1Cátedra Villarreal | Lima, Perú | V. 9 | N. 1 |enero - junio | 2021 | ISSN 2311-2212
Incidencia de los metales pesados, en la calidad de la papa
negra “Solarum Tuberosum” proveniente de la provincia de
Tarma, Junín, Perú
Impact of heavy metals on the quality of the black potato “Solarum
Tuberosum” coming from the province of Tarma, Junin, Peru
ABSTRACT
Heavy metals in food are reported as a serious problem due to their
metals in the black potato Solarum Tuberosum sold in the Ventura
of information and the analysis of the metals was carried out from
the determination of metals and trace elements in water and waste
by inductive plasma coupled to atomic emission spectrometry, in
in Peru, there are no standards that establish maximum limits in
Keywords: Pollution, spectrophotometry, limits, metals, potato,
heavy, toxicity
RESUMEN
objetivo, determinar la concentración de los metales pesados
en la papa negra Solarum Tuberosum
de metales y oligoelementos en agua y desechos por plasma
el cual se reportaron resultados en concentración media en
Cátedra Villarreal | Lima, Perú | V. 9 | N. 1 |enero - junio | 2021 | ISSN 2311-2212
Palabras clave:
Introducción
La producción de papa a nivel nacional ocupa un
importante lugar en la economía agrícola del país,
actualmente es el segundo cultivo de mayor importancia
con un 10,5% de participación en el VBP agrícola. Sin
lugar a dudas es un tubérculo de alta demanda dentro de
la sociedad nacional. En el periodo comprendido entre
el año 2017 y 2018, la producción de papa muestra tasas
de crecimiento superiores a 5%, el cual en el año 2018 se
alcanzó una producción record de 5,1mill de toneladas
el cual básicamente fue a consecuencia de la ampliación
de áreas de cosecha y la mejora en el rendimiento de la
producción (MINAGRI, 2019).
Es importante mostrar las proyecciones en las
intensiones de siembra de la papa para el periodo 2020
donde el cultivo alcanzaría aproximadamente 342,7 mil
hectareas, disminuyendo en 7,1 mil hectáreas (-2,0%) en
comparación con las siembras ejecutadas en la campaña
agrícola 2018-2019. Las mayores siembras se darían
entre los meses de agosto a noviembre y de mayo a julio,
comprendiendo el 90% de las intenciones de siembras
con 308,1 mil hectáreas. Asimismo, la ENIS-2019
muestra que el 36% corresponde a papas mejoradas, el
23% a papas de color y el 41% a papas nativas. Además,
el 95,5% se realizaría en la sierra y el 4,5% en la costa. En
relación a Junín, alcanzaría una campaña de producción
de 24,7 mil ha (7,2%) para el 2020.
Sin lugar a duda una producción bastante
representativa que involucra las actividades agrícolas
a nivel intensivo el cual propicia el uso de grandes
cantidades de agroquímicos (fertilizantes, insecticidas,
herbicidas, abonos, etc.) que muchas veces son
utilizados en exceso por falta de un procedimiento o
sumarle la falta de capacitación de los agricultores en
el uso sostenible de estos compuestos químicos. Las
aplicaciones repetidas de estos productos químicos
que contienen metales pesados como arsénico, cadmio
cobre, mercurio, molibdeno, níquel, plomo y zinc
y la sobreexposicion de los suelos cultivables a los
contaminantes provenientes de la actividad minera en
la zona, conllevan a desequilibrios en sus ecosistemas
ambientales (Vásquez et al., 2005), cuyo impacto es de
manera directa en la calidad de producción, (Huang et
al. 2014; Gebrekidan et al. 2013). A ello debemos sumarle
las malas prácticas de los agricultores que en el afan de
generar mayor producción, ocupan nuevos espacios de
suelos que no necesariamente son para la producción del
tubérculo o en su defecto sobreexplotan irracionalmente
los suelos produciendo todo el periodo del año con un
solo cultivo (monocultivo). Ess importante mencionar
que cultivos como la papa, la espinaca, el tomate y la
lechuga son conocidos como bioindicadores ambientales
debido a su capacidad de retención e incorporación
presencia de los mismos, por alteraciones fenotípicas
(Kabata, 2000). En relación a la papa es considerada
como gran bioacumuladora de metales pesados con un
rango de presencia que oscila entre 0,021 mg·kg-1 para
Cd; 0,29-1,0 m·kg-1 para Ni; 3,0-6,6 mg·kg-1 para Cu; 10-
26 mg·kg-1 para Zn) en base seca (Kabata, 2000).
