),cada vez qe el eqipo fe a mantenimiento (preventivo y/o correctivo) y despés de cada calibración..1.-el eqipo involcrado en la medición: pipeta volmétrica de 50 ml, pipeta volmétrica de 100 ml, breta de 50 ml, matraz volmétrico balanza analítica. Para cmplir con los reqerimientos específicos reqerimos material volmétrico clase A y na balanza clase I con na incertidmbre máxima de 0,01 mg para qe sea capaz de detectar 0,5 mg de incertidmbre. El material volmétrico y la balanza feron calibrados en n laboratorio acreditado...-para diseñar el sistema de confirmación metrológica se compararon las exigencias metrológicas del sario (EMU) qe corresponden a las referidas en el pnto.1 y las características del eqipo de medición (CEM). Las CEM corresponde a lo informado por el laboratorio de calibración. EMU CONFIRMACIÓN CEM Fig.1 diagrama de confirmación metrológica 4.-Control del proceso de medición El proceso de medición debe ser planeado, validado, docmentado, aprobado e implementado. En la medición se inclye el principio de medición, el método y el procedimiento. El VIM define claramente cada no de estos términos: Principio de medición: fenómeno qe sirve de base para la medición; en este trabajo nestro principio de medición es la titlación redox de la mestra con n colorante drante la cal la oxidación del ácido ascórbico va acompañada de la redcción del indicador redox en s forma incolora. Método de medición: descripción genérica de nas secencia lógica de operaciones sadas en la medición; en este trabajo en el método esta inclido el so del colorante,6- diclorofenolindofenol. Procedimiento de medición qe corresponde a la descripción detallada de na medición de acerdo a n principio de medición y con n método de medición dado, en este trabajo se presenta en el pnto.1 Reqerimos qe la medición sea capaz de detectar (±0,5) mg de ácido ascórbico por porción de alimento. Consltando la bibliografía el principio de medida nido con el método tiene n límite de detección de 6 µg/ml y linealidad de 00 µg/ml Por lo tanto cmple con las características metrológicas. Sin embargo es necesario demostrar qe el laboratorio lo logra para ello reqiere n procedimiento de validación. Para validar el proceso de medida se desarrollaron tres parámetros: el límite de detección, límite de cantificación y la precisión intermedia vía el coeficiente de variación.(cv). Se trabajo con n material estándar de ácido ascórbico cyas 10 lectras en mg/ml feron: (1) 0,99 () 0,988 () 0,988 (4) 0,990 (5)0,988 (6) 0,99 (7) 0,988 (8) 0,990 (9)0,99 (10) 0,990 n y i i = 1 = = y n 0,9898 (1) ( ) ( ) ( 1) n y y s = = 0, () n n s CV = ( 100) = 0,1769% y donde: y= media s= desviación estándar CV=coeficiente de variación ()

3 Simposio de Metrología al 7 de Octbre Límite de detección: LD = y+ s = 0, 9950 (4) Límite de cantificación: LQ = 6( s) = 0, 0105 mg / L (5) 5.-Trazabilidad en la medición. Para lograr la trazabilidad es necesario cmplir con los sigientes pntos: 1.- Describir el método de medición (ver pntos 1 y 4).- Identificación de las variables involcradas (ver pnto 6).- Identificar los instrmentos de medición involcrados, los cales son: breta, pipeta, balanza, instrmentos para la medición de las condiciones ambientales: temperatra, hmedad. Todos los instrmentos deben estar calibrados en laboratorios acreditados, el informe de calibración proporcionará la incertidmbre qe será contabilizada como se mestra en el pnto Listado de sstancias qímicas y materiales de referencia. El ácido ascórbico y el,6-dicloroindofenol deben ser MRC (Material de referencia certificado) La evidencia objetiva de trazabilidad de estas sstancias es el certificado del material de referencia. 