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AGENCIA ECUATORIANA DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD

DEL AGRO – AGROCALIDAD

LABORATORIO DE CONTAMINANTES DE PRODUCTOS AGRICOLAS

(Texto color blanco sobre fondo Verde Institucional)

(Texto color Gris sobre fondo blanco)

DRA. OLGA PAZMIÑO MORALES

Tema:

METODOLOGIAS PARA LA DETECCION DE CONTAMINANTES EN ALIMENTOS

14 de Diciembre de 2016


Objetivo de la Conferencia:

Importancia del control de la calidad de los alimentos y sus

métodos de análisis


69%

22%

2% 2% 3% 2%

Análisis por matrices

Frutas

Hortalizas

Vegetales en general

Aguas

Suelos

Varios

El Ecuador es un país con una marcada orientación a

la producción agropecuaria, tanto para el consumo

interno, como para la exportación, constituyéndose en

un sector de gran importancia económica, social y una

fuente de generación de empleos.

I.- Importancia de la Calidad de los alimentos en la salud y el comercio:


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22%

2% 2% 3% 2%


Frutas

Hortalizas


Aguas

Suelos

Varios

La globalización e integración de los mercados, la

creciente liberalización del comercio de alimentos y

productos agrícolas, puede beneficiar, tanto a los

consumidores como a los productores, ya que les permite

disfrutar de una gran variedad de alimentos y obtener

mayores ingresos derivados de la exportación. Sin

embargo, este incremento del comercio mundial, puede

traer consecuencias negativas debido a la posibilidad de

influir en la transmisión de enfermedades y riesgos a la

salud, a través del comercio de alimentos.


69%

22%

2% 2% 3% 2%


Frutas

Hortalizas


Aguas

Suelos

Varios

La globalización e

integración de los

mercados

La creciente

liberalización del

comercio

Mayor intercambio

de alimentos y

productos

agrícolas

Beneficios a consumidores y

productores

disfrutar de una

gran variedad de

alimentos

mayores ingresos

derivados de la

exportación


69%

22%

2% 2% 3% 2%


Frutas

Hortalizas


Aguas

Suelos

Varios

La globalización e

integración de los

mercados

La creciente

liberalización del

comercio

Mayor intercambio

de alimentos y

productos

agrícolas

Consecuencias negativas a consumidores y

exportadores

Enfermedades

transmitidas por

alimentos

Normas más

exigentes,

LMR´s, normas

privadas

Nuevas exigencias


CONSUMIDORES:

DISPONER DE

ALIMENTOS SANOS Y DE CALIDAD

GABIERNOS:

APOYAR Y

REGULAR ESTA

ACTIVIDAD

Beneficios y desventajas

INOCUIDAD ALIMENTARIA

INOCUIDAD DE LOS ALIMENTOS


INOCUIDAD CALIDAD

o Atributos positivos:

origen, composición,

color, aroma, textura,

métodos de

elaboración, etc.

o Atributos negativos:

descomposición,

suciedad, decoloración,

olor desagradable, adulteraciones, etc,

o Estado sanitario de los

alimentos

o Condición de disponer

de alimentos saludables,

seguros y nutritivos,

o Evitar riesgos a la salud

del consumidor


69%

22%

2% 2% 3% 2%


Frutas

Hortalizas


Aguas

Suelos

Varios

Estas afectaciones a la inocuidad y la calidad, tienen su origen

en varias fuentes: entre ellas vamos a conocer las de mayor

importancia y exigencia actual que afectan a la seguridad de

los alimentos:

Principales contaminantes:

La preocupación actual se enfoca a los siguientes

contaminantes de alimentos:

- Plaguicidas

- Productos de uso veterinario

- Micotoxinas

- Metales pesados

- Agentes Microbiológicos

II.- Características de los principales contaminantes:


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Frutas

Hortalizas


Aguas

Suelos

Varios

1. - Plaguicidas: Son sustancias o mezclas de sustancias destinadas a

prevenir, destruir, repeler o controlar cualquier tipo de plaga, que

causen perjuicio o interfieran en la producción, elaboración,

almacenamiento, transporte o comercialización de alimentos, productos

agrícolas o alimentos para animales. A los plaguicidas se los considera

causantes de intoxicaciones agudas y crónicas y a los de categoría

toxicológica IA y IB se los considera como cancerígenos, mutagénicos

y causantes de otras alteraciones en órganos y sistemas de la

población expuesta.