LLos metales pesados son compuestos químicos
su presencia en los organismos y son imposibles de
degradar para elimanarlos, otra característica es su
persistencia en el ambiente cualquiera sea el factor que
lo contenga. Los efectos negativos de una exposición
a metales pesados, suelen ser múltiples generando
pérdida parcial o total de organismos vivos y alterando
la calidad de vida de los seres vivientes (Madero &
Marrugo, 2011).
LLos metales pesados deben su toxicidad a la fuerte
presentes, comúnmente, en las enzimas que participan
en las reacciones metabólicas de los organismos
acuáticos y terrestres. Los metales pesados pueden
ingresar por vías respiratorias, por la piel, mucosas,
ingesta al cuerpo humano a través de la cadena
alimenticia, incrementando las enfermedades crónicas,
como deformidades, cáncer, incluso la muerte (Chang
et al. 2014). Está comprobado que la primera acción de
contaminación del hombre con metales pesados, es el
consumo de frutas y vegetales de manera directa, ante
ello es de suma importancia realizar las evaluaciones
pertinenetes de estos compuestos en los alimentos.
(Yucra et al. 2008).
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Actualmente en el Perú, no existe una norma que
precise los límites máximos permisibles de metales
pesados en los alimentos, ello implica un vacio legal
bastante importante considerando la toxicidad en
los seres vivos de estos elementos químicos, más aún
teniendo en cuenta que se cuenta con múltiples causas
de generación desde la actividad agrícola intensiva,
la minería en las zonas altoandinas y la presión de las
poblaciones situadas en zonas aledañas a los campos
de cultivos cuyos rediduos son arrojados directamente
a los suelos que sirven para el cultivo de tubérculos y
otras especies de consumo esencial de las poblaciones.
Referente a ello el Codex Alimentarius (FAO, 2015)
reporta límites máximos permisibles solo para plomo y
cadmio de 0,1mg/kg, en tubérculo (Moreno et al., 2016)
y la Unión Europea, para la papa pelada, un límite de
a 0,1mg/kg, peso fresco de plomo y de cadmio (Unión
Europea, 2020). Adicionalmente, la norma cubana
número 493, establece límites máximos permisibles
para vegetales para cobre de 5mg/kg y para Zinc de 10
mg/kg (Norma Cubana N° 493, 2006). Para los demás
metales pesados Arsénico, Mercurio, Molibdeno, Níquel
y Zinc, no existe normativa referencial en tubérculos a
nivel mundial y a nivel nacional, por lo que representa
una oportunidad para proponer estudios que permitan
determinar los límites máximos de exposición,
considerando el grado de toxicicidad de los mismos
(Olivares et al.,2013).
Finalmente, considerando el impacto ambiental
de los metales pesados en el suelo y en los tubérculos
y considerando el daño a la salud de los seres vivos por
su alta toxicidad ((Vásquez et al., 2005), es necesario
tubérculos como la papa, que es de consumo directo
y de frecuencia diaria por la población en el Perú y el
mundo. Cabe precisar que es indispensable medir la
concentración de los metales pesados en los alimentos
para garantizar la seguridad alimentaria de las
poblaciones y para determinar una norma nacional
sobre los límites máximos permisibles en tubérculos.
por ello, frente a esta situación problemática se plantea
determinar las concentraciones de los elementos
metalicos pesados tales como: Arsénico, cadmio, cobre,
mercurio, molibdeno, níquel, plomo y zinc en la papa
negra Solarum Tuberosum, en el mercado Ventura Rossi
Zona -A del distrito del Rimac, proveniente del distrito
Huasahuasi, Provincia de Tarma, Departamento de
Junín, Perú.
