Incidencia de los metales pesados, en la calidad de la papa negra "Solanum Tuberosum" proveniente de la provincia de Tarma, Junín, Perú
Los metales pesados en alimentos son reportados como un problema grave debido a su toxicidad. El estudio tiene como objetivo, determinar la concentración de los metales pesados en la papa negra Solanum Tuberosum comercializado en el mercado Ventura Rossi A, en el distrito del Rímac, Lima, Perú. La recopilación de información y el análisis de los metales se realizaron del 04 al 19 de febrero del 2020. Para el estudio se consideró a los metales pesados de arsénico (As), cadmio (Cd), cobre (Cu), mercurio (Hg), molibdeno (Mo), níquel (Ni), plomo (Pb) y zinc (Zn) que fueron analizados mediante el
Palabras clave: Contaminación, espectofotometría, límites, metales, papa, pesados, toxicidad.
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
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 protocolo de dosificación de los producto, a ello debemos 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
LLos metales pesados son compuestos químicos bioacumulables y no degradables, es decir biomagnifican 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
LLos metales pesados deben su toxicidad a la fuerte afinidad de sus cationes hacia el átomo de azufre y por ende, hacia los grupos sulfhidrilo (-SH), los cuales, están 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
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
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 (
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, que sirvió para configurar el levantamiento de datos y toma de muestra.
El muestreo se realizó de manera aleatoria en el mercado Ventura Rossi Zona -A tal como se muestra en la figura 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 de cada puesto de venta totalizando 4kg a fin de obtener 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.
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 mediante el método EPA 200.7, Rev.4.4. versión EMMC/ 1994 que especifica la determinación de metales y oligoelementos 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 Generales S.A.C, que se encuentra acreditado ante INACAL-DA con registro número LE-047. En la figura 2 se muestra la preparación de las muestras y la solución de la papa negra antes del proceso fisicoquímico realizado en el laboratorio. Figura 2. Preparación de la papa negra antes de su trituración
En la tabla 1. Se muestran los resultados del levantamiento de información de los puestos de venta de papa negra. 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 análisis se realizó en peso seco luego de los procesos fisicoquímicos practicados a las muestras. En la figura 3, se muestra la relación de los resultados de metales pesados en la muestra 1 y 2 con el límite de cuantificación del método utilizado para el análisis.
Figura 3. Relación de resultados de muestra 1 y 2 con el límite de cuantificación del método.
En la figura 4. Se muestra la relación de los resultados de las muestras 1 y 2 con los límites máximos permisibles 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).
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 catalogados como tóxicos, es de suma importancia a fin 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
En este contexto el estudio se realizó en el mercado Ventura Rossi Zona -A, ubicado en el distrito del Rimac, el cual cuenta con 8 puestos fijos de venta de papa de diversas variedades entre las cuales figura la papa negra, 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 influencia, prefieren el consumo de estas variedades, 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 mg/L que supera en 4200% los límites de cuantificación (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.
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%.
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 no es significativo en la papa negra. Se conoce que este 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
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.
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 establecimiento de los mismos a fin de garantizar la 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.
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 concentración final en la papa resultando con poca significancia. Sin embargo, al no contar con un límite máximo permisible, no es posible valorar si realmente es bajo o alto para el consumo directo
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
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 que la presencia de este elemento no es significativo en la papa negra. Sin embargo, es importante mencionar que debido a que el zinc no presenta solubilidad en el agua
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 lo que es importante cuantificar la concentración de metales pesado a fin de asegurar la seguridad 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 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 manera específica para tubérculos.
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 realizar acciones que permitan fijar limites maximos permisibles nacionales en tubérculos a fin de garantizar 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.