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22%

2% 2% 3% 2%


Frutas

Hortalizas


Aguas

Suelos

Varios

2. - Productos de uso veterinario: Son sustancias que se utilizan

para prevenir, combatir, repeler o controlar enfermedades de los

animales y asegurar su calidad de vida, calidad de sus productos y

productividad de su crianza. Se clasifican.

• Por su uso: antiparasitarios, antibióticos, hormonas, analgésicos,

vacunas, etc.

• Por su toxicología: esta clasificación depende de la dosis

• Por su presentación farmacéutica: tabletas, jarabes, suspensiones,

inyectables, etc.

Los productos de uso veterinario, han despertado la preocupación de

los consumidores por que su residualidad puede causar resistencia en

el caso de antibióticos, afectar a órganos y sistemas endocrino e

inmunitario, alergias y otras alteraciones en los consumidores.

- 3.- Micotoxinas: Son metabolitos secundarios producidos por

algunas especies de hongos que tienen efectos negativos agudos,

y/o crónicos sobre la salud de las personas y animales.

- Las micotoxinas son compuestos naturales muy estables pueden

afectar órganos como hígado, riñones, sistema nervioso, sistema

endocrino e inmunitario. Pueden causar efectos crónicos por

exposición a niveles bajos.

- Los hongos productores de micotoxinas, son capaces de

desarrollarse en una gran variedad de sustratos, pudiendo

contaminar los alimentos en su etapa de cultivo, procesamiento o

almacenamiento, en condiciones favorables para su desarrollo,

como sustrato, temperatura, pH, humedad relativa, etc.

- Algunas micotoxinas se las ha clasificado como posibles

carcinógenos para los seres humanos por el Instituto Internacional

de Investigación para el Cáncer (IARC).


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Frutas

Hortalizas


Aguas

Suelos

Varios

4.- Metales pesados

- Presentan importancia en la inocuidad de los alimentos

debido a que afectan la salud de las personas y animales,

causando daños neurológicos, hepáticos, renales, etc.

- Se encuentran en forma natural en la corteza terrestre y

pueden convertirse en contaminantes por la alteración de su

distribución en el ambiente debido a la extracción minera,

refinamiento de los productos mineros o por la liberación al

ambiente de efluentes industriales y emisiones vehiculares.

- La inadecuada disposición de residuos metálicos también ha

ocasionado la contaminación del suelo, agua superficial y

subterránea y de ambientes acuáticos, afectando las aguas de

riego y suelos de cultivo y por ende los alimentos.

- Tienen efecto acumulativo en las plantas, animales y humanos,

causando intoxicaciones agudas o crónicas.

- Entre los principales están cadmio, plomo, mercurio, arsénico.



5.-Agentes microbiológicos: Estos microorganismos son causantes de

enfermedades transmitidas por alimentos (ETAs), las cuales son una de

las principales causas de atención en los centros de salud y originan

pérdidas económicas por ausencia laboral. Los síntomas varían de leves

a severos y entre estos están malestar estomacal, cólicos abdominales,

náusea y vómitos, diarrea, fiebre, deshidratación, etc.

Entre los microorganismos de relevancia patológica se encuentran:

- Mohos y levaduras (Por ser productores de micotoxinas)

- Coliifirmes, E. coli

- Salmonella,

- Listeria

- Stafilococus aureus,

- Clostodium,

- Campilobacter

Para cada uno de estos contaminantes se han establecido normativas

para su uso y control, de manera que no se conviertan en un riesgo

para la salud o que se minimicen sus efectos.


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Frutas

Hortalizas


Aguas

Suelos

Varios

LMR´s: son valores referenciales recomendados

sobre la cantidad máxima de una sustancia que

puede estar presente en un alimento con el fin de

proteger la salud humana y animal. El Codex lo

define como «la concentración máxima de residuos

legalmente recomendada, expresada en mg/kg» .