Materiales y Métodos
El presente estudio fue desarrollado en el mercado
Ventura Rossi Zona – A, Rimac, Lima, Perú, en el
periodo comprendido del 04 al 19 de febrero del 2020;
el mercado se dedica a la venta de tubérculos y cuenta
con 08 puestos de venta de papa negra, en los cuales se
obtuvo la información necesaria referente a frecuencia
de venta, variedad de mayor venta, lugar de procedencia
de las papas y cantidad de venta diaria de la papa negra,
toma de muestra.
El muestreo se realizó de manera aleatoria en el mercado
1, este fue desarrollado el 17 de febrero del 2020 en una
época donde abunda la provisión y comercialización
de papa negra proveniente de la Provincia de Tarma. Al
contar con 8 puestos de venta, se realizó la toma de ½ kg
muestra homgénea y representativa de papa negra como
muestra de análsis. Las muestras se envasaron en bolsas
plásticas y fueron trasladadas al laboratorio. El diseño
del estudio fue descriptivo experimental en el cual se
utilizó el enfoque cualitativo y cuantitativo.
Figura 1. Toma de muestra de papa negra Solarum Tuberosum
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Del total de papa negra, se tomaron 2kg de muestra homogénea para ser analizados en el laboratorio, el material fresco
se lavó con abundante agua para retirar impuerzas y evitar la contaminación cruzada, se cortó en listones de 4cm,
luego se trituró por completo incluyendo la cáscara hasta obtener una solución líquida pastosa homogénea, la cual fue
incorporada a dos envases de plástico esterilizados de 1L y rotuladas como “muestra 1” y “muestra 2”, cada una de estas
soluciones fueron evaporadas a 500° C hasta la eliminación del líquido, la masa en peso seco de la papa fueron analizados
en agua y desechos por plasma inductivo acoplado a espectrometría de emisión atómica, solo se realizó una prueba
experimental cuantitativa de análisis para la obtención de los resultados. La razón de optar por dos muestras es para
asegurar la representatividad de los resultados. Los análisis fueron realizados por el laboratorio Servicios Analíticos
N (número de respuesta de los
puestos de venta) %
Con qué frecuencia abastece de papas su puesto de venta?
diario 100
semanal 0 0
mensual 0 0
huayro 1
amarilla 1
1
negra 2
blanca 2
huamantanga 1
¿De que departamento del Perú, proviene la variedad de papa que más se comercializa?
Junin
Figura 2
Resultados
En la tabla 1. Se muestran los resultados del levantamiento de información de los puestos de venta de papa negra.
Tabla 1. Levantamiento de información de los puestos de venta de papa negra.
5Cátedra Villarreal | Lima, Perú | V. 9 | N. 1 |enero - junio | 2021 | ISSN 2311-2212
1
Huancavelica 1
0 0
Pasco 0 0
¿De que provincia del Perú, proviene la variedad de papa que más se comercializa?
1
Pasco 0 0
1
0 0
Tarma
Huanta 0 0
¿De que distrito del Perú, proviene la variedad de papa que más se comercializa?
Huancarama 1
1
Huayllay 0 0
Huasahuasi
0 0
¿Cuántos kilogramos de papa negra se comercializa al día, en su puesto de venta?
20kg 0 0
0 0
100kg 100
200kg 0 0
En la tabla 2 se muestran los resultados de la muestra 1 y muestra 2 en mg/kg (peso en materia seca), debido a que el
Tabla 2. Resultados de análisis de metales pesados de la muestra 1y muestra 2 y límites máximos permisibles.