5.- Trazado de las cartas de trazabilidad para cada instrmento de medición y para el MRC, cada carta de trazabilidad debe contener la incertidmbre del instrmento, fecha de calibración, patrón al qe esta trazado, incertidmbre del patrón y fecha de calibración. 6.-Estimación de la incertidmbre. La estimación de la incertidmbre se hace de acerdo a la GUM y partiendo del modelo matemático: AA AA F V E Y C = X B C 0, = 1, 76 0,1 = 0, g / ml donde: C AA = concentración de ácido ascórbico X= volmen gastado en la titlación de la mestra B= volmen gastado en la titlación del blanco F= g de ácido ascórbico eqivalentes a 1.0 ml de solción estándar de indofenol E= volmen de ensayo (6) V= volmen inicial de la mestra de ensayo Y= volmen de la mestra para la titlación F es obtenido a partir de: ( V. )( M SI AA. ) F = V T donde: V SI = volmen de solción estándar de indofenol M A.A = masa de ácido ascórbico Las fentes de incertidmbre las podemos esqematizar en el sigiente diagrama de casa y efecto. X F B E Y V (7) CAA Fig. Diagrama fentes de incertidmbre Incertidmbre aportada por el volmen de,6- dicloroindofenol gastados en la titlación de la mestra: X: Incertidmbre de la repetibilidad: R La titlación fe hecha por triplicado y el promedio de estos valores tvieron na desviación estándar de 0,0577 ml, esta desviación estándar arroja na incertidmbre de tipo A cyo mejor estimador es la desviación estándar de la media: R 0, 0577 = = 0,0 ml (8) Incertidmbre de la breta: B Del informe de calibración tenemos na incertidmbre de 0,0099 ml con n factor de cobertra k= 0, 0099 B = = 0,00495 (9) Temperatra: T

4 Simposio de Metrología al 7 de Octbre La temperatra del,6-dicloroindofenol vario drante la determinación en ± C esta variación arroja na incertidmbre debido a la expansión volmétrica del líqido comparada con el recipiente. La incertidmbre de n volmen de 1,76mL, sando el coeficiente de expansión volmétrica del aga de,1x10-4 C -1 y sponiendo na distribción rectanglar: T 4 ( 1, 76)(,1.10 )( ) = = (10) Lectra : L La breta tiene na división mínima de 0,1 considerando la capacidad de leer a la mitad de esta división mínima y qe se comporta como na distribción rectanglar tenemos: 0,1 L = = 0,088 (11) La incertidmbre de X corresponde a: = = 0,044 (1) X R B T L Incertidmbre aportada por el volmen de,6- dicloroindofenol gastados en la titlación del blanco: B: Formada por tres incertidmbres: Incertidmbre de la breta: B, corresponde a la del informe de calibración tenemos na incertidmbre de 0,0099 ml con n factor de cobertra k=. La incertidmbre del efecto por cambio en la temperatra, para 0,1 ml de titlante con grados Celsis de diferencia de temperatra y n coeficiente de expansión del aga de,1x10-4 C -1 tenemos: ( 0,1)(, )( ) 5 T = =, 6.10 (1) La breta tiene na resolción de 0,1 ml; la incertidmbre de la resolción: = RB 0,1 (1) = + + = 0.09 (14) B cal T Re s corresponde a: ±0,008 mg considerando na distribción rectanglar tenemos: =. El ácido ascórbico fe preza 0,008/ pesado en na balanza cyo informe de calibración da na incertidmbre de balanza =0,000 mg. El proveedor de la balanza recomienda considerar na distribción rectanglar en la estimación de la incertidmbre. = 0,000 / = 0, c La incertidmbre estimada por la medición de la masa del ácido ascórbico: = 0, , = 0, 0046 (15) M AA Incertidmbre de F. Partiendo de la ecación (7) tenemos: F F F F = + + V M V VS M VT. I AA si. AA T (16) La incertidmbre