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EVALUACIÓN DE DOS MÉTODOS DE DIGESTIÓN ÁCIDA EN EL
ANÁLISIS DE TEJIDO FOLIAR DE CAÑA (Saccharum officinarum L.)
EVALUATION OF TWO ACID DIGESTION METHODS IN THE ANALYSIS
OF SUGAR CANE LEAF TISSUE (Saccharum officinarum L.)
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Betty Mendoza1, Lué Merú Marcó Parra1, Leyda Almao1, Vianel Rodríguez1
Departamento de Química y Suelos, Decanato de Agronomía. Universidad Centroccidental Lisandro
Alvarado (UCLA). Barquisimeto. Venezuela. Aptdo. 400. [email protected]; [email protected];
[email protected]; [email protected]
1
Resumen
Abstract
E
T
l desempeño de los métodos de digestión, vía seca
(DVS) y ácida asistida por microondas (DAAM) fue
evaluado en el análisis de muestras foliares de caña de
azúcar (Saccharum officinarum L.). También se evaluó
el efecto de las técnicas de detección comúnmente
utilizadas en el laboratorio [P: espectrometría
de absorción molecular visible (UV-VIS); K:
espectrometría de emisión atómica (AES); Ca, Mg, Cu,
Zn: espectrofotometría de absorción atómica (FAAS)]
respecto a la técnica de fluorescencia de rayos X de
reflexión total (TXRF) sobre los resultados obtenidos
a partir de los dos métodos de digestión. La exactitud y
precisión de los métodos de digestión se determinó con
dos muestras certificadas, Tejido vegetal N°6 y N°11
(Comisión de Normalización y Acreditación - Sociedad
Chilena de la Ciencia del Suelo). La determinación
de P vía TXRF reportó resultados mayores respecto a
UV-VIS en las muestras foliares de caña de azúcar. Los
métodos de digestión mostraron resultados exactos y
precisos en Ca cuando se utiliza FAAS o TXRF. En Zn
y Cu se presentan desviaciones y varianzas asociadas a
las concentraciones bajas en las muestras y su relación
con el blanco de reactivos. En general, la precisión y
exactitud están relacionadas principalmente con el rango
de concentración de cada elemento en las muestras y
el límite de cuantificación. No se encontro diferencias
apreciables en cuanto al desempeño analítico de ambos
métodos de digestión. La detección por TXRF presenta
menor eficiencia analítica en cuanto a exactitud y
precisión en algunos elementos, pero menores costos en
tiempo de análisis.
Palabras clave: microondas, mufla,
precisión, espectroscopia, fluorescencia.
he performance of via dry (DVS) and acid microwave
assisted digestion methods (DAAM) was evaluated
in the analysis of sugar cane leaf samples. The usual
laboratory detection techniques were evaluated [P:
visible molecular absorption spectrometry (UV-VIS);
K: emission atomic spectrometry (AES); Ca, Mg, Cu,
Zn: Flame atomic absorption spectrometry] respect
to the Total reflection X ray fluorescence technique
(TXRF), for the results obtained by two digestion
methods. Digestion methods accuracy and precision
was determined through the use of two certified
samples: plant tissue n°6 and n°11 (Accreditation and
Normalization Commission – Chilean Society of Soil
Science) P determination via TXRF reported better
results with respect to UV–VIS in sugar cane leaf
samples. Digestion methods showed accurate and
precise results for Ca when using FAAS or TXRF.
For Zn and Cu deviations and variances, associated to
the low sample concentration and relation to reagent
blank were found. In general, accuracy and precision
are related mainly with the concentration range of
each element in samples, and with the quantification
limit. Regarding analytical performance, no significant
differences were found for both digestion methods. Via
TXRF detection presents lower analytical efficiency in
accuracy and precision, but better performance with
regard to time for analysis.
Key words: microwave, muffle, accuracy, precision,
spectroscopy, fluorescence.
exactitud,
Recibido: 27-febrero-2014. Recibido en forma corregida: 17-abril-2014.
Aceptado: 26-junio-2014.
Publicado como ARTÍCULO CIENTÍFICO en Ciencia y Tecnología 7(2): 9-20
Julio-Diciembre de 2014
ISSN 1390-4051 impreso; ISSN 1390-4043 electrónico
© Ciencia y Tecnología. UTEQ. Quevedo-Ecuador
9
Mendoza et al., 2014
Introducción
E
l análisis foliar es una herramienta esencial para
el diagnóstico nutricional de plantas. Consiste en
medir el contenido total de los nutrientes presentes
en las hojas a través de procedimientos químicos
específicos. El análisis foliar se considera actualmente
como una referencia indispensable para determinar
tanto las necesidades de fertilización de las plantaciones
como los estados carenciales de nutrientes. Esto se debe
a que los análisis foliares dan una indicación precisa de
la absorción de los diferentes elementos por la planta,
ya que las hojas son muy sensibles a los cambios de
composición del medio nutritivo (Kalra, 1998).
Para la determinación exacta de elementos
nutricionales en el tejido vegetal la preparación de las
muestras es una fase crítica. Generalmente una muestra
sólida tiene que ser transformada en una solución
para la medición del analito, lo cual es comúnmente
llevado a cabo por técnicas de espectroscopia atómica:
Espectrometría de absorción atómica en llama
(FAAS), Espectrometría de emisión atómica (AES),
Espectrometría de absorción atómica con excitación
electro-térmica (ETAAS), Espectrometría de emisión
óptica mediante plasma inductivamente acoplado
(ICP-OES) y espectrometría de masas con plasma
inductivamente acoplado (ICP-MS). La técnica de
fluorescencia de rayos X de reflexión total (TXRF)
permite la determinación simultánea de la mayoría de
los analitos de interés en el análisis foliar (Martínez
et al., 2008; De La Calle et al., 2013), con menores
requerimientos para la preparación de las muestras.
El uso de la mayoría de estas técnicas involucra
procesos de preparación de muestras para la total
destrucción de la matriz por mineralización lo cual puede
conducir a la pérdida del analito debido a la digestión
incompleta o a la volatilización, y contaminación a partir
de reactivos o cristalería del laboratorio (Wasiliewska et
al., 2002; Marguí, 2006; Zudowska y Biziuk, 2008).
La digestión o mineralización de las muestras
pueden realizarse por vía húmeda o digestión ácida,
vía seca y en algunos casos mediante extracción por
ultrasonido (Shirin et al., 2008; Untea et al., 2012). El
método vía seca consiste en incinerar la muestra en el
horno-mufla convencional a menos de 600 °C. Altas
temperaturas a veces permiten la contaminación o
pérdida del analito y por lo tanto ha tendido a subestimar
o sobrestimar. El método de digestión húmeda incluye
descomposición por ácidos solos o mezclados, llevado a
cabo en vasos de teflón sobre bloques de aluminio o en
placas respectivamente calientes (Shirin et al., 2008), o
clásicamente en vasos de precipitado sobre plancha de
calentamiento.
