EFECTOS QUE TIENE EL PH SOBRE LA CORROSI~N DE LA LATA

DE PLOMO EN JUGOS Y NÉCTARES ENLATADOS DE ORÍGEN NACIONAL . (DESPRENDI"0 DE PLOMO) Y SU INFLUENCIA EN EL CONTENIDO

CLAVE: IA.034.94

Verónica Moreno Rivera

Laboratorio de Metales Pesados

Asesora externa: Ing. Gabriela Muciíio Brito

Asesor interno: M.C. Feo. Gallardo Escamilla

México D,F. a 6 de octubre de 1995. -

EFECTOS QUE TZENE EL pH SOBRE LA CORROSZÓN DE LA U T A (DESPRENDIMIENTO DE PLOMO) Y SV INFLUENCIA EN EL CONTENIDO DE PLOMO EN JUGOS Y NÉCTARES ENLA. DOS DE ORÍ&EN NACZONAL .

JUSI CACIÓN

La presencia de plomo es uno de los problemas más importantes de origen ambiental, en especial sobre la población infantil hoy en día, ya que los niños menores de 7 años están en un riesgo especial debido a su suceptibilidad hacia este compuesto tóxico neurológico (1).

Debido a las dificultades prácticas para remover el plomo disperso en el ambiente, los niños y los adultos continuarán estando expuestos a este contaminante por años (1).

El plomo no solamente se encuentra distribuido en el ambiente, sino que también en los alimentos enlatados, barnices de envolturas, crayones etc. Con respecto a los alimentos enlatados, existen reportes acerca de su contenido de plomo de E.U.A., países Europeos y México; sin embargo, de este último hay reportes acerca del contenido de plomo en chiles enlatados y pescados únicamente.(Z).

Como resultado de décadas de uso de diversos productos capaces de provocar la elevada dispersión de plomo, la contaminación del ambiente con niveles inaceptables es cada vez mayor, y la continua fabricación, importación, procesamiento, uso y disposición de diversos productos que lo contengan, pueden causar incrementos importantes de su concentración en la atmósfera y ésto contribuir a la contaminación ambiental con la consecuente exposición al plomo.

Es política de los Estados Unidos Mexicanos que los incrementos en los niveles de plomo deben ser disminuidos, debiéndose desarrollar y poner es práctica métodos para reducir los niveles de plomo que resultan dañinos al ser humano ante todo tipo de exposici6n.

Debido a lo anterior, resultará interesante conocer la calidad de jugos y néctres nacionales tomando en cuenta el contenido de plomo y pH en cada producto.

INTRODUCCI~N

Uno de los problemas más críticos que se presentan normalmete en los productos enlatados es el resultado de la acción corrosiva producida por los alimentos sobre la hojalata; es lícito admitir que el ataque puede no tener significado bromatológico y, por tanto, ningún riesgo comercial, o por el Lontrario, que la hojalata requiera una protección adicional.

El plomo es un metal paradoxal en el sentido de que se utiliza clásicamente en la industria por su resistencia a la corrosión, mientras que en realidad es muy fácilmente atacable, en presencia del oxógeno del aire, por ácidos débiles tales como el dióxido de carbono (que corresponde al gas carbónico disuelto, en estado libre, en las aguas denominadas duras) o ácidos orgánicos habitualmente presentes en los frutos o en las preparaciones culinarias derivadas (ácido cítrico, tartático, málico, etc.) (1 1).

También puede disolverse fácilmente con los ácidos grasos liberados por el enranciamiento de determinados aceites insaturados, como el aceite de oliva (1 1).

L o s alimentos están, en general, poco contaminados de forma natural por el plomo.

La utilización de material culinario, y particualrmente de utensilios de barro y cerámica coloreados con esmales plomíferos puede determinar absorciones diarias de cantidades anormales de plomo. Algunas de estas cerámicas, vendidas como piezas decorativas pero utilizads como ensaladeras, originan intoxicaciones agudas.

Tanto la calidad de los esmaltes como su temperatuta de cocción, explican su solubilidad parcial el entrar en contacto con un alimento de reacción ácida.

