DOI: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.14440.47363
ARTÍCULO ORIGINAL
Residuos de pesticidas organofosforados en frutas obtenidas de plazas de mercado y supermercados en Cartagena, Colombia
Organophosphorus pesticide residues in fruits obtained from market places and supermarkets in Cartagena, Colombia
Dra. Beatriz E. Jaramillo-Colorado, Lic. Flor Palacio–Herrera, Lic. Ingrid Pérez-Sierra
Universidad de Cartagena, Campus San Pablo, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Grupo de Investigaciones Agroquímicas, Programa de Química, Cartagena, Colombia.
RESUMEN
Se realizó un estudio de los residuos de pesticidas organofosforados presentes en frutas de alto consumo en la zona tropical de Colombia, exactamente en la ciudad de Cartagena de indias, cuyas frutas provienen de distintos puntos de venta. las cuales fueron mango, guayaba y papaya, se cualificaron mediante cromatografía de gases acoplada a masas donde se confirmó la presencia de pesticidas organofosforados, encontrando: Clorpirifós, Disulfoton,Forato,Anzinfosmetil, Malation,Fenclorfos y Dementon –s-metilsulfon. Utilizando el método mencionado anteriormente se cuantificaron algunos de los pesticidas los cuales fueron: Disulfoton el cual arrojo para muestras de centros comerciales un intervalo de concentración de 0.19 ppm – 5.19 ppm, para las de plazas de mercado 0.35ppm -6.27ppm, Clorpirifós se detectó solo en una muestra a 21.5 ppm y Anzinfosmetil se encuentra de 0.5 ppm-16.4 ppm para las muestras de centro comercial y para las de plaza de mercado 1.26 ppm–18.8 ppm.
Palabras clave: frutas tropicales, organofosforado, cromatografía.
ABSTRACT
A study of residues of organ phosphorus pesticides in high consumption fruits took place in the tropical zone of Colombia, exactly in the city of Cartagena de Indias, whose fruits come from different outlets. The fruits were mango, guava and papaya and they were qualified by gas chromatography coupled to mass where the presence of organophosphate pesticides was confirmed by finding chlorpyrifos, disulfoton, phorate, Anzinfosmetil, Malathion, and Dementon Fenchlorphos -s-metilsulfon. Using the above mentioned method some of the pesticides were quantified. They were: Disulfoton which had, for samples from malls, a concentration range of 0.19 ppm - 5.19 ppm, for marketplaces of 6.27ppm - 0.35ppm, Chlorpyrifos which was detected only in one sample to 21.5 ppm and Anzinfosmetil that was of 0.5 ppm-16.4 ppm for samples from mall and of 1.26 ppm - 18.8 ppm in the ones from marketplace.
Key words: tropical fruits, organophosphate, chromatography.
INTRODUCCIÓN
Los plaguicidas juegan un papel clave en la agricultura moderna para el control de las plagas que amenazan nuestros cultivos. En muchos casos, los niveles de productividad y rentabilidad de un cultivo solo se pueden alcanzar mediante la aplicación de plaguicidas. Sin embargo, frecuentemente el uso indebido de estos plaguicidas implica una amenaza para los agricultores que los aplican, para los consumidores de los productos agrícolas y para el medio ambiente (Yanggen et al., 2003). Aunque los pesticidas pueden tener diferentes vías de contacto con los organismos vivos tales como inhalación, exposición dérmica, ingesta a través de la dieta alimenticia. Los alimentos han sido reconocidos como la principal ruta de exposición de residuos de pesticidas a consumidores que no trabajan con ellos (Juraske et al., 2009). De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 30% del consumo de alimentos consiste en frutas en verduras (WHO, 2003). Por otra parte, las frutas y vegetales son consumido crudos o semi-procesados y como consecuencia se espera que contengan niveles de residuos de pesticidas más altos que otros grupos de alimentos de origen vegetal (Quijano et al., 2016).
Algunos plaguicidas son cancerígenos y pueden causar mal funcionamiento en los sistemas nervioso y reproductivo, incluso a bajas concentraciones, pueden ser extremadamente perjudiciales para la salud humana (Varsamis et al., 2008). Entre varios tipos de pesticidas, el grupo de los organofosforados (OFs) es ampliamente usado en actividades agricolas, fueron extensivamente utilizados en el control de insectos en las cosechas debido a su alta toxicidad y persistencia moderada en el ambiente (Yu et al., 2016). Los OFs actuan, generalmente, como inhibidores de la Acetilcolinisterasa. Sus propiedades fisicoquimicas varian ampliamente, como la solubilidad en agua, Kow, presión de vapor, peso molecular y estabilidad térmica (Fytianos et al., 2006).