La digestión húmeda puede realizarse en un
10
Ciencia y Tecnología. 2014. 7(2): 9-20
sistema presurizado usando vasos cerrados climatizados
en un horno microondas o autoclave. El uso de este
sistema cerrado tiene varias ventajas con respecto a los
sistemas abiertos, incluyendo la reducción significativa
de los riesgos de contaminación y pérdida de analitos
volátiles (Dapiaggi et al., 2001; Bocca et al., 2003).
Adicionalmente, el punto de ebullición del ácido es
elevado cuando la presión interna del vaso aumenta,
permitiendo una más rápida y completa digestión de la
matriz. Usando una mezcla de HNO3 y H2O2, mayor
cantidad de muestra biológica puede ser completamente
digerida en vasos cerrados excepto si esta tiene un alto
contenido de silicatos (Hansen et al., 2009).
Sun et al. (2000), realizando comparaciones entre
cinco métodos de digestión, encontraron que para los
elementos evaluados el procedimiento de digestión por
microondas produjo excelentes resultados, aunque este
método posee una limitación relacionada al número
de muestras por análisis el cual se reduce a sólo 12. El
método por digestión en seco comparado con el método
anterior sigue siendo favorable cuando la digestión se
realiza para elementos no volátiles, ya que se pueden
procesar una gran cantidad de muestras y las cenizas
pueden disolverse en pequeños volúmenes.
La calidad del análisis de las plantas depende
principalmente de las siguientes etapas: 1) muestreo,
2) preparación mecánica (lavado, molienda) y química
de la muestra (incineración, digestión ácida), 3) análisis
químico con diferentes análisis instrumentales y
técnicas (Paslawski y Migaszewski, 2006).
En el laboratorio de la Unidad de Investigación
de Suelo y Nutrición Mineral de Plantas (UISNMP) se
viene realizando desde hace varios años, la digestión
de las muestras foliares con fines de determinar su
contenido nutricional por el método de digestión seca, el
cual ha tenido inconvenientes ya que tiene una duración
de 3 días por cada 40 muestras, aunque es la técnica
básica de digestión o mineralización. Por otro lado,
actualmente el laboratorio cuenta con el equipo digestor
por microondas (ETHOS 1). Este sistema, en principio,
reduce el tiempo de digestión a medio día, ofrece menor
exposición del personal del laboratorio a los gases y
proporciona precisión en los resultados, constituyéndose
en una alternativa al método tradicionalmente usado en
el laboratorio (UISNMP).
En tal sentido, considerando la necesidad de
acelerar el proceso para la determinación de nutrientes,
en este trabajo se compararon los métodos de digestión
por vía seca y por vía húmeda asistida por microonda
para así constatar sus ventajas y desventajas. También
se consideró apropiado evaluar el efecto de las técnicas
de detección comúnmente utilizadas en el laboratorio
Evaluación de dos métodos de digestión ácida en el análisis de tejido foliar de caña (Saccharum officinarum L.)
[P: espectrometría de absorción molecular visible (UVVIS); K: espectrometría de emisión atómica (AES); Ca,
Mg, Cu, Zn: espectrofotometría de absorción atómica
(FAAS)] y TXRF sobre los resultados obtenidos a partir
de los dos métodos de digestión.
Materiales y métodos
L
a investigación se realizó bajo condiciones
controladas en el laboratorio de la Unidad de
Investigación de Suelo y Nutrición Mineral de Plantas
(UISNMP) del Decanato de Agronomía de la UCLA,
ubicado en la ciudad de Cabudare, Edo Lara.
Las determinaciones se realizaron en diez muestras
vegetales provenientes de unidades de producción agrícola,
seleccionadas de acuerdo a los reportes históricos de altos
rendimientos de tallos de caña de azúcar en campo, iguales
o superiores a 90 Mg ha-1, cultivadas con la variedad
de caña de azúcar Costa Rica. El área muestreada se
ubica en el municipio Páez del estado Portuguesa,
Venezuela. La unidad experimental está constituida
por un tablón de caña, con un máximo de 10 ha, la cual
fue seleccionada en cada finca, completamente al azar.
Cada finca recibió dosis variables de fórmula N-P-K,
sin aplicación de microelementos al suelo o a la hoja. El
muestreo se realizó justo antes de la inducción floral, en
el período lluvioso, y dependiendo del ciclo de cultivo,
se muestrearon las unidades experimentales con 4 y 6
meses de edad, en soca y en plantilla respectivamente.
Se colectaron muestras compuestas por cada unidad
experimental, formada por 25 hojas con el primer labio
visible llamada TVD de su abreviación del inglés Top
Visible Dewlap, o “top visible dewlap” (TVD), sanas,
provenientes del tallo principal o de la macolla (No
TVD), como se muestra en el Cuadro 1.
Cuadro 1. Muestras foliares de caña de azúcar
variedad Costa Rica
Muestra
Unidad – Hoja
804
12 – TVD
805
12 - No TDV
806
13 – TDV
807
13 - No TDV
808
14 – TDV
809
14 - No TDV
588
2 – No TVD
590
3 – No TVD
792
1 – TDV
798
6 – TDV
TVD: hojas con el primer labio visible; No TDV: no hojas con el
primer labio visible provenientes del tallo principal o de la macolla
De cada muestra compuesta se realizaron 4
repeticiones para cada método de digestión. Además, se
analizaron 2 muestras certificadas (Tejido vegetal N°6 y
N°11), provenientes de la Comisión de Normalización
y Acreditación - Sociedad Chilena de la Ciencia del
Suelo, con 4 repeticiones cada una, por los dos métodos
de digestión. Se les determinó P, K, Ca, Mg, Cu y Zn.
Preparación de la muestra, procedimientos y
mediciones
Acondicionamiento. Las muestras experimentales
(hojas de las plantas) fueron acondicionadas en el
laboratorio, de acuerdo al protocolo establecido en el
manual de la FAO (2008). Éstas son lavadas con agua
de chorro para la eliminación de las impurezas, luego
se sumergen por 10 segundos en ácido clorhídrico al
1.2 M y por último en agua desionizada; se colocan a
escurrir y finalmente se dejan por 48 horas en estufa
con ventilación forzada a 65 °C. Posteriormente, se
molieron en un molino de acero inoxidable (Thomas
–Willey, Philadelphia, USA) y fueron pasadas por
un tamíz de acero inoxidable con malla de 20 mesh
(partículas menores de 0.5 mm).