III.- Control de Calidad de alimentos:

La 53° Asamblea de la OMS

(2000):

- Desarrollar planes de control sobre

enfermedades relacionadas con

alimentos,

- Mantener vigilancia de los

contaminantes más relevantes

Ejecutar programas de

prevención, inspección,

muestreo y análisis de

laboratorio, dentro de un

marco regulatorio

establecido.

Un sistema de vigilancia

El análisis de laboratorio de alimentos

constituye un componente esencial en el

control de alimentos, ya que permiten

examinar si los alimentos están libres o no,

de peligros químicos y microbiológicos,

que no se pueden determinar a través de

exámenes físicos de rutina.

.

En el campo de los contaminantes químicos,

permiten determinar los límites máximos

permitidos, por lo que actualmente el

análisis de residuos de contaminantes,

se ha convertido en uno de los primeros

requisitos para exportar productos alimenticios,

a la mayoría de los países del mundo.


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22%

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Frutas

Hortalizas


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Suelos

Varios

El análisis de residuos de contaminantes permite:

Determinar si un producto alimenticio está libre de contaminantes

prohibidos

Si los niveles de residuos se ajustan a los límites permitidos

Permitir que los entes reguladores, ejerzan controles en los

centros de producción,

Inspeccionar la inocuidad alimentaria

Dar respaldo técnico a las decisiones de las autoridades de

control

Dar sustento técnico ante controversias entre países

importadores y exportadores

Evitar rechazos o sanciones

Mantener mercados para comercializar productos


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Hortalizas


Aguas

Suelos

Varios


IV.- Análisis de laboratorio:

El análisis de laboratorio tiene como fin determinar ciertas características

de una muestra, para lo cual se debe disponer de un método adecuado al

tipo de sustancia que se desea buscar y a las características de la muestra.

Los métodos de análisis para determinar residuos de contaminantes, deben

ser capaces de identificar, cuantificar y confirmar la presencia de estas

sustancias, a los niveles de tolerancia establecidos por la legislación, esto

es los LMR´s, que se expresa en mg/kg. Ejemplo: Si el LMR para Dimetoato establecido en peras es de 1 mg/kg y el

método tiene un LOD = 2,5 mg/kg, no es útil, ya que no lo podrá detectar.


Confiabilidad del resultado :

- Validar método: procedimiento para

comprobar que el método es

científicamente correcto bajo las

condiciones en las que se lo va a

aplicar,

- Límite de detección (LOD)

- Límite de cuantificación

(LOC), está basado en los

límites permitidos,

- % de recuperación,

- precisión, exactitud

- rango lineal.

Validación


En el análisis de laboratorio se debe considerar:

Selectividad del método

La complejidad y diversidad

de la matriz, en la que se

encuentra el contaminante,

sus metabolitos y productos

de degradación

Permita determinar

cantidades de analito

a nivel de trazas

(mg/kg, μg/kg)

Alta sensibilidad del método

Adecuada selectividad del

método


Proceso de Análisis de Residuos: Actualmente en plaguicidas, algunos productos veterinarios y

micotoxinas, los métodos multiresiduos son los más utilizados:

son capaces de analizar diversos analitos, de uno o diferentes

grupos químicos, en un único análisis.

El proceso de análisis se resume en los siguientes pasos :

• Homogenización de la muestra

• Extracción cuantitativa de la sustancia o del analito

• Purificación y/o concentración del extracto

• Detección

• Cuantificación


Toma de la muestra para análisis:

Un aspecto muy importante en el análisis es la adecuada toma

de la muestra, para lo cual se debe partir de una muestra

representativa, para evitar la variabilidad de los resultados:

• Homogenización: licuadora, molino, extractor de jugos,

mortero, agitación por ultrasonido, agitación mecánica, etc.


Porción analítica:

Es una cantidad representativa de muestra tomada de la

muestra de laboratorio que tenga el tamaño apropiado para

medir la concentración de residuos.


Extracción cuantitativa de la sustancia, para recuperar en forma

eficiente los analitos contenidos en las muestras:

• Extracción: con solvente apropiado, agitación por ultrasonido,

agitación mecánica, licuadora, por destilación kjehdal,

centrifugación, etc.


Purificación del extracto o Clean up /Concentración del extracto:

El objetivo es la eliminación de los compuestos interferentes o que se

han extraído conjuntamente con los analitos de interés:

partición líquido/líquido con solventes de polaridad adecuada,

limpieza en columna (SPE).