Las frutas tropicales principales correspoden aproximadamente al 75% de la produccion mundial de frutas tropicales frescas, el mango es la variedad principal de frutas tropicales que se produce en todo el mundo seguido de la piña, la papaya y el aguacate. La producción mundial de mangos para 2010 se estimó en 37,2 millones de toneladas, Asia (75%), América Latina y el Caribe (14%) y África (10%) como principales productores (FAO, 2004). Colombia es el tercer país, después de Brasil y México, en tener el mayor consumo de plaguicidas en América Latina, superó los 28 millones de kilos, de los cuales el 97% eran insecticidas (organofosforados y carbamatos, principalmente), herbicidas y fungicidas1.
El objetivo de este estudio fue cuantificar las concentraciones de OFs en frutas frescas consumidas por los habitantes locales de la ciudad de Cartagena. La importancia de este trabajo radica en el hecho de que los datos sobre residuos de plaguicidas organofosforados en frutas son escasos y difíciles de conseguir en muchas regiones del país.
MATERIALES Y MÉTODOS
Preparación de las muestras. Las muestras de frutas Carica papaya (papaya), Mangifera indica (mango) y Psidium guava (guayaba) fueron seleccionados al azar en el mercado local y un supermercado de la ciudad de Cartagena, departamento de Bolívar, Colombia. El peso de la muestra (húmeda) fue de al menos 1 kg para tamaños de medio a pequeño de producto fresco. Estas colocaron en bolsas Ziploc, una vez etiquetadas y almacenadas en hielo fueron transportadas al laboratorio del Grupo de Investigaciones Agroquímicas de la Universidad de de Cartagena, donde se almacenaron a -20 ° C.
Frutas liofilizadas. Las muestras de la fruta se liofilizaron usando un equipo LABCONCO Freezone 2.5 y el material seco se tamizó y se pulverizaron para un tamaño de partícula de 0,25 mm.
Preparación de estándares de OFs. Se preparó una solución madre de patrones individuales de OP (100 ppm) (estándares anzinfosmetil, malation, clorpirifos (Dr. Ehrenstorfer, Augsburgo-Alemania), en n-hexano y se almacenó en frasco de color ámbar a 4 °C. Se prepararon disoluciones a partir de la solución madre para producir concentraciones finales de 10, 5, 2,5 y 1 ppm en (hexano-acetona 80:20).
Extracción de los pesticidas. Se utilizó la extracción Soxhlet. El disolvente empleado para esta extracción fue Hexano-acetona (química Panreac, Barcelona España), se prepararon 50 mL en una proporción de 4:1, respectivamente, a continuación 5 g de la muestra se colocó en un cartucho de celulosa y se llevó a cabo la extracción durante 18 horas por muestra. El extracto obtenido se concentró hasta 10 mL en un concentrador Kuderna-Danish
Limpieza del extracto. Con el fin de eliminar impurezas de la muestra, El extracto se pasó a través de una a columna pequeñade vidrio, que contenía algodón, sulfato de sodio anhidro, Florisil (Supelco, Phillipsburg, NJ, EE.UU.), el extracto obtenido se concentró a 1 mL bajo una corriente de nitrógeno.
Determinación cromatográfica. El análisis cromatográfico de extractos de las frutas se llevó a cabo en un cromatógrafo de gases Agilent Technologies 4890D, equipado con un puerto de inyección split / Splitless (230 ° C, Splitless) y un detector de ionización de llama (FID) (300 ° C). Para la separación de las mezclas se utilizaron columnas capilares: HP-5 (30 m x 0,32 mm d.i × 0,25 µm df), fase estacionaria 5% difenil-95% de polidimetilsiloxano (J & W Scientific, EE.UU.). Gas portador, helio, ajustado a una velocidad de 35 cm / seg. ). La programación de la temperatura del horno fue: 50 °C (1 min), rampa de 50 a 280 °C a 5 °C / min, temperatura final 280 °C (5 min).
Análisis GC-MS. Se usó un cromatógrafo de gases Agilent Technologies 7890A Network GC (Palo Alto, California, EE.UU.) acoplado a un detector selectivo de masas (MSD) Agilent Technologies 5975 sistema de GC-MS inerte, equipado con un inyector automático Agilent Technologies 4513A. La columna utilizada fue una columna capilar HP-5MS (30 m x0.25 mm) recubiertas con 5% difenil-95% de polidimetilsiloxano (0,25 µm de espesor de fase) (J & W Scientific, USA), el gas portador fue helio (calidad 5.0, 99,99%) a 87 kPa (1,17 ml / min); el modo de inyección fue sin división (splitless), el volumen de muestra inyectada fue de 1 mL. Los espectros de masas se obtuvieron por ionización por impacto electrónico (EI) y la energía de 70 eV. Las temperaturas de la línea de cámara de ionización y la transferencia fueron 230 °C y 300 °C, respectivamente, y el rango de masas de adquisición fue de 50-500 m/z.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Método cromatográfico. La linealidad del método fue hecha sobre un intervalo de concentración de 1,0 a 10 µg / mL. Buena linealidad se obtuvo con la ecuación de regresión (y = mx + b) y los coeficientes de correlación de la regresión (R2 > 0,9925) para todos los compuestos. La curva estándar se realizó mediante el uso del área del pico cromatográfico de cada compuesto (Y) y la concentración (X). Las curvas de cada uno de ellos se pueden ver en la Figura 1. Mientras que, la Figura 2 muestra el cromatógrama típico y espectros de masas de disulfotón, clorpirifos y azinfosmetil obtenidos por GC-MSD.