Digestión por vía seca (DVS). Para la digestión
por incineración de las muestras foliares de caña, se
utilizó una mufla u horno (Quimis, Diadema, Brasil)
con capacidad aproximada de 25 crisoles de porcelana
de 30 mL. Una masa de 500 mg de cada muestra fue
transferida a un crisol de porcelana previamente curado
y tarado. Las muestras se introdujeron en la mufla y
se sometieron a una rampa de calentamiento gradual,
incrementando la temperatura del horno en 100 °C por
cada hora hasta alcanzar los 500 °C. Una vez alcanzada
la temperatura máxima, las muestras se mantuvieron
en el horno durante 5 horas o hasta obtener cenizas
blancas. Luego se apagó la mufla y se esperó hasta
llegar a temperatura ambiente para sacar los crisoles y
agregarle 5 mL de HNOᴣ concentrado por las paredes
del crisol y luego 5 mL de agua desionizada y dejar en
reposo por 14 horas. Posteriormente se trasvasó a un
balón aforado de 50 mL con agua desionizada. Los
elementos Zn y Cu se determinaron directamente en
este extracto. Para Ca y Mg, las muestras se diluyeron
100 veces con solución de LaCl3.7H2O al 0.1%, para
K, se diluyeron 25 veces también con LaCl3.7H2O al
0.1%. Para el P, los extractos se diluyeron 10 veces en
una solución de (NH4)6Mo7O24 + C6H8O6 (molibdato
de amonio + ácido ascórbico) 2:1, previa elaboración
de la curva de calibración en iguales condiciones. Por
cada muestra se prepararon y analizaron cuatro réplicas
independientes y los respectivos blancos de reactivos.
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Mendoza et al., 2014
Digestión por microondas (DAAM). Las muestras
foliares de caña fueron digeridas por vía húmeda, en el
digestor de microondas (Milestone Ethos 1, Bergamo,
Italy) equipado con 12 envases de 50 mL de capacidad,
de TFM (Teflon Fluor Modified). Una masa de 500
mg de muestra fue transferida a los envases de teflón
agregándole 7 mL de HNO3 concentrado + 2 mL de
H2O2. En el Cuadro 2 se muestra el ciclo de tiempo,
potencia y temperatura aplicada en el horno microondas para
la descomposición de las muestras. Las muestras digeridas
fueron transferidas a un balón de 50 mL con agua desionizada.
Cuadro 2. Programación del microondas para la
digestión de muestras foliares
Pasos
1
2
3
Potencia Temperatura
Tiempo
(watts)
(°C)
(minutos)
1000
180
10
1000
180
15
0
0
30 (enfriamiento)
La preparación de los extractos (diluciones y
soluciones utilizadas) para las determinaciones y
mediciones fue igual que para las muestras digeridas
por digestión vía seca.
Agua altamente pura (conductividad eléctrica <
0.01 dS m-1) obtenida por un desionizador (Easy Pure II
Ultrapure Water System, Barnstead International, Iowa,
USA) con cartuchos de resinas aniónicas y catiónicas,
fue utilizada para las digestiones y determinaciones
en ambas metodologías. Todos los ácidos y reactivos
inorgánicos usados en las digestiones, son de grado
analítico: HNO3 62% v/v (LABOQG, Maracay,
Venezuela) y H2O2 30% v/v (Merck, Darmstack,
Alemania).
Determinación de P, K, Ca, Mg, Cu y Zn por técnicas
de detección comúnmente utilizadas en el laboratorio.
El espectrofotómetro de absorción atómica (Perkin
Elmer 2280, Norwalk, Connecticut. USA) fue utilizado
para la determinación de los siguientes elementos: Ca,
Mg, Cu y Zn. El fotómetro de emisión de llama (Jenway
PFP7, Burlington, NJ. United States) fue usado para la
determinación de K. En la determinación de P se utilizó
el espectrofotómetro de luz visible (Thermo Scientific
Genesys 20, Verona Road, USA). Las soluciones
patrones de todos los elementos, en la determinación
por espectroscopia de absorción (Mg, Ca, Cu y Zn) o
de emisión atómica (K) fueron preparadas a partir de
ampollas de 1000 mg/L (Riedel de Haen, Alemania).
Para las curvas de calibración, las soluciones analíticas,
se realizaron en los siguientes rangos (mg L-1); Ca: 0.5
– 4.0; Mg: 0.2 – 1.0; K: 5 – 15; Cu: 0.25 – 1.0; Zn: 0.5
– 2.0. Todas las soluciones patrones para las curvas de
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micronutrientes, fueron diluidas en matrices de HNO al
9% v/v.
Para la determinación de P, la metodología
empleada fue Olsen modificado (debido a la coloración
amarilla que presentaron las muestras luego de digeridas
por microondas); se utilizaron los siguientes reactivos
(APHA – AWWA – WPCF, 2005): (NH4)6Mo7O24
(solución ácida de molibdato de amonio) combinando
con C8H4K2O12Sb2x3H2O (tartrato doble de potasio
y antimonio), (Merck, Darmstack, Alemania) y
H2SO4 concentrado al 96% v/v (LABOQG, Maracay,
Venezuela). La curva de calibración fue preparada
por dilución de una solución de KH2PO4, (Merck,
Darmstack, Alemania) conteniendo 1.000 mg L-1 de
fósforo, en el rango de 0.1-1mg L-1.
Determinación de P, K, Ca, Mg, Cu y Zn por la
técnica de fluorescencia de rayos X de reflexión
total (TXRF). Las determinaciones por la técnica de
fluorescencia de rayos X de reflexión total (TXRF) se
realizaron en un espectrómetro (PICOFOX, Bruker,
Alemania). Todas las muestras fueron irradiadas con un
ánodo de molibdeno (17.4 keV) por un tiempo vivo de
250 segundos.
Para el análisis mediante TXRF se utilizó un
método de calibración mediante estandarización interna,
ampliamente descrito (Bruker, 2011a; De La Calle et al.,
2013). Se utilizó una solución de cobalto de 10 mg L-1 de
concentración, preparada a partir de una solución patrón
de 1000 mg L-1, (Riedel de Haen, Alemania). En un vial
eppendorf de 1.5 mL de capacidad, se añadieron 500 μL
de muestra y 500 μL de la solución de patrón interno.
Posteriormente se tomaron 5 μL de muestra, los cuales
se depositaron sobre un portamuestras de cuarzo, el
cual es irradiado posteriormente, como se describe en la
sección de instrumentos y equipos. La cuantificación de
los elementos se realiza de forma simultánea mediante
el programa SPECTRA de PICOFOX (Bruker, 2011b).
Tiempo de ejecución de los métodos. Para ambos
métodos de digestión se midieron los tiempos de
ejecución, comenzando desde la preparación del
material, pesaje, digestión, trasvasado y obtención del
extracto final. Adicionalmente, se consideró el tiempo
para las técnicas de detección.
Análisis estadísticos. La base de datos se elaboró con
las concentraciones de P, K, Ca, Mg, Cu y Zn en diez
muestras foliares detallados en el Cuadro 1. El modelo
estadístico aplicado se corresponde con un experimento
factorial con dos factores: método de digestión (DVS y
DAAM) y técnica de detección (comúnmente utilizadas
en el laboratorio: P por UV-VIS; K por AES y Ca, Mg,
Cu, Zn por FAAS; método alternativo: TXRF). Para
Evaluación de dos métodos de digestión ácida en el análisis de tejido foliar de caña (Saccharum officinarum L.)
cada combinación de método de digestión y técnica
de detección de las 10 muestras se hicieron cuatro
repeticiones. El modelo estadístico correspondiente es:
yijk= μ + Fi + Pj + (FP)ij + εijk
Donde μ es la media, Fi es el efecto debido al método de
digestión, Pj es el efecto debido a la técnica de detección,
(FP)ij es el efecto de la interacción entre el método de
digestión y la técnica de detección, y εijk es el error.