del volmen de la solción estándar de indofenol VSI La solción de indofenol fe valorada titlando na solción de ácido ascórbico estándar. Para la titlación se tomaron partes alícotas de ml. La incertidmbre del informe de calibración de la pipeta volmétrica es de 0,08 ml, considerando na distribción trianglar: 0, 08 = = 0, 06 ICP.. 6 (17) La dilatación por temperatra esta dada por: ( ml)(, )( ) = = dtp,, (18) Incertidmbre del volmen = 0, , = 0.0 (19) p Incertidmbre del volmen de titlación VT : La incertidmbre de la breta calibrada es de 0,0099 ml con n factor de cobertra k=. La variación de temperatra es considerada de grados si el volmen de titlación es de 8, ml y la división mínima de la breta de 0,1 ml la incertidmbre del volmen de titlación está dada por: Incertidmbre de la masa de ácido ascórbico M El ácido ascórbico es n material de referencia cya incertidmbre en el informe de calibración 4

5 Simposio de Metrología al 7 de Octbre VT VT = = 0, 094 ( 8, ml)(, )( ) + x X B 0, ,1 + + (0) Regresando a la ecación (16) = 0, SI SI AA ( ) ( V V ) ( ) AA F = + T + SI V V V T T T V T = F M V V M Incertidmbre de los ml sados para la preba.(e) E : Para este volmen se tilizó na pipeta volmétrica de 100 ml y na de 50 ml. Los informes de calibración proporciona na incertidmbre de ±0,08 ml considerando na distribción rectanglar, se considera la incertidmbre aportada por la diferencia de temperatra. = + p1 calib temp p1 p1 4 0, 08 ( 100)(,1.10 )( ) 6 = + = 0, 0488 Se hace el mismo procedimiento para la pipeta de 50 ml y se repite la contribción de la pipeta de 100 ml por tilizarse dos veces. = + + = 0, 074 E p1 p p Incertidmbre aportada por el volmen inicial de la mestra de ensayo (V) V Este volmen corresponde a toda la mestra de ensayo y fe medido de la misma manera qe E por lo qe la incertidmbre aportada por el volmen de la mestra de ensayo tilizada en la titlación corresponde: V =0,074 ml Incertidmbre aportada por el volmen de la mestra alícota titlada. La mestra titlada fe de 50 ml y se so na pipeta volmétrica. = + = 0, 07 Y calib T La incertidmbre combinada la tenemos de acerdo a la ecación 6 F E + V 8 9 x + x ( ) 1 1 ( x x 10 + ) B = + + mgaa F E = m g / m L mgaa Y Y = 0,00014 = 0,00068 mg / ml E mgaa V = x + x + mgaa C AA = (0,00407± ) g/ml Corresponde a la concentración de ácido ascorbico en la mestra con na incertidmbre expandida estimada con n nivel de confianza del 95,45% con n grados de libertad, Conclsiones: El asegramiento de mediciones es diseñado considerando 5 pntos críticos principales; Identificación de los reqerimientos metrológicos, la confirmación metrológica de los instrmentos, validación del método de medición, trazabilidad e incertidmbre. Los reqerimientos metrológicos estan dictados por los reqisitos de medición de ácido ascórbico en alimentos, los qe se encentran en normatividad, la fente de incertidmbre qe mas contribye es la de la medición del volmen de titlación de la mestra. La trazabilidad debe mantenerse principalmente en la balanza, las pipetas y el ácido ascórbico como material de referencia certificado. + 5

6 Simposio de Metrología al 7 de Octbre Referencias.- 1. AOAC Official Methods Ascorbic Acid.. Christophe Perrchet y Marc Priel, Estimación de la incertidmbre. Medidas y ensayos. AENOR. España 000:17. EURACHEM Working Grop Gide The Fitness for Prpose of Analytical Methods. A laboratory Gide to Method Validation an Related Topics. 4. ISO/IEC 1001:000 Measrement control system 5. BIPM,IEC,IFCC,ISO,IUPAC,IUPAP,OIM L.Gide to the expression of Uncertainty in Measrement