Metal pesado Unidad de
medida
Límite de
Limite máxmo
permisible
CODEX
Límite máximo
permisible norma
cubana N° 493
Resultado
de la
muestra 1
Resultado
de la
Promedio
molibdeno
NE: No existe
Cátedra Villarreal | Lima, Perú | V. 9 | N. 1 |enero - junio | 2021 | ISSN 2311-2212
Figura 3
establecidos en el Codex Alimentarius 193 y la norma Cubana N° 493 para los metales de cadmio (Cd), plomo (Pb), cobre
(Cu), zinc (Zn), mercurio (Hg) y arsénico (As).
Figura 4. Relación de los resultados de las muestras 1 y 2 con los límites máximos permisibles establecidos en el Codex
Alimentarius y la norma Cubana N° 493 para los metales de cadmio (Cd), plomo (Pb), cobre (Cu), zinc (Zn), mercurio (Hg)
y arsénico (As).
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Discusión
El consumo actual de la papa en el Perú es de 89
kg al año por persona, es uno de los alimentos con
alto grado de consumo entre la población nacional
catalogandose como indispensable en muchos hogares
(MINAGRI, 2019), por lo que conocer su composición
química en relación a la presencia de metales pesados
de diseñar mecanismos que permitan tomar decisiones
de control y prevención. Por otro lado, se conoce que
los tubérculos son acumuladores, bioacumuladores y
biosorventes de metales pesados (Moreno et al., 2016).
y microbiológicas de los suelos que son utilizados para
la siembra de los tubérculos (Gebrekidan et al. 2013 &
Martin et al. 2006).
En este contexto el estudio se realizó en el mercado
Ventura Rossi Zona – A, ubicado en el distrito del Rimac,
el objetivo de evaluar en la ciudad de Lima, se origina
como respuesta al consumo directo de este producto
alimenticio, es decir la papa que llega directamente
a las mesas de la población. Al respecto, en la tabla 1
se presencia el levantamiento de información donde
se obtiene que la frecuencia de abastecimiento de los
puestos de venta con papa, es diaria (100%), la variedad
que más se comercializa es la papa negra (25.0%) y la
papa blanca (25.0%), es decir los usuarios de la zona de
la variedad de papa de mayor consumo proviene del
departamento de Junín, provincia de Tarma, distrito de
Huasahuasi (62.5%). Finalmente, cada puesto de venta
comercializa como mínimo 100kg de papa negra al día
(100%). Información importante para evidenciar los
patrones de comercialización de esta variedad de papa
en los mercados locales de la capital.
En la tabla 2, se evidencia los resultados de análisis de
los metales pesados en la papa negra, donde el arsénico
(As) presenta una media en su concentración de 0.043
(L.C) del método utilizado en el análisis, en relación al
cumplimiento de los límites máximos establecidos para
alimentos según el CODEX STAN 193, se evidencia que
el valor representa el 93.0% en relación al límite máximo
permisible. Kabata (2011), determinó un valor de 2.43
ug/kg de contenido de arsénico en la papa, este análisis
se realizó en peso seco. También, Rodriguez (2018), en
el estudio denominado “Evaluación del contenido de
minerales tóxicos en tres variedades de papa (Solarum
tuberosum) del Valle del Mantaro”, determinó el valor
de este metal en 0.0003 ug/kg también en peso seco,
es importante mencionar que la mayor concentración
de este elemento las tienen las raíces como hortalizas,
seguidas de vegetales altos como espinacas, y los frutos
y semillas comestibles contienen menores valores de
concentración de arsénico (Moreno, 2010 & Rodriguez,
2018). Finalmente, la presencia de este elemento es
muy cercano a lo recomendado por la FAO, por lo que es
necesario realizar mayores pruebas para determinar el
nivel límite en alimentos para este elemento.