En los casos que fue necesario se realizaron
comparaciones de medias por la prueba de la diferencia
honestamente significativa (DHS) de Tukey (p<0.05).
Para evaluar la exactitud y precisión de los
métodos de digestión con las dos muestras de referencia
mencionadas al inicio de la sección, Tejido vegetal
N°6 y N°11, los resultados obtenidos mediante los dos
métodos de detección, por separado, fueron analizados
estadísticamente mediante análisis de varianza. La
comparación de medias de cada tratamiento (DVS y
DAAM) con respecto al valor real se hizo a través de
la prueba de hipótesis individual (t de student). Para
estimar la precisión, a las concentraciones de cada
elemento se determinó el valor medio, desviación
estándar y su coeficiente de variación (CV).
Todas las inferencias estadísticas fueron hechas
a un nivel de probabilidad de 0.05. Los datos fueron
analizados utilizando el programa estadístico INFOSTAT
(2002). Así mismo se hizo análisis comparativo de las
ventajas y desventajas de cada uno de los métodos con
base en los resultados obtenidos.
Resultados y discusión
Muestras problema
Para el fósforo se observa que no hay diferencias
significativas entre ambos métodos de digestión
para tres (804, 806, 808) de las diez muestras,
independientemente del método de detección que se
utilice (Cuadro 3). Hay diferencias significativas entre
ambos métodos de digestión para cinco de las muestras
(805, 807, 590, 792, 798) cuando se utiliza la detección
colorimétrica, esto puede derivarse de la diferencia
en coloración que presentan las muestras por ambos
métodos de digestión, las cuales son incoloras cuando
se realiza la digestión vía seca. Aunque el método de
detección por TXRF muestra menos discrepancias entre
ambos métodos de digestión, tres de las diez muestras
son diferentes (809, 588, 590); se observan diferencias
significativas respecto al método de detección
colorimétrico en la mayor parte de las muestras, siendo
los valores siempre significativamente mayores por
TXRF. Esto se debe a que el elemento tiene una línea
analítica por rayos X en la cual se presentan importantes
interferencias espectrales y de matriz, por parte de otros
elementos presentes en las muestras foliares de caña
de azúcar, y posee una línea de fondo que no puede
ser ajustada adecuadamente, pudiendo resultar una
sobreestimación cuando la concentración del elemento
en el spot analizado es del orden de 10 mgL-1.
Para
el
potasio
se
observan
valores
significativamente mayores por el método del
microondas en cuatro de las muestras (807, 588, 590,
792) independientemente del método de detección
utilizado, para tres de las muestras (806, 808, 809) con
detección por espectrometría atómica (Cuadro 3). Esto
se debe a pérdidas durante el procedimiento de DVS
(Sun et al., 2000).
En cuatro de las muestras (805, 806, 807, 798) no
se observan diferencias estadísticas debido al método de
detección, independientemente del método de digestión
aplicado. Por otro lado, en las muestras 588, 590 y
792 se encontró, que independientemente del método
de digestión aplicado, los valores de concentración de
potasio por AES fueron significativamente superiores a
los obtenidos por TXRF (Cuadro 3).
Los resultados para el calcio presentados en
el Cuadro 3, en general, no muestran diferencias
estadísticas atribuidas al método de digestión utilizado
(804, 805, 806, 807, 809, 798), así como tampoco
respecto al método de detección (804, 805, 806, 807,
808, 809, 588, 798). En relación con el magnesio, no
se observan diferencias en los resultados atribuibles al
método de digestión (804, 805, 806, 808, 809, 588, 590,
792). El procedimiento de detección mediante absorción
atómica en llama presentó coeficientes de varianza
bajos. En los casos en los cuales fue posible la detección
mediante TXRF, tampoco se observaron diferencias
derivadas del método de digestión o de detección,
aunque se observaron varianzas significativamente
altas por el método TXRF (805, 808, 588, 590). Es
importante acotar que este es un elemento ligero de
difícil determinación por la técnica de rayos X, lo cual
demanda una optimización que escapa a los objetivos
del presente estudio. En este caso sería conveniente una
dilución menor de la muestra, debido a que el límite
de detección en el spot analizado fue de 4 mg L-1 por
el método de vía seca y de 5 mg L-1 por el método
de vía húmeda. Para una concentración del orden de
0.10% en las muestras secas, la dilución empleada en
los procedimientos de digestión (cien veces), llevó al
analito al límite de cuantificación.
Los elementos que presentaron mayor concordancia
con ambos métodos de mineralización y con los dos
métodos de detección empleados fueron el magnesio,
el calcio y el potasio (Cuadro 3). Los coeficientes de
Ciencia y Tecnología. 2014. 7(2): 9-20
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Mendoza et al., 2014
Cuadro 3. Concentraciones de P, K, Ca y Mg en muestras foliares de caña de azúcar determinada por dos
métodos de digestión
P (%)