Para la concentración se puede utilizar un rotavapor, evaporador de

nitrógeno, etc.


Quechers

QuEChERS es una metodología rápida y barata de tratamiento de

muestra muy aplicada durante los últimos años, introducida para la

determinación de pesticidas, pero que está siendo empleada para

la extracción y purificación de otros compuestos, como antibióticos

y micotoxinas. Consiste en dos etapas: extracción y clean-up.

utilizando como elemento clave la Extracción en Fase Sólida

Dispersiva (dSPE).

- La etapa de extracción utiliza MgSO4 para reducir el contenido

de agua en la muestra y NaCl para la mayoría de las aplicaciones

o acetato de sodio anhidro para compuestos sensibles a pH

alcalinos.

- La etapa de clean up se realiza para remover ácidos orgánicos

utilizando una combinación de aminas primarias y secundarias

(PSA) con sulfato de magnesio.


Detección o identificación del analito: se

utiliza sustancias de referencia o patrones

analíticos, con los cuales se prepara soluciones

de diversa concentración, para establecer

condiciones óptimas de identificación, como

tiempo de retención, peso molecular, longitudes

de onda, etc., del analito en estudio


Cuantificación del analito: con las soluciones de los estándares

analíticos, se elaboran curvas de calibración a diferentes niveles de

concentración, para obtener el rango de respuesta lineal.

Curva de calibración Organoclorados 19 Enero/2016

CURVA VOLÚMEN/VOLÚMEN Condiciones GC-ECD

Fecha: 19/01/2016

TI: 225 °C

Código: Rmix323-01-01

TD: 300 °C

Responsables: Silvana Diaz Y Alexander Medina T.C: 100 °C (4 min); 160 °C (15°C/min); 280 °C (3 °C/min)

Fecha de

caducidad:

30/05/2016

Columna: Bruker BR-5ms, FS 50 m, 0.25 mm ID, 0.25 um df

Mix usado: Mix 323

Lot:

40410IO

Nro Estándar 323 TR Pureza St C teórica

(ppm)

C real

(ppm)

Conc. Sol

Madre

(ppm)

nivel 1

(2 ppb)

nivel 2

(4 ppb)

nivel 3

(6 ppb)

nivel 4

(8 ppb)

nivel 5

(12 ppb)

nivel 6

(16 ppb)

1 alpha-HCH 18,992 99,5 20 19,9 1,99 1,99 3,98 5,97 7,96 11,94 15,92

2 Hexachlorobenzene 19,237 99,2 20 19,84 1,984 1,98 3,97 5,95 7,94 11,90 15,87

3 beta-HCH 20,18 98,5 20 19,7 1,97 1,97 3,94 5,91 7,88 11,82 15,76

4 gamma-HCH 20,67 98,5 20 19,7 1,97 3,94 7,88 11,82 15,76 23,64 31,52

5 Chlorothalonil 21,496 99,7 40 39,88 3,988 1,99 3,99 5,98 7,98 11,96 15,95

6 delta-HCH 22,065 99 20 19,8 1,98 1,98 3,96 5,94 7,92 11,88 15,84

7 Heptachlor 24,605 99 20 19,8 1,98 1,98 3,96 5,94 7,92 11,88 15,84

8 Aldrin 26,637 99,5 20 19,9 1,99 1,99 3,98 5,97 7,96 11,94 15,92


Cuantificación del analito:

Aplicando la ecuación de la recta, se establece la cantidad presente del

analito en la muestra. y=ax+b x = y-b/a

En este punto se debe considerar el peso de la muestra analizada, para

obtener el resultado en mg/kg o ug/g.


Bioensayos:

o Son técnicas alternativas basadas en reacciones bioquímicas y

enzimáticas a nivel molecular, como indicadores de la presencia de

agentes químicos en una determinada matriz

o Se fundamenta en el uso de anticuerpos que se caracterizan por

presentar en sus estructuras sitios de reconocimiento que les

permiten establecer interacciones altamente específicas con los

antígenos

o Se desarrolló inicialmente para pruebas de glucosa en sangre y su

uso se fue ampliando a otros sectores de la analítica.

o Técnicas analíticas sencillas, rápidas de usar y se las puede aplicar

en el campo.

o Monitoreo rápido de componentes minoritarios, incluyendo

contaminantes orgánicos en el medio ambiente y alimentos

o Tiene ciertas limitaciones como factores medioambientales,

complejidad de la muestra y similitud de los compuestos a estudiar.