Otro modo de contaminación se debe a la utilización muy difundida de material de empaquetar metálico. La mayoría de las latas en conseravas tienen una soldadura metálica transversal, que los higienistas han admitido con el pretexto de que ésta era exterior a la parte cilíndrica interna, que podía estar constituida por plomo casi puro. puede ocurrir que, bien por la fundición del metal o durante el limado de las piezas de dé una contaminaminación interna, que puede traducirse en la conservación más o menos prolongada de alimentos una reacción ácida en tasas de plomo de varias ppm (mg/kg). No es excepcional detectar más de 1 mg/L de jugo de frutas, bebida considerada frecuentemente ideal para los niños (13).

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Cada producto alimenticio debe ser objeto de un estudio racional, comparando su comportamiento en envase de hojalata desnuda de diferentes tipos y espesores de estaño, temple, composición de acero base, etc. para determinar la necesidad de usar o no películas protectoras.

Dos son las causas pol las cuales la acción corrosiva obliga, en determinados productos, el uso de películas prc ctoras sobre la hojalata:

2 2 2 4 3 0 1.- El considerable número de pi ,S que presenta la hojalata, los cuales difieren en calidad y cantidad según el tipo dL hojalata utilizado, pues al disminuir el espesor de estaño por unidad de superficie, generalmente el número de poros aumenta. Estos poros son puntos ideales para la acción corrosiva, ya que al presentar al descubierto el acero base toda la acción corrosiva se concreta en primer lugar sobre ese punto o poro.

2.- La ampliación y diversificación de productos alimenticios de la más diversa indole que requieren ser envasados, ha superado los límites de resistencia a la corrosión de las hojalatas, pero muchos productos, hoy en día, pueden envasarse normalmente en envases barnizados interiormente con absoluta seguridad al mantener inalterable su sabor, color, olor y propiedades calóricas y nutricionales así como para evitar la toxicidad del alimento por contaminación con metales desprendidos de la hojalata (16)

Un metal tóxico es aquel que pertenece al grupo de elementos que no son necesarios o benéficos, capaces de causar efectos indeseables por el metabolismo, aún a concentraciones bajas . Los metales que se encuentran en alimentos , deben su presencia a diferentes causas , que van desde su obtención o cultivo hasta su industrialización (3).

Algunos metales como el plomo o el mercurio , pueden considerarse como tóxicos sistémicos , es decir, que pueden afectar más de un órgano, siendo generalmente ingeridos (sistema gastrointestinal) y distribuidos a diferentes órganos por la sangre (3).

Los metales pueden jugar un papel importante en el metabolismo normal, Vgr: calcio, potasio, sodio, magnesio, hierro zinc, selenio, manganeso, cobre, molibdeno, cobalto, cromo, sílice, níquel y estaño, o bien tóxicos: cadmio, plomo, mercurio, berilio, arsénico y bario (3).

La toxicidad de un metal depende de la dosis con que se ingiera, así como de la cantidad excretada (3).

Los niños pueden considerarse un grupo indefenso nate la exposición de plomo, en primer lugar tienen má oportunidades de ingerir plomo de fuentes existenetes en su ambiente. En más del 5% de niños de ciertos ambientes urbanos se han hallado concentraciones en sangre superiores a 400mg/ml. La considerable apropiación de calorías característica de los niños, hace que con relación al peso del organismo, un niño absorba más plomo que un adulto (3).

Basta la entrada de 0.6 mg diarios para que a los pocos meses ya surjan síntomas tóxicos, y la de 5 mg diarios para que &tos aparezcan a las pocas semanas (la vida media del plomo en el cuerpo humano es de 4 años. Tras su absorción, el plomo circula sobre todo incorporando a los hematíes, pasando a localizarse en diversos órganos, entre los que destacan el hígado, el riñón y fundamentalmente el hueso, en el que se deposita tardíamente. El plomo fijo en el tejido óseo no participa en la tixicidad del metal; por lo que las medidas destinadas a favorecer la disposición del mismo (administración de

vitamina D y fosfatos) constituyeron durante muchos años (hasta la introducción de los quelantes) uno de los pilares claves del tratamineto de la intoxicación saturnina. (3).