Muestra
804
805
TXRF
0.31±0.05
(16%)a
0.26±0.03
(11.5%)a
TXRF
0.10 ± 0.01
ND
(6.1%)b
0.09 ± 0.00 0.117±0.00
(0.0%)b
(3.4%)a
DAAM
0.20 ± 0.00
(0.0%)b
0.18 ± 0.00
(0.0%)c
0.25±0.03 1.44 ± 0.03
(12%)a
(2.3%)a
0.27±0.02 1.41 ± 0.02
(7%)a (1.42%)a
1.4±0.1 0.51 ± 0.05
(7%)a (10.2%)a
1.7±0.3 0.51 ± 0.07
(18%)a (13.1%)a
0.45±0.05
(11%)a
0.5±0.1
(20%)a
0.11 ± 0.01
(4.4%)a
0.11 ± 0.01
(4.6%)a
0.10±0.05
(50%)a
0.15±0.04
(27%)a
0.22 ± 0.01
(4.3%)b
0.20 ± 0.01
(6.4%)b
0.30±0.02 2.04 ± 0.02 2.10±0.06 0.33 ± 0.04
(7%)a
(1.2%)a
(3%)a (12.12%)a
0.30±0.05 1.88 ± 0.02
1.9±0.3 0.32 ± 0.06
(17%)a (0.92%)b (16%)ab (18.1%)a
0.31±0.05
(16%)a
0.26±0.09
(35%)a
0.10 ± 0.01
(5.1%)a
0.10 ± 0.01
(5.1%)a
ND
0.20 ± 0.01
(4.1%)b
0.17 ± 0.00
(0.0%)c
0.27±0.02 2.19 ± 0.02
2.4±0.2 0.26 ± 0.03
(7%)a
(0.7%)a
(8%)a (12.97%)a
0.25±0.01 1.96 ± 0.04
1.9±0.2 0.28 ± 0.06
(4%)a
(1.8%)b (10.5%)b (19.5%)a
0.28±0.08 0.090 ± 0.00
(29%)a
(0.0%)b
0.26±0.01 0.092 ± 0.00
(4%)a
(5.4%)a
0.14±0.02
(14%)a
ND
0.21 ± 0.01
(4.5%)b
0.20 ± 0.01
(2.5%)b
0.30±0.02 2.14 ± 0.05
(7%)a
(2.3%)a
0.30±0.02 1.69 ± 0.06
(7%)a
(3.9%)c
1.9±0.15 0.29 ± 0.04
(8%)b (15.56%)a
1.9±0.1 0.20 ± 0.02
(5%)b
(8.2%)b
0.29±0.08 0.080 ± 0.00
(28%)a
(0.0%)a
0.21±0.08 0.080 ± 0.00
(38%)b
(0.0%)a
0.10±0.05
(50%)a
ND
0.24 ± 0.01
(3.4%)c
0.22 ± 0.01
(4.6%)c
0.30±0.01 2.26 ± 0.03
(3.3%)b (1.5%)ab
0.35±0.02 1.84 ± 0.06
(6%)a
(3.1%)c
2.0±0.2 0.26 ± 0.01
(10%)b
(3.8%)a
2.3±0.4 0.27 ± 0.02
(17%)a
(6.0%)a
0.27±0.03 0.090 ± 0.00
(11%)a
(0.0%)a
0.29±0.07 0.090 ± 0.00
(24%)a
(0.0%)a
ND
0.18 ± 0.02
(9.6%)b
0.15 ± 0.01
(5.44)b
0.24±0.01 1.69 ± 0.02 1.50±0.06 0.41 ± 0.04
(4%)a
(1.1%)a
(4%)b
(9.4%)b
0.14±0.02 1.42 ± 0.02 1.2 ± 0.1 0.52 ± 0.05
(14%)b
(1.5%)b
(8%)c
(9.0%)a
0.14 ± 0.00
(0.0%)a
0.15 ± 0.01
(6.9%)a
0.15±0.04
(27%)a
0.13±0.02
(15%)a
0.18 ± 0.01
(5.4%)b
0.15 ± 0.01
(3.3%)c
0.23±0.01 1.64 ± 0.01
1.4±0.1 0.46 ± 0.02
0.48±0.03 0.15 ± 0.01
(4%)a
(0.5%)a
(7%)b
(3.5%)c
(6%)c
(3.3%)a
0.16±0.08 1.40 ± 0.04 1.26±0.03 0.53 ± 0.10 0.517 ± 0.002 0.15 ± 0.02
(50%)bc
(2.6%)b
(2%)c
(19%)a
(0.4%)b
(12.8%)a
0.14±0.04
(29%)a
0.14±0.4
(29%)a
DVS
DVS
DVS
DAAM
808
DVS
DAAM
809
DVS
DAAM
588
DVS
DAAM
590
DVS
DAAM
792
DVS
DAAM
798
Mg (%)
TXRF
FAAS
1.9±0.3 0.32 ± 0.04
(16%)a (13.4%)a
1.7±0.1 0.32 ± 0.06
(6%)ab (17.79%)a
DAAM
807
Ca (%)
TXRF
AES
0.26±0.03 1.58 ± 0.01
(12%)a
(0.6%)b
0.25±0.02 1.58 ± 0.02
(8%)a
(1.2%)b
DAAM
806
K (%)
Método UV-VIS
DAAM 0.19 ± 0.01
(5.0%)b
DVS
0.18 ± 0.01
(2.8%)b
DVS
0.49±0.05
(10%)ab
0.46±0.05
(11%)ab
FAAS
ND
ND
0.25 ± 0.01
0. 326± 1.80 ± 0.02
1.6±0.1 0.50 ± 0.02
(3.9%)b 0.009 (3%)a
(1.0%)a
(6%)b
(4.1%)b
0.22 ± 0.01
0.31±0.03 1.45 ± 0.03 1.32±0.07 0.54 ± 0.03
(6.0%)c
(10%)a
(2.0%)c
(5%)d (5.5%)ab
0.57±0.03 0.14 ± 0.01
(4%)a
(3.6%)a
0.47±0.01 0.14 ± 0.00
(2%)b
(0.0%)a
ND
0.25 ± 0.01
(2.0%)b
0.20 ± 0.00
(0.0%)c
0.55±0.05 0.12 ± 0.00
(9%)a
(0.0%)a
0.49±0.02 0.11 ± 0.00
(4%)a
(0.0%)b
ND
0.32±0.02 1.67 ± 0.10
(6%)a (6.0%)ab
0.31±0.03 1.55 ± 0.02
(10%)a
(1.0%)b
1.7±0.1 0.48 ± 0.04
(6%)a (8.09%)a
1.6±0.3 0.50 ± 0.02
(19%)ab
(4.8%)a
ND
0.12±0.04
(33%)a
DAAM= digestión ácida asistida por microondas; DVS= digestión vía seca; UV-VIS= espectrometría de absorción molecular
visible; (AES)= espectrometría de emisión atómica; (FAAS)= espectrofotometría de absorción atómica; TXRF= técnica de
fluorescencia de rayos X de reflexión total; ND= no detectable. Los valores corresponden al promedio ± desviación estándar (4
réplicas). El valor entre paréntesis indica la desviación estándar relativa de las medidas. Letras iguales para el mismo elemento
indican valores que no muestran diferencias estadísticamente significativas (p<0.05) entre las combinaciones de métodos de
digestión y técnicas de detección para cada muestra.
14
Ciencia y Tecnología. 2014. 7(2): 9-20
Evaluación de dos métodos de digestión ácida en el análisis de tejido foliar de caña (Saccharum officinarum L.)
varianza de calcio fueron significativamente mayores
a los obtenidos para potasio y magnesio con ambos
métodos de digestión, y detección por espectrometría
atómica, lo que indica una distribución menos
homogénea de este elemento en las muestras problema.
El coeficiente de varianza para el potasio varió entre el
1-20%, es menor al reportado por Martínez et al. (2008),
cuando determinaron el elemento en las muestras
certificadas (NIST 1572 Citrus leaves y NIST 1573
Tomato leaves) por la técnica TXRF anteriormente
digeridas por el método de digestión húmeda asistida
por microonda.
El contenido de Zn en cinco (808, 809, 588, 590,
798) de las diez muestras de tejido foliar de caña de
azúcar no mostró diferencias significativas derivadas del
método de digestión independientemente del método de
detección aplicado (Cuadro 4). Del resto de las muestras,
cuatro (804, 805, 806, 792) sólo mostraron diferencia
atribuida al método digestión cuando la detección se hizo
por absorción atómica en llama. La concentración fue
mayor cuando se utilizó DAAM, esto debido a que este
procedimiento involucra mayor cantidad de reactivos y
posibilidad de blancos más altos.