Para el cadmio (Cd), se presenta un valor de
0.036mg/L, superando los L.C. en 7100%, en relación
al cumplimiento de los límites máximos establecidos
para alimentos según el CODEX STAN 193, se evidencia
que el valor representa el 96.0%. Shaheen et al., (2015),
registraron valores para Cadmio de 0.1 mg/kg siendo
este valor igual al límite máximo permisible establecido
en el CODEX STAN 193. Por su parte, Rodriguez (2018),
relativamente bajos en diferentes variedades de papas,
ambos análisis en peso sec. Los resultados obtenidos
en el estudio, son muy similares a los obtenidos en el
estudio denominado “presencia de metales pesados en
frutas y vegetales: riesgo en las implicaciones de salud
en Bangladesh” (Shaheen et al., 2015). Finalmente, es
decir la presencia de este elemento es muy cerano a
lo recomendado por la FAO, por lo que es necesario
realizar mayores pruebas para determinar el nivel límite
en alimentos para este elemento y asegurar la seguridad
alimentaria.
Para el cobre (Cu), se presenta un valor de 0.114mg/
kg, superando los L.C. en 14150%, en relación al
cumplimiento de los límites máximos establecidos
para alimentos según la norma Cubana número 493, se
evidencia que el valor representa una concentración de
3.0%, el cual indica que la presencia de este elemento
elemento metálico ingresa por la raíz de la planta y existe
una alta probabilidad de que las trazas ingresen hasta
las células rizodérmicas en forma disociada (Sancha,
2002). También, Kabata (2011), registró el valor de este
elemento en 4,5 mg/kg, valor simiilar al reportado por
Shaheen (2015), quién determinó que la concentración
media de cobre fue de 6,3mg/kg, valores bastante
elevados a diferencia del registrado en el presente
estudio, es posible que la presencia baja del elemento, se
del distrito de Huasahuasi. Finalmente, Rodriguez
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(2018), en su investigación de “Evaluación del contenido
de minerales tóxicos en tres variedades de papa (Solarum
tuberosum) del Valle del Mantaro”, determinó el valor de
este metal en 4.34 ug/kg en peso seco.
Para el mercurio (Hg), se presenta un valor de
0.001mg/kg, inferior al L.C., que indica nula presencia
de este elemento en la papa negra. Regalado & Peláez
(2019), obtuvieron similar resultado en la investigación
denominada Determinación de contaminantes
químicos en alimentos cultivados procedentes de la
minería en Shiracmaca Huamachuco - La Libertad.
Para el Molibdeno (Mo), se presenta un valor de
0.0075mg/kg, que supera el L.C. en 275%, no existe
limite máximo permisible para este elemento en
tubérculos, por lo que es una necesidad imperativa el
seguridad alimentaria de la papa, cabe precisar que el
contenido de este elemento en el tubérculo, se debe a la
absorción de las plantas ya que el Molibdeno se produce
de maneta natural y se encuentran de forma libre en el
suelo y el agua. (Shaban, et al., 2016).
Para el níquel (Ni), se presenta un valor de 0.0145mg/
kg, que supera el L.C. en 1972%., no existe limite máximo
permisible para este elemento en tubérculos, por lo
que es una necesidad imperativa el establecimiento de
los mismos. Se precisa que las plantas como la papa,
absorven altos contenidos de este elemento en las
primeras etapas de crecimiento cayendo posteriormente
en las siguientes etapas, ello tiene relación con la
máximo permisible, no es posible valorar si realmente
es bajo o alto para el consumo directo (Rodríguez, 2018).