La toxicidad del plomo se ha relacionado con cólicos abdominales, encefalopatía, mielopatía, anemia, así como inflamación del tracto gastrointestinal y daños renales, que producen mayores efectos en los organismos inmaduros como los niños y los efectos a travks de la madre, su consumo frecuente parece provocar un aumento a la susceptibilidad a la adquisición de infecciones e intoxicaciones (17).

Las primeras manifestaciones de la intoxicación crónica suelen ser vagas: anorexia, cansancio muscular e insomnio, dolores reumatoides, cefalalgias, nerviosismo, temblores y vétigos; sequedad nasal, dispepsia y ataxia intestinal (diarreas o constipación con algún cólico) (17).

Lo más grave es la encefalopatía saturnina, con temblores, insomnio, cefaleas y luego epilepsias con estado de delirio y excitación; oftalmeplejías con aumento de plomo en el líquido cefalorraquídeo. Estos caso pueden acabar con el cuadro de una caquexia. Este es el síndrome general mas tardío. Con todo, puede ser de aparición precoz en casos de ingestión masiva (17).

El consumo máximo recomendado es de 1 microgramo por llogramo de peso por día o bien una ingestión total a la semana de 3 miligramos. Es entonces interesante desde el punto de vista de la salud pública conocer las cantidades de plomo presentes en los alimentos tanto frescos como industrializados (1)

El Codex Alimentarius recomienda una concentración de 0.3 ppm como máximo para jugos de frutas.

El aumento en el contenido de plomo es debido fundamentalemente a la liberación de plomo de la lata y más específicamente al tipo de soldadura empleada para sellar la lata. La medida global del contenido de plomo de latas barnizadas (0.79 ppm) es más alta que la media para latas no barnizadas (0.41 ppm), no obstante, estos valorex pueden deberse a fallas en el barniz (1).

La presencia de plomo se puede deber a polvos que lo contengan o gotitas de soldadura que no se hallan eliminado de la lata antes de llenarla, además del contenido que el fruto lleva consigo desde el campo y del plomo adquirido durante el proceso. También puede deberse a la corrosión interna de la lata (perforaciones, desesteñado, óxido o levantamiento del barniz), a las ineficientes prácticas de anlatado como llanado, agotado, marcado del lote, cierres defectuosos, fractura del barniz, mal lavado de latas u operación ruda en la autoclave (Elsa Bosques).

Por lo anterior, la elección de la lámina base para el enlatado es de suma importancia: hay tres tipo de lámina base en la lámina estañada:

- Tipo L

- Tipo MR

- Tipo MC

Tipo L.- Bajo en fósforo y letales residuales. Es el más resistente. Lámina ordinariamente especificada par: productos más frecuentemente corrosivos.

TiDo MR.- Para productos med , dmente corrosivos (frutas: duraznos, piña, cítricos). Puede contener un poco más dt sforo que el tipo L y no tiene límites especificados en la mayoría de los metales residudIds.

TiDo MC.- Para productos débilmente corrosivos (carnes, pescados, hortalizas)

También es de suma importancia la aplicación de barnices siempre y cuando no afecten las características del alimento como oleorresinas, compuestos fenólicos, epoxi, vinilo y sus combinaciones (18).

Hace falta un extricto sistema de envasado, utilizando las latas más adecuadas a la condición el alimento y la omisión frecuente de claves de producción en las tapas de los envases señala las deficienecias en los métodos de control de calidad.

El plomo es un elemento ubicuo, que se encuentra en el suelo normalmente en una proporción de 16 ppm (4).

El plomo es un metal gris y muy brillante (pero su brillo se empaña rápidamente, al formarse una película superficial de carbonato), cuyas principales costantes físicas son las siguientes: densidad 1 1.34 (es el más denso de los metales ordinarios), temperaturas de fusi6n y de ebullición, 327.4O y 1750°, respectivamente, masa atómica 207.198 que resulta de la mezcla de cuatro isótopos cuyas masas y proporciones son de 204 (1.48%), 206 (23.6%), 207 (22.6%) y 208 (52.3%) (6)

Los isótopos de masa atómica 206, 207 y 208 son la forma estable a la cual llegan los elementos de las familias del radio, el actino y el torio respectivamente, al cabo de una sucesión de transmutaciones (5).