Los resultados de Zn en general, muestran que
TXRF da valores significativamente superiores al
método de detección FAAS (Cuadro 4). Cuando se
utiliza la detección con TXRF, se observa que a las
concentraciones estudiadas (del orden de 20 mg
kg -1), los spots analizados tienen concentraciones del
elemento del orden de 0.10–0.20 mg L-1, mientras que
el blanco de reactivos, sumado a la contribución del
blanco del patrón interno añadido, se encuentra en el
orden de 0.040 mg L-1. Este hecho es determinante en
el desempeño poco eficiente de la técnica TXRF para
la determinación del elemento a los niveles presentes
en el tejido foliar evaluado. Se requeriría un método de
digestión con una dilución menor o con mayor masa de
muestra.
En cinco muestras (804, 805, 806, 590, 792) no se
observó diferencias en el contenido de Cu por efecto del
método de digestión cuando se trabajó con el método
de detección FAAS (Cuadro 4). Sin embargo, en estas
mismas muestras, cuando se utilizó TXRF los valores
de Cu en DVS fueron significativamente superiores a
los de DAAM. Así mismo, las muestras 807, 809, 588
y 590 también muestran valores significativamente
mayores con DAAM en detección por espectrometría de
absorción atómica.
El comportamiento del Cu ante los diferentes
métodos de digestión es variable y se relaciona con
la concentración de este analito en las muestras, que,
por un lado es la menor entre todos los elementos
cuantificados y por otro lado, se encuentra en el límite
de cuantificación de la técnica de absorción atómica en
Cuadro 4. Concentraciones de Zn y Cu en muestras
foliares de caña de azúcar determinada
por dos métodos de digestión
Muestra Método
DAAM
804
DVS
DAAM
805
DVS
DAAM
806
DVS
DAAM
807
DVS
DAAM
808
DVS
DAAM
809
DVS
DAAM
588
DVS
DAAM
590
DVS
DAAM
792
DVS
DAAM
798
DVS
Zn (mg/kg)
TXRF
19.76 ± 0.84
(4.3%)a
ND
15.00 ± 0.33
24 ±7
(2.2%)b
(29%)a
FAAS
17.46 ± 1.07
(6.1%)b
14.19 ± 1.42
(10.0%)c
36±14
(39%)a
Cu (mg/kg)
TXRF
6.74 ± 1.22
3.5±0.8
(18.1%)a
(2%)b
6.75 ± 1.22
6.2 ±1.4
(18.06%)a
(23%)a
FAAS
ND
7.27 ± 1.05
(14.5%)a
8.85 ± 1.21
(13.7%)a
4±1
(25%)b
7 ±1
(14%)a
23.53 ± 3.98
(16.9%)bc
18.78 ± 1.93
(10.28%)c
40±4
(10%)a
23 ±1
(4%)bc
6.75 ± 1.22
(18.1%)ab
8.85 ± 1.21
(13.7%)a
3.9±0.7
(18%)c
5.9 ±0.4
(7%)ab
20.42 ± 2.54
(12.4%)b
21.4 ± 2.21
(10.3%)b
37±10
(27%)a
23 ±1
(4%)b
9.38 ± 2.02
(21.5%)b
13.06 ± 1.22
(9.3%)a
4±2
(50%)c
6.4 ±0.8
(13%)c
19.11 ± 2.04
(10.67%)b
17.79 ± 2.42
(13.6%)b
37±12
(32%)a
36 ±7
(19%)a
10.96 ± 2.10
(19.2%)a
11.48 ± 1.05
(9.2%)a
ND
6.1 ±0.8
(13%)b
13.36 ± 0.33
(2.5%)b
14.02 ± 0.63
(4.5%)b
35±14
(40%)a
28 ±13
(46%)a
5.69 ± 1.72
(30.3%)b
10.96 ± 1.22
(11.12%)a
ND
6.4 ±0.6
(9%)b
16.65 ± 1.72
(10.4%)b
15.17 ± 0.84
(5.6%)b
27±6
(22%)a
24 ±10
(42%)ab
4.11 ± 1.06
(25.7%)c
11.48 ± 1.06
(9.2%)a
6.9±0.1
(1.4%)b
7 ±1
(14%)b
17.30 ± 4.02
(23.2%)b
13.86 ± 1.14
(8.2%)b
24 ± 6
(25%)a
28.3 ± 0.1
(0.4%)a
6.22 ± 1.06
(17.0%)b
10.43 ± 1.06
(10.1%)a
6.3 ± 0.5
(8%)b
11±5
(45%)a
19.60 ± 1.45
(7.4%)b
15.83 ± 1.25
(7.9%)c
71±35
(50%)a
28 ±9
(32%)a
9.34 ± 2.02
(21.5%)ab
10.96 ± 1.22
(11.2%)a
3.4±1
(29%)c
6.9 ± 0.7
(10%)ab
14.84 ± 0.54
(3.6%)b
14.52 ± 1.65
(11.4%)b
20±2
(10%)a
19 ±1
(5%)a
9.90 ± 1.72
(17.4%)a
7.27 ± 1.06
(14.5%)b
4.5±0.4
(9%)c
5.0 ± 0.4
(9%)c
DAAM= digestión ácida asistida por microondas; DVS=
digestión vía seca; (FAAS)= espectrofotometría de absorción
atómica; TXRF= técnica de fluorescencia de rayos X de
reflexión total; ND= no detectable. Los valores corresponden
al promedio ± desviación estándar (4 réplicas). El valor entre
paréntesis indica la desviación estándar relativa de las medidas.
Letras iguales para el mismo elemento indican valores que no
muestran diferencias estadísticamente significativas (p< 0.05)
entre las combinaciones de métodos de digestión y técnicas de
detección para cada muestra.
Ciencia y Tecnología. 2014. 7(2): 9-20
15
Mendoza et al., 2014
llama, de 5 mg kg-1 (Cuadro 4).
En líneas generales, los resultados son menores con
TXRF respecto a FAAS, cuando se presentan diferencias
significativas entre los dos métodos de detección
(Cuadro 4). En las muestras de campo (Cuadro 3 y 4) el
nutriente que presentó menor variación entre réplicas fue
el potasio, con CV entre 0.5 y 6%, seguido de fósforo y
magnesio. Mientras que el cobre revela menor precisión
en su determinación puesto que presenta los CV más
altos, variando entre 9.2 y 30.3%, se aprecia claramente
que el método de DAAM es menos preciso que DVS, no
así en el resto de los elementos determinados.
La evaluación de los resultados para 10 muestras
problema de tejido foliar de caña, permite inferir que
la incidencia del procedimiento de digestión aplicado
depende de cada elemento determinado, su rango de
concentración en las muestras y la homogeneidad de su
distribución. Por otra parte, el método seleccionado para
la mineralización de las muestras debe ajustarse a los
requerimientos de la técnica de detección en cada caso,
siendo necesario tener en cuenta que no se produzca una
dilución del analito que afecte la calidad analítica de los
resultados en términos de precisión y exactitud, como
tampoco interferencias espectrales o de matriz.