El plomo, es un elemento que se retiene en las raices
y parte del fruto de las plantas, básicamente debido a
la interrelación que origina el cation Pb2+ con otros
iones, propiciando el almacenamiento de los mismos
(García, 2006). Otra característica del plomo es que
cuenta con menos movimiento entre los demás metales
pesados pero posee menor absorción que el cobre y el
zinc (Huamán, 1996) citado por (Kabata, 2011). En ese
sentido en el estudio para el el plomo (Pb), se registró
un valor de 0.057mg/kg, superando los L.C. en 11200%,
en relación al cumplimiento de los límites máximos
establecidos para alimentos según el CODEX STAN
193, se evidencia que el valor representa el 57.0%, que
indica que la presencia de este elemento es muy cerano
a lo recomendado por la FAO. El valor determinado
tiene relación con lo reportado por Rodríguez (2018),
de 0,401 ± 0,81ug/kg en la investigación “Evaluación
del contenido de minerales tóxicos en tres variedades
de papa (Solarum tuberosum) del Valle del Mantaro”. Un
dato importante es la que muestran Luna & Rodríguez
(2016), en la investigación denominada “Determinación
de las concentraciones de cadmio y plomo en papa
(Solarum tuberosum) cosechada en las cuencas de los ríos
Mashcón y Chonta – Cajamarca”, donde no registraron
valores de este elemento, por lo que los resultados en la
la actividad minera, y el uso excesivo de agroquímicos,
la papa.
Finalmente, para el zinc (Zn), se presenta un valor
de 1.14mg/kg, superando los L.C. en 37833%, en relación
al cumplimiento de los límites máximos establecidos
para alimentos según la norma Cubana número 493, se
evidencia que el valor representa el 11.14%, el cual indica
la papa negra. Sin embargo, es importante mencionar
que debido a que el zinc no presenta solubilidad en el
agua (Efroymson, et al.,1997), las particulas se juntan al
suelo, mediante el cual se origina la mayor absorción
(Marschner, 1998 & Rodríguez, 2018). Pero ello no implica
que las erroneas prácticas en la agricultura aumenten
la concentración en los suelos siendo estos absorbidos
por las plantas (Kabata, 2011 & Rodríguez, 2018). Como
referencia Shaheen (2015), determinó la concentración
media de zinc en la papa de 11,019 ± 3,0 mg/kg.
Conclusiones
De acuerdo al levantamiento de información, en
el mercado Ventura Rossi Zona – A, en el periodo de
evaluación, prevalece la comercialización de la papa
negra, es decir esta variedad tiene alto consumo, por
alimentaria de la población. En el contexto, se realizó
la evaluación de metales pesados considerando a los
elementos de: arsénico (As), cadmio (Cd), cobre (Cu),
mercurio (Hg), molibdeno (Mo), níquel (Ni), plomo (Pb)
y zinc (Zn), reportando valores bastante claros sobre la
composición de la papa negra.
Para los elementos metalicos como el arsénico (As),
se registró una concentración de 0.043 mg/kg. Para el
cadmio (Cd), se registró una concentración de 0.036 mg/
kg, para el mercurio (Hg), se registró una concentración
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de inferior al L.C <0.001mg/kg, que evidencia la
ausencia de este compuesto en el tubérculo evaluado,
para el plomo (Pb) se registró una concentración
de 0.057mg/kg. Para los elementos de cobre (Cu) se
registró una concentración de 0.114mg/kg y para el
zinc (Zn) se registró una concentración de 1.138mg/kg
Las concentraciones, cumplen con los límites máximos
permisibles establecidos en la norma Cubana número
493, cabe precisar que estos elementos no cuentan con
límites máximos permisibles en el Codex Alimentarios
de la FAO. Además, para los elementos de molibdeno
(Mo) se registró una concentración de 0.0075mg/kg
y para el níquel (Ni) una concentración de 0.0145mg/
kg, resultados bajos en comparación con los L.C., cabe
precisar que estos metales pesados no cuentan con
límites máximos permisibles a nivel internacional de
Debemos mencionar que el arsénico (As), plomo (Pb)
y cadmio (Cd), son los metales pesados que registraron
mayor concentración en los análisis, considerando su
toxicidad y el alto consumo de la papa, es importante
la seguridad alimentaria correspondiente.
Finalmente, en el Perú, no se cuentan con límites
máximos permisibles para los metales pesados en
tubérculos, por lo que es imperativa la necesidad
de realizar estudios referente a estos elementos,
considerando el alto consumo de la papa en la población
y la toxicidad de los mismos.
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