contaminación por metales
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CENTRO DE BACHILLERATO TECNOLÓGICO industrial y de
servicios. No. 154
• Luis Gerardo Luna Becerra
Análisis y Tecnología de los Alimentos
Introducción
• La contaminación química alimentarla. Se debe a la presencia de elementos o sustancias químicas provenientes de desechos de actividades humanas, de la adición deliberada de sustancias a los alimentos, o sustancias tóxicas de origen natural, ue convierten a un alimento en peligroso para la salud.
La presencia de metales pesados, por lo general tóxicos, en bajas concentraciones. Los principales son plomo, arsénico, mercurio, cadmio, cobalto, estaño y manganeso.
• El término “elemento traza” se refiere a
elementos inorgánicos, en su mayoría
metales. Los cuales pueden estar
presentes en los alimentos en cantidades
muy por debajo de 50mg/kg y que tienen
algún significado toxicológico o nutricional.
• La contaminación por metales traza, entre
ellos Co, Cr, Pb y Cd, está incrementando
en el ambiente debido a la
industrialización y otras actividades del
hombre, tales como producción de
fertilizantes.
Contaminación
Arsénico.
• El arsénico y sus compuestos son extremadamente tóxicos, especialmente el arsénico inorgánico. En Bangladesh se ha producido una intoxicación masiva, la mayor de la historia, debido a la construcción de infinidad de pozos de agua instigada por las ONG occidentales que han resultado estar contaminados afectando a una población de cientos de miles de personas
El Arsénico en el agua potable
• La presencia de arsénico en el agua potable puede ser el resultado de la disolución del mineral presente en el suelo por donde fluye el agua antes de su captación para uso humano, por contaminación industrial o por pesticidas.
• La ingestión de pequeñas cantidades de
arsénico pueden causar efectos crónicos
por su acumulación en el organismo.
Envenenamientos graves pueden ocurrir
cuando la cantidad tomada es de 100 mg.
Se ha atribuido al arsénico propiedades
cancerígenas.
• Los limites para el arsénico están establecidos como 1 mg / Kg. Sin embargo cierto alimentos están exentos de cumplir estos reglamentos. Antes, gran parte de la contaminación con arsénico encontrada en los alimentos provenía del uso de acido sulfúrico impuro en la fabricación de los ingredientes de alimentos como los azucares, los ácidos cítricos, tartárico, y fosfórico y sus sales y las levaduras.
Métodos de determinación de
arsénico.
• Utilizando dietilditiocarbonato de plata
• Método de Gutzeit
• Método del azul de molibdeno
• Alimentos: se refiere en particular al caso de alimentos en base a hidratos de carbono. En este caso es adecuada una DMO por vía seca, útil para la destrucción de carbohidratos pero no para las grandes moléculas de lípidos o proteínas.
• Se realiza la DMO por calcinación de la muestra con una mezcla de nitrato de magnesio y óxido de magnesio que transforma el Arsenico cuantitativamente en piroarseniato de magnesio. En estas condiciones el As no es volátil.
• Colocar 10 g de muestra en cápsula de porcelana y agregar 3.5 ml de solución de nitrato de magnesio al 20% y 0.1 g. de óxido de magnesio. Mezclar bien formando una papilla y calentar primero a baño maría hasta sequedad, luego en baño de arena y por último en triángulo de pipas hasta cenizas blancas. Enfriar y tomar el residuo con 10 ml de ác. sulfúrico al 10%. Filtrar si es necesario a fin de obtener una muestra de aspecto límpido.
• MgO + 2 Mg(NO3)2 +As2O3 Mg3(AsO4)2
+ 4 NO2Mg3(AsO)
calorAs2O7Mg2 (piroarseniato)
+MgOAs2O7Mg2 + H2SO4 AsO4H3 (ác.
arsénico) + MgSO4
Método de Gutzeit cuantitativo
• PLOMO
• INTRODUCCIÒN
• Se han detectado altos índices de plomo en la sangre de las personas que habitan algunas de las ciudades más industrializadas de¡ país, así como en alimentos como maíz, papa, lechuga y alfalfa, por contaminación de¡ suelo de cultivo y agua para riego. Se encuentra presente además en las aguas negras y en algunos alimentos elaborados, como los enlatados.