Exactitud y precisión de los dos métodos de digestión
con muestras de referencia
Detección mediante espectrometría atómica (Mg,
K, Ca, Cu y Zn) y colorimetría (P). En la muestra
certificada N° 6 la concentración del elemento P mostró
diferencias significativas entre el valor real y los valores
obtenidos a partir de los dos métodos de digestión
evaluados, siendo significativamente inferior al valor
real (Cuadro 5). Sin embargo, en la muestra certificada
N° 11 no se observan diferencias significativas entre los
valores obtenidos por los dos métodos de digestión y
el valor real (Cuadro 6). Se observan varianzas bajas
para la muestra 11, mientras que para la muestra 6 la
varianza fue mayor al 10% por el método de DAAM.
Todo indica que dependiendo de la matriz y el rango
de concentración, ambos métodos pueden llegar a ser
exactos y precisos para el análisis de este elemento. En
la muestra certificada N° 6 el Error (Er) en la DAAM
fue el mayor (21%) por lo que el valor obtenido con
este método se aleja más del valor real, lo cual refleja
la influencia del color de los extractos en el rango bajo
de concentración del elemento en las muestras (menor
a 0.10%). En la digestión vía seca todas las muestras
resultan incoloras y no se presenta este factor.
Cuadro 5. Concentración de P, K, Ca, Mg, Zn y Cu en la muestra vegetal certificada
N° 6 (CNA-Chile) determinada por dos métodos de digestión. Detección
mediante espectrometría atómica (Mg, K, Ca, Cu y Zn) y colorimetría (P)
Elemento
P
K
Ca
Mg
Zn*
Cu*
VR
CV
%
%
0.086 aA 10
0.640 aA
9
1.250 aA
7
0.175 aB
8
19.000 aA 10
5.100 aB 22
N° 6
DAAM Er DAAM CV
DVS Er DVS CV
%
%
%
%
%
%
0.068 b
21
14.18 0.078 B
9
6.45
0.640 a
0
2.73 0.640 A
0
4.32
1.320 a
6
5.56 1.280 A
2
9.17
0.190 a
9
2.67 0.200 A
14
2.96
21.170 a
11
15.59 15.120 B
20
5.14
6.220 a
22
32.49 9.380 A
84
11.20
VR= valor real; DAAM= digestión ácida asistida por microondas; DVS= digestión vía seca; Er= error
relativo porcentual. Valores seguidos de la misma letra minúscula en la fila indican que VR y DAAM
no son estadísticamente diferentes para P<0.05 según la prueba de hipótesis individual. Valores
seguidos de la misma letra mayúscula en la fila indican que VR y DVS no son estadísticamente
diferentes para P<0.05 según la prueba de hipótesis individual. * Concentración en mg kg-1.
En la muestra 6 ambos métodos fueron exactos y
precisos en la determinación de K, mientras que en la 11
sólo fue exacto el método de DVS, aunque con el método
de digestión DAAM el error no fue considerablemente
apreciable (11%).
El Ca no mostró diferencia significativa entre
las concentraciones obtenidas con los dos métodos
evaluados con respecto al valor real, revelando que
16
Ciencia y Tecnología. 2014. 7(2): 9-20
ambos métodos son exactos para la determinación de
estos elementos, lo cual es corroborado con los valores
de Er entre 2-6% para ambas muestras certificadas.
La precisión para este elemento en ambos métodos es
mayor que para los elementos P, Mg y K.
En las muestras de caña de azúcar el magnesio no
mostró diferencias atribuidas al método de digestión,
en el caso de las muestras certificadas sigue un
Evaluación de dos métodos de digestión ácida en el análisis de tejido foliar de caña (Saccharum officinarum L.)
Cuadro 6. Concentración de P, K, Ca, Mg, Zn y Cu en la muestra vegetal certificada
N° 11 (CNA-Chile) determinada por dos métodos de digestión. Detección
mediante espectrometría atómica (Mg, K, Ca, Cu y Zn) y colorimetría (P)
N°11
VR
CV DAAM Er DAAM
CV
DVS Er DVS CV
Elemento
%
%
%
%
%
%
%
%
P
K
Ca
Mg
Zn*
Cu*
0.229 Aa 5
1.640 bA 6
2.070 aA 4
0.380 aB 5
58.00 aA 4
19.00 aB 10
0.22 a
1.82 a
2.12 a
0.39 a
55.98 b
19.92 a
4
11
2
3
3
5
4.40
2.01
6.43
1.27
0.94
5.30
0.22 A
1.60 A
2.01 A
0.40 A
56.94 A
24.14 A
4
2
3
5
2
26
2.30
1.56
2.47
3.19
1.76
8.37
VR= valor real; DAAM= digestión ácida asistida por microondas; DVS= digestión vía seca; Er= error
relativo porcentual. Valores seguidos de la misma letra minúscula en la fila indican que VR y DAAM no
son estadísticamente diferentes para P<0.05 según la prueba de hipótesis individual. Valores seguidos de
la misma letra mayúscula en la fila indican que VR y DVS no son estadísticamente diferentes para P<0.05
según la prueba de hipótesis individual. * Concentración en mg Kg-1.
comportamiento similar, aunque, la concentración de
Mg obtenida a partir de la DAAM fue estadísticamente
igual a la real, no así para la DVS que arrojó un valor
significativamente superior al real. Sin embargo,
las desviaciones respecto al valor certificado no
superan el 5% para la muestra de referencia de mayor
concentración.
El método de DAAM fue exacto para la
determinación de Zn en la muestra certificada N° 6,
no así la DVS que reveló un valor significativamente
inferior; lo contario se encontró en la muestra N° 11.
En ambas muestras certificadas la DAAM fue
exacta en la determinación de Cu, obteniéndose
valores significativamente superiores al real con la
DVS.
En la muestra N° 6 los elementos que presentaron
mayor precisión en su determinación fueron K y
Mg, con CV por debajo de 5% con ambos métodos,
mientras que Cu, Zn y P dieron resultados menos
precisos y más aun a partir de DAAM.
La muestra certificada N° 11 deja ver mayor
precisión en los resultados obtenidos, puesto que sólo
en el Cu y Ca se encontraron valores de CV mayores
a 5% siendo el máximo de 8.37% en Cu por DVS. La
precisión se relaciona con el rango de concentración
de los elementos en las muestras, que es más alto en la
muestra 11 y por otro lado con los diferentes procesos
ejecutados en la preparación (Montero et al., 2007).
Detección mediante fluorescencia de rayos X de
reflexión total. La tendencia en cuanto a la precisión
y exactitud cuándo se realiza la detección por TXRF
es similar a la observada por los otros métodos de
detección empleados, aunque en general se observaron
varianzas mayores respecto a la técnica de absorción
atómica, como ha sido reportado anteriormente por
Nečemer et al. (2008), la precisión está relacionada
con la concentración de los analitos en las muestras
de referencia y el límite de cuantificación (Montero
et al., 2007; Martínez et al., 2008). Para la muestra
de rango menor, N° 6 (Cuadro 7), se observaron
varianzas altas para los elementos Mg, P, Cu y Zn. El
método resultó exacto y preciso en la determinación
de Ca para las dos muestras de referencia que cubren
los dos rangos. En la muestra 11 (Cuadro 8) donde
el rango de concentración de P, Mg, K, Zn y Cu es
significativamente mayor se observa una disminución
importante de la varianza. En general el método es
más exacto y preciso en el rango representado por la
muestra de referencia 11 con la excepción de Mg, para
el cual no resultó exacta la técnica de detección.