Micotoxinas:

En el análisis de residuos de micotoxinas se emplean varias técnicas

de extracción y purificación:

- El empleo de columnas de inmunoafinidad (Immuno Affinity

Column, IAC) [45] constituye el método de extracción más común

hoy en día en los laboratorios de rutina para la extracción y

purificación de micotoxinas. Esta técnica de biensayo consiste en

el empleo de columnas empaquetadas con un relleno en el que se

inmoviliza un anticuerpo específico frente al analito que se quiere

determinar.

- Quechers también se está utilizando esta metodología para

extracción y purificación de micotoxinas.


Micotoxinas:

En la identificación y cuantificación de los residuos de

micotoxinas, se emplea cromatografía líquida (HPLC) acoplada

a varios detectores:

- HPLC con detección UV o fluorescencia (FL), ya que ciertas

micotoxinas (OTA, aflatoxinas) presentan fluorescencia nativa

y este tipo de detección ofrece ciertas ventajas, como mayor

sensibilidad y selectividad.

- HPLC/espectrometría de masas (MS), ha permitido el

desarrollo de nuevas metodologías para la determinación de

micotoxinas.

- HPLCMS/MS ha permitido también el establecimiento de

métodos multirresiduos, que abarcan micotoxinas de

diferentes familias.


Análisis microbiológico:

En la identificación de utiliza la metodología

- Siembra en caja petri (con medio de cultivo

- apropiado al microorganismo que se

- desea identificar), aislamiento y contaje de

- microorganismos y se expresa en

- UFC (Unidades formadoras de colonias)

- Petrifilm: método que trae las cajas con medio de cultivo

listas para ser utilizado


Análisis de la leche:

Calidad

microbiológica:

Contaje bacteriano

total por Método:

citometría de flujo +

IR (Bactoscan).

Aplicación de

buenas prácticas

lecheras

Calidad sanitaria:

Recuento de células

somáticas (Fosomatic)

Si hay presencia de

ciertas enfermedades

en la vaca.


Equipamiento: El análisis de residuos exige resultados cuantitativos, por lo que se requiere de

equipos de sensibilidad acorde a los niveles requeridos en las normativas, y

con alta precisión para obtener resultados confiables. Un requerimiento

importante es la calibración y calificación del equipo en que se realiza la

cuantificación del análisis.

Entre los instrumentos de medición que aplica al análisis de alimentos, para los

contaminantes ya mencionados, se tiene:

- Cromatografía de gases con detectores de

captura de electrones, espectrometría de masas,

termoiónico, fósforo y nitrógeno, de llama pulsada,

etc. (plaguicidas y productos veterinarios)


- Cromatografía líquida, con detectores de

espectrometría de masas, fluorescencia,

arreglo de diodos, ultravioleta visible

(plaguicidas, micotoxinas, antibióticos,

hormonas, productos veterinarios, etc.)

- Espectrofotometría de absorción atómica

con analizadores como horno de grafito y

generador de hidruros, que permiten

detectar metales como cadmio, mercurio,

plomo, arsénico, etc.


Reactivos, materiales, e insumos:

Los reactivos que se utilicen en el análisis de residuos, deben cumplir

con un nivel de pureza y especificidad, acorde a los niveles de

detección requeridos, para evitar contaminación cruzada y falsos

positivos. Los materiales e insumos también deben ser específicos para

el tipo de análisis, en el caso de material volumétrico debe ser calibrado

periódicamente. Se recomienda mantener independencia en el uso de

estos materiales e insumos, para evitar contaminación cruzada


V.- Referencias:

- FAO/OMS (JMPR), Características Generales de los

Plaguicidas. 2012

- Codex, Evaluación de Micotoxinas, 2012

- Solá, Inés, Micotoxinas en la salud. INTI, 2013.

- Codex STAN 193- 1995, Norma General del Codex para

los Contaminantes y las Toxinas presentes en los

Alimentos y Piensos

-

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