• VÍA DE ENTRADA A NUESTRO CUERPO
• Cuando entra al organismo humano, ya sea por respiración o ingestión, sólo una parte es eliminado y el noventa y dos por ciento es absorbido por el torrente sanguíneo desde donde se distribuye a órganos como el hígado, riñones, cerebro, huesos, músculos, etc., donde se almacena. El nivel máximo permisivo de plomo en sangre microgramos / decilitro sin causar daño aparente en niños.
• Método de determinación del plomo
• Los limites para el plomo son del 1.0 mg /
Kg., con limites específicos para los
alimentos seleccionados, que varían de 0.2
mg/Kg. a 10 mg/Kg. El limite para los
alimentos especialmente preparados para
lactantes o pequeños es de 0.2mg/Kg.
• Métodos de determinación del plomo:
• Utilizando sulfuro sódico.
• ZINC
• INTRODUCCIÒN
• El Zinc es una sustancia muy común que ocurre naturalmente. Muchos alimentos contienen ciertas concentraciones de Zinc. El agua potable también contiene cierta cantidad de Zinc. La cual puede ser mayor cuando es almacenada en tanques de metal. Las fuentes industriales o los emplazamientos para residuos tóxicos pueden ser la causa del Zinc en el agua potable llegando a niveles que causan problemas.
• El Zinc es un elemento traza que es esencial para la salud humana. Cuando la gente absorben demasiado poco Zinc estos pueden experimentar una pérdida del apetito, disminución de la sensibilidad, el sabor y el olor. Pequeñas llagas, y erupciones cutáneas. La acumulación del Zinc puede incluso producir defectos de nacimiento.
• Métodos de determinación del Zinc
• En este caso los limites están establecidos
entre 50mg/Kg. Teniendo como máximo 5
mg/Kg. Para las bebidas lista para tomarse;
se ha preescrito un limite obligatorio
máximo de 100mg/Kg. Para las gelatinas. En
ciertos casos el nivel de zinc proveniente de
las fuentes naturales puede exceder
50mg/Kg. En arenque, marisco, crustáceos, y
animales de canal.
Cobre.Se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza y es
esencial en la nutrición. La tolerancia para el hombre es muy amplia, no presentándose efectos perjudiciales con consumos inferiores a 0,5 mg/kg de peso al día.
• La presencia de este metal no se vincula con problemas toxicológicos, sino con problemas de tipo organoléptico debido a su influencia en los procesos de oxidación de las grasas.
• Con el objeto de reducir la contaminación directa o indirecta de la leche con este metal, deberían tomarse las siguientes precauciones:
• • Evitar el uso de utensilios y otros elementos capaces de contaminar el agua, evitar la presencia de materiales de cobre en todas aquellas partes que entran en contacto directo con la leche,
en las operaciones de limpieza y desinfección, emplear solamente soluciones que eviten la absorción de cobre en paredes de tuberías y tanques de almacenamiento y emplear solución de ácido cítrico diluido (0,03 a 0,04%) en limpieza de tuberías y equipos de ordeño, al final de cada limpieza de rutina.
• Finalmente, cabe señalar que con el avance tecnológico y la introducción del ordeño mecánico, ha aumentado el riesgo de la contaminación indirecta con cobre.
Cobre
• Los limites reglamentarios preescritos
para el cobre son de 30mg/Kg. En la
gelatina y 20 mg/Kg. En la salsa catsup
también se incluyen 2 p.p.m. para la
mayoría de bebidas suaves y en forma
general el limite de 20 p.p.m. para otros
alimentos.
Metodos para la determinación del
cobre.
Se han usado para ello diferentes carbamatos, todos los cuales dan complejos amarillos con el cobre. Uno de los mas comunes es el dietilditiocarbamato sódico, cuyo complejo con el cobre es también estable en medio alcalino.
En general no se requieren precauciones contra las interferencias cuando la disolución ácido de la muestra se agita directamente con una disolución de diferentes sales del ácido dibenzilditiocarbamico. La neocupreína parece ser específica del cobre.
Estaño
• El estaño es un elemento fundamental para la formación de algunas enzimas y hormonas. Los recipientes revestidos de estaño resultan ser una fuente de contaminación .
• Desde el punto de vista de la salud pública, la ingestión de estaño en altas dosis provoca anemia e interrupción del crecimiento debido a disminución en el consumo de alimentos y una mala asimilación.