Evaluación del tiempo de análisis
Se observó que para el método de microondas se
toman 245 minutos para la digestión y análisis de 12
muestras, lo cual permiten hacer hasta 2 lotes de 12
muestras por día, para un total de 24 muestras/día lo
que conlleva a lograr procesar hasta 96 muestras por
semana (Cuadro 9).
Para la digestión seca se toman 2,230 minutos
entre la digestión propiamente dicha y el análisis,
aunque el tiempo es mayor, se digieren muchas más
muestras que van de 40 a 60 muestras dependiendo del
tamaño de la mufla y el de los crisoles, de esta forma
se pueden digerir 60 muestras en 3 días, arrojando un
promedio de 15 muestras/día.
Ciencia y Tecnología. 2014. 7(2): 9-20
17
Mendoza et al., 2014
Cuadro 7. Concentración de P, K, Ca, Mg, Zn y Cu en la muestra vegetal
certificada N° 6 (CNA-Chile) determinada por dos métodos de
digestión y detección por TXRF
N°6
Elemento
VR
(%)
CV
(%)
DAAM Er DAAM CV
(%)
(%)
(%)
DVS
(%)
Er DVS
(%)
CV
(%)
P
0.086 aA
10
0.0985 a
14.50
9
0.109 A
27
11
K
0.64 aA
8
0.75 b
15.00
4
0.51 B
20
6
Ca
1.25 aA
7
1.30 a
4.00
7
1.21 A
3
7
Mg
0.175 aA
8
0.16 a
15.00
25
0.17 A
3
23
Cu*
5.10 aA
22
11.00 a
78.00
48
6.60 A
29
21
Zn*
19.00 aA
10
39.00 b
100.00
13
26.00 A
37
25
VR= valor real; DAAM= digestión ácida asistida por microondas; DVS= digestión vía seca;
Er= error relativo porcentual. Valores seguidos de la misma letra minúscula en la fila indican
que VR y DAAM no son estadísticamente diferentes para P<0.05 según la prueba de hipótesis
individual. Valores seguidos de la misma letra mayúscula en la fila indican que VR y DVS no son
estadísticamente diferentes para P<0.05 según la prueba de hipótesis individual. * Concentración
en mg kg-1
Cuadro 8. Concentración de P, K, Ca, Mg, Zn y Cu en la muestra vegetal
certificada N° 11 (CNA-Chile) determinada por dos métodos de
digestión y detección por TXRF
N°11
Elemento
VR
(%)
CV DAAM Er DAAM
(%)
(%)
(%)
CV
(%)
DVS
(%)
Er DVS CV
(%)
(%)
P
0.229 aA
5
0.236 a
14
4
0.26 A
17
10
K
1.64 aA
5
1.70 a
4
6
1.50 A
9
10
Ca
2.07 aA
4
2.00 a
3
7
2.00 A
3
6
Mg
0.38 aA
5
0.26 b
32
15
0.26 B
32
8
Cu*
19.00 aA 11
18.00 a
5
17
19.00 A
0
11
Zn*
58.00 aA
65.00 a
12
5
66.00 A
14
11
3
VR= valor real; DAAM= digestión ácida asistida por microondas; DVS= digestión vía
seca; Er= error relativo porcentual. Valores seguidos de la misma letra minúscula en la
fila indican que VR y DAAM no son estadísticamente diferentes para P<0.05 según la
prueba de hipótesis individual. Valores seguidos de la misma letra mayúscula en la fila
indican que VR y DVS no son estadísticamente diferentes para P<0.05 según la prueba
de hipótesis individual. * Concentración en mg kg-1
Bajo las condiciones en las que se realizó esta
investigación, el método de DAAM resultó mucho
más rápido que el de DVS, pudiendo analizarse
semanalmente por DAAM el doble de muestra que por
DVS.
En cuanto a la detección se refiere, la determinación
por separado de cada elemento por las distintas técnicas
utilizadas comúnmente en el laboratorio (espectroscopia
18
Ciencia y Tecnología. 2014. 7(2): 9-20
atómica y espectroscopia molecular) implica un tiempo
de análisis significativamente mayor (50 muestras
requieren 6 horas hombre por cada elemento) comparado
con TXRF en la cual no se preparan patrones normales
de calibración, se puede realizar la determinación
simultánea de todos los elementos en un tiempo de
15 minutos por muestra (50 muestras requieren 12.5 h
hombre por el total de los elementos).
Evaluación de dos métodos de digestión ácida en el análisis de tejido foliar de caña (Saccharum officinarum L.)
Cuadro 9. Tiempo de realización de análisis por
ambos métodos de digestión
Actividad
Preparación del material
Pesaje
Digestión
Enfriado
Aplicación de reactivos y reposo
Trasvasado
Total
DAAM
DVS
(minutos)
100
35-40
35
40
0
30
245
480
80-90
540
120
960
40
2230
DAAM= digestión ácida asistida por microondas (12
muestras); DVS= digestión vía seca (40 muestras)
Conclusiones
L
digestión, porque implica una reducción adicional del
tiempo de análisis.
os métodos de DAAM y DVS permiten obtener
resultados exactos y precisos en el análisis foliar
de caña de azúcar para los elementos K y Ca cuando
se utilizan las técnicas de espectroscopía de emisión y
absorción atómica, o la técnica TXRF, especialmente
en el rango de concentración mayor al 1% p/p. En las
muestras tomadas en campo se observa concordancia
entre ambos métodos de digestión para los elementos
Ca, Mg y P. Para el K el método de DVS presenta
valores menores respecto a DAAM. La determinación
de P vía TXRF muestra valores significativamente
mayores, respecto a la técnica colorimétrica en las
muestras de campo. En la determinación de Zn y Cu se
presentan desviaciones y varianzas que están asociadas
a las concentraciones bajas en las muestras y su relación
con el blanco de reactivos, por lo que se requieren
coeficientes de dilución menores, independientemente
del método de detección. En general, la precisión y
exactitud están relacionadas principalmente al rango
de concentración de cada elemento en las muestras y el
límite de cuantificación. No se encontraron diferencias
apreciables en cuanto al desempeño analítico de ambos
métodos de digestión, por tanto la DAAM, al permitir
un mayor número de muestras procesadas por unidad
de tiempo tiene ventajas importantes sobre la DVS. La
detección por TXRF presenta menor eficiencia analítica
en cuanto a exactitud y precisión en algunos elementos,
debido a la dilución empleada (Zn), a interferencias
espectrales en el caso del P o a la naturaleza ligera del
elemento (Mg). Sin embargo dado que esta técnica
permite la determinación simultánea de todos los
analitos en el mismo spot de muestra, representa una
alternativa interesante, que debería ser evaluada con
menores diluciones de la muestra en el proceso de
Agradecimiento
A
l CDCHT-UCLA por el financiamiento de este
trabajo a través del proyecto 014-AG-2012.
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