La Tabla 1 permite observar qué tan confiable es el método utilizado para la determinación de cada compuesto pesticida. Las recuperaciones obtenidas para los tres plaguicidas OF estuvieron de entre 80% a 109%, estos resultados están dentro del rango sugerido, de acuerdo con la regulación de la Comisión Europea, con valores de recuperación entre 70% y 120% (European Commission Health, 2005). Los resultados de la desviación estándar relativa (RSD%) estuvieron entre 0 a 12%, estos resultados están dentro del límite permitido residuos de pesticidas de acuerdo con SANCO (sanidad vegetal - residuos de plaguicidas) (Ravelo et al., 2008; European Commission Health, 2013). Los porcentajes de recuperación (%) obtenidos en esta investigación respecto a mango y papaya fueron consistentes con los reportados en investigaciones hechas en India, Kuwait, Brasil, Suecia, entre otros (Sharma et al., 2010).
La Tabla 2 muestra los OF encontrados en los extractos de frutas. En este se encontraron residuos de OF que superen los límites máximos de residuos (LMRs), fueron encontrados en 3 muestras de frutas diferentes. Las muestras de guayaba tienen un menor número de OFs, sólo disulfoton fue encontrado, pero clorpirifos y azinfometil no fueron detectados. Disulfotón y Azinfosmetil estaban presentes en las muestras de mango y la papaya (de supermercado y mercado) superaron el LMR permitido. El clorpirifos se encontró sólo en mango obtenido en las muestras de supermercados (que superan el LMR permitido) (European Commission Health, 2013).
La presencia de pesticidas en los alimentos recibe la atención en todo el mundo. Es responsabilidad de las autoridades gubernamentales registrar y establecer los límites máximos de residuos (LMR) para regular su concentración en frutas y hortalizas (Berrada et al., 2010). Los insecticidas OFs demuestran baja persistencia en el ambiente, pero toxicidad alta (Fytianos et al., 2006). Por ejemplo, el clorpirifos es un fosforotionato, y otros compuestos de este tipo, se sabe que tienen el potencial de isomerizarse, estando almacenados, para formar un isómero S-alquilo potencialmente más tóxico. Un límite de fabricación de 5 g/kg de “iso-clorpirifos” (O, S-dietil O-3,5,6- tricloro-2-piridil fosforotioato) se basó en un rendimiento hipotético del 100% del límite máximo para la impureza precursora en las materias primas utilizadas para la fabricación de clorpirifos (FAO, 2008). Por ejemplo, Sánchez et al. (2005), evaluaron la persistencia de malatión y chlorpiryfos en guayabas fisiológicamente maduras y reportaron límites de detección del método de 0,0204 mg / chlorpiryphos.
El uso excesivo de pesticidas ha conducido a cambios en las prácticas agrícolas y las regulaciones ambientales que limitarían su uso. Pero hay aún mucha investigación para hacer posible soluciones alternativas para el uso de pesticidas más seguros y no tóxicos para el medio ambiente y los seres humanos. Por otra parte, muchos investigadores se han centrado en el desarrollo de metodologías para analizar los residuos de contaminantes en frutas, también la protección de los analitos que pueden ser de naturaleza compleja, con el fin de lograr una adecuada sensibilidad (Wang et al., 2013; España y Guerrero, 2015; Yu et al., 2016).
CONCLUSIONES
-Se confirmó la presencia de siete pesticidas organofosforados en los extractos de las frutas de mango, guayaba y papaya analizadas: malation, anzinfosmetil, fenclorfos, clorpirifós, forato, dementon, metilsulfon y disulfoton.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos al Grupo de Investigaciones Agroquímicas, Universidad de Cartagena. Al SENA Regional Bolívar (Centro para la Industria Petroquímica), especialmente a la Dra. Johana Rodríguez-Ruiz.
NOTAS
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Recibido: 27/12/2015
Aprobado: 08/07/2016
Beatriz E. Jaramillo-Colorado, profesora e investigadora, Universidad de Cartagena, Campus San Pablo, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Grupo de Investigaciones Agroquímicas, Cartagena, Colombia. Email: bjaramilloc@unicartagena.edu.co