El plomo es maleable en frío, aunque poco tenaz y tan blando que puede ser rayado con la uña y cortado con un cuchillo. Es muy resistente a los agentes químicos (6).

Este metal no existe en la naturaleza al estado nativo y si combinado con numerosos cuerpos, especialmente al estado de sulfuros, y frecuentemente aleado con la plata (5).

El plomo es uno de los metRk conocido desde más antiguo. El descubrimiento de una estatuilla de plomo en las mil,. de Troya haría remontar los orígenes de su empleo a 3500 años antes de Jesucristo. Parece que los egipcios utilizaban el plomo desde el 2500 a. C, para las soldaduras y los asirios como moneda (4).

Los romanos lo utilizaban, entre otros usos múltiples, para cerrar herméticamente las juntas de los acueductos, y trataban sus utensilios de cocina con una capa de aleación de plata y plomo. Una de las costumbres frecuentemente mencionada en la literatura es la de emplear el plomo para la fabricación y conservación de los vinos (4).

La reconstrucción de dichas recetas fue llevada a cabo por Hoffman en 1883, lo que permitió obtener entre 390 y 780 ppm en el vino. Estos datos apoyaron la hipótesis de Gilfillan (1965), quien después de observar cantidaes de plomo importantes en los esqueletos encontrados en las ruinas romanas, y conocer las costumbres y evolución demográfica de las diferentes clases de aquella sociedad, pretendió que el plomo era determinante en la caida del imperio romano por una disminuci6n de la esperanza de vida y de la fertilidad de la clase dirigente más expuesta a las prácticas de lujo anteriormente citadas (4).

De igual manera, se han descrito también en la literatura inglesa epidemias de gota en la aristocracia entre los siglos XVIII y XIX, por consumo de vinos de oporto que estaban contaminados, sin duda, voluntariamente, por adición de plomo para mejorar su sabor. (4)

Más recientemente se han señalado, en EE.UU. , intoxicaciones endémicas por plomo, por consumo durante la prohibición del wisky destilado fraudulentamente por dispositivos rudimentarios de condensación, utilizando viejos radiadores de coches con soldaduras de plomo (4).

En Francia, finalmente, se describiría, hace algunos decenios sólo, casos de intoxicaciones familiares por consumo de sidras agrias neutralizadas por litargirio (Fabre y Truhaut, 1961).

Se tienen datos que precisan dos nociones básicas:

- La vía digestiva siempre ha tenido una función primordial en el caso de intoxicaciones por plomo

- El plomo, junto con el arsénico, es uno de los vanenos más antiguamente conocidos, la intoxicación crónica por plomo o saturnism0 fue la primera enfermedad profesional reconocida oficialmente por Francia. De aquí que las diferentes formas de intoxicación

aguda y crónica se conozcan dc ; hace tiempo y sus manifestaciones clínicas hayan sido descritas desde hace tiempo (9).

Un aspecto nuevo de la toxicoloyía del plomo se ha desarrollado durante los últimos diez años por la importantc q-xpansión del tráfico de automóviles y el descubrimiento de importantes cantidadc.-. de plomo distribuidas en el ambiente debido a los gases de los tubos de escape (9).

La metodología de la evaluación toxicológica se ha efectivamente autoafirmado de forma suficiente, durante los últimos años, como para poder descubrir los eventuales efectos adversos, no evidentes clínicamente, pero que representan un impacto no desdeñable sobre el organismo humano (9).

La evaluación de la responsabilidad exacta del plomo atmosférico en el riesgo potencial requiere un estudio exhaustivo de la importancia actual de las distintas vías de aporte de plomo al organismo humano y sus efectos respectivos. Es dentro de esta línea que las investigaciones realizadas para evaluar de forma precisa el aporte aereo del plomo, principalmente en los medios urbanos, han promovido un mejor conocimiento del aporte alimentario (8).