• El estaño se acumula en el sistema nervioso central ya que es muy soluble en la grasa y estable en la sangre, permitiendo por esto su penetración
• El limite esta establecido en un máximo de
250 mg/Kg. Para el Estaño en alimentos
enlatados; actualmente las técnicas
modernas de enlatado implican el uso de
barnices seleccionados por lo que ahora
muchos alimentos enlatados contienen
menos de 100mg/Kg.
Estaño
• En dicho caso el limite esta establecido en
un máximo de 250 mg/Kg. Para el Estaño
en alimentos enlatados; actualmente las
técnicas modernas de enlatado implican el
uso de barnices seleccionados por lo que
ahora muchos alimentos enlatados
contienen menos de 100mg/Kg
Determinación
• CAPTACIÓN DE LA MUESTRA:
• Filtro de membrana de esteres de celulosa de 37 mm de diámetro y 0,8 µ de tamaño de poro.
• SOLUCIONES
• ÁCIDO NÍTRICO Y SULFÚRICO
• TÉCNICA ANALÍTICA:
• ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA
• Este método es apropiado para la
determinación de estaño metálico y
compuestos inorgánicos de estaño,
excepto óxidos.
• Debido a la diferencia en el ataque de
este elemento con lo descrito en la ficha
402-1-A/91, las muestras se deben tomar
en un filtro independiente del resto de los
metales.
• Este método se ha desarrollado para
determinar concentraciones medias
ponderadas de estaño metálico o sus
compuestos inorgánicos en aire, mediante
la utilización de equipos de muestreo,
tanto para muestras personales como en
lugares fijos. No puede ser utilizado para
medir concentraciones instantáneas o
fluctuaciones de concentración en
períodos cortos de tiempo.
• Este método se ha desarrollado para
determinar concentraciones medias
ponderadas de estaño metálico o sus
compuestos inorgánicos en aire, mediante
la utilización de equipos de muestreo,
tanto para muestras personales como en
lugares fijos. No puede ser utilizado para
medir concentraciones instantáneas o
fluctuaciones de concentración en
períodos cortos de tiempo.
• Los filtros van montados en cassettes de
tres cuerpos, con soporte de celulosa (2).
• Las muestras se toman generalmente a
un caudal de 1,5 - 2 lpm. Normalmente
para la toma de muestra de este metal se
recomienda un volumen entre 150 y 300 l.
En ausencia de información sobre
concentraciones probables, se
recomienda un volumen de muestra de
250 l (2).
Estimación de elementos traza.
• En general las etapas seguidas en la estimación son:
• 1.- Destrucción de la materia orgánica del elemento por calcificación u oxidación húmeda y disolución de los elementos inorgánicos en medio ácido.
• 2.- Separación o enmascaramiento de las sustancias que interfieren.
• 3.- Determinación del elemento que interesa. Casi siempre colorímetricamente.
Descomposición de materia orgánica
(calcinación)
• Se toma una cápsula de sílice y se limpia
introduciéndola en una mezcla concentrada
ácido nítrico concentrado/agua que se hace
hervir y luego en agua que también se hierve.
Se calienta la cápsula a la llama de un mechero
bunsen, se enfría y se pesa en ella (balanza
semianalítica) una cantidad de muestra que
contenga de 2 a 5 gramos de materia sólida
seca. Se coloca la cápsula en la muestra sobre
un trípode y se calienta suavemente en vitrina.
• Se toma una cápsula de sílice y se limpia
introduciéndola en una mezcla concentrada
ácido nítrico concentrado/agua que se hace
hervir y luego en agua que también se hierve.
Se calienta la cápsula a la llama de un mechero
bunsen, se enfría y se pesa en ella (balanza
semianalítica) una cantidad de muestra que
contenga de 2 a 5 gramos de materia sólida
seca. Se coloca la cápsula en la muestra sobre
un trípode y se calienta suavemente en vitrina.
Bibliografia.
• http://www.lenntech.com/espanol/tabla-peiodica/Zn.htm
• http://www.ceniap.gov.ve/pbd/RevistasTecnicas/FonaiapDivulga/fd25/texto/contaminacion.htm
• http://www.directoalpaladar.com/2005/12/14-metales-en-los-alimentos
• http://www.science.oas.org/OEA_GTZ/LIBROS/LA_LECHE/le_html/cap7_leche.htm