Entre los métodos para su determinación está el de D. Maneav que realizó un estudio acerca del contenido de plomo en vino, jugo de uva y vinagre por medio de la cromatografía de papel (7).

Otro métode fue el de la diatizona, propuesto por kh.k Gandelman , con la variante de que prácticamente excluía la preparación esencial de la muestra (sin incineración) (8).

El siguiente estudio fue ayuda del arzacen o arzacetín (Cg Hi0 O4 NAs) por Tinafeeva y Ktyzhmouskaya, este método usado resultó muy laborioso, poco usado y poco sensible (7).

B.V. Lipis utilizó la espectrofotometría de absorción atómica determinando el plomo en bebidas alcoh6licas en general y jugos de fruta. Este método result6 ser rápido y seguro. (8).

Dentro del método de espectrofotometría de absorción atómica es necesario hacer una digestión o lixiviación de la muestra, ésto es, separar determinados metales por medio de un solvente. Los metales totales incluyen todos los metales incluso los que sestán unidos a materia orgánica e inorgánica, así como los metales disueltos. (15)

Para redicir la interferencia por materia orgánica y para convertir los metales asociados con partículas a metales libres se utiliza el espectrofotómetro de absortción atómica de flama o de horno de grafito (15).

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El ácid0 nítrico puede digerir muchas muestras adecuadamente. El nitrato también es aceptable cuando se trabaja con absorción atómica de flama o de grafito. Algunas

muestras requieren la adición de ácido perclórico,, clorhídrico o sulfúrico para una digestión completa ( 15).

Diversos estudios de determinaciol, le plomo en chiles en vinagre se han llevado a cabo en la ciudad de México; los reultp. muestran que más del 60% de las muestras analizadas están por arriba del valor m 110 reportado en el Codex Alimentarius (0.3 ppm) (Guadalupe Islas, 1989).

Fundamento del espectrofotómetro de absol t : i h atómica:

La reducción del poder de radiación que experimenta un haz luminoso, al pasar a través de un medio adecuado, puede originar tres tipos de espectroscopía atómica, dentro de los cuales se encuentra la Absorción Atómica. Para que se realice el fenómeno de absorción atómica es necesario tener a los átomos en estado libre, ésto se logra llevando la temperatura a la cual se disocian las moléculas en donde se encuentra el elemento que se pretende analizar.

El método de absorción atómica se basa en hacer pasar un haz de luz monocromática de una frecuencia tal que puede ser absorbido por el analito que se encuentra presente en forma de vapor atómico. La medida de la intensidad luminosa antes y después de su paso por el vapor atómico permite determinar el porciento de absorción. (14)

La cantidad de absorci6n aumenta con la concentración del elemento en la muestra, ya sea que esté en su condición original o sujeta a pretratamiento (14)

Los componentes esenciales de un espectrofotómetro de absorción atómica son:

a) Fuente de luz

b) Monocromador

c) Sistema de detección y amplificación

d) Atomizador

La radiación de la fuente se dirige a través de la muestra atomizada hacia el monocromador, donde se aislan las líneas de resonancia analítica dentro de otras longitudes de onda y se envían al detector. el amplificador convierte la señal en absorbancia o concentración y se muestra en el dispositivo de lectura. (10, 11).

La función del atomizador en la absorción atómica es convertir la muestra en un vapor atómico. En la técnica más utilizada, se vaporiza una solución de la muestra que se

dirige hacia una flama que necesita únicamente estar lo suficientemente caliente para descomponer los elementos moleculares ( 1 1).

En el nebulizador o cámara de premezcla ocurren tres pasos básicos:

1) El nebulizador convierte la muestra en un aerosol muy fino.

2) La muestra se mezcla con los gases combustible y oxidante, en la cámara de premezcla.

3) Los gases con las finas gotas de muestra emergen hacia la cabeza del quemador con un flujo laminar, hacia la flama, en éstas, las gotas de muestra, se evaporan y descomponen en átomos (10).

En el análisis del horno de grafito el atomizador utilizado corresponde a hornos calentados eléctricamente. El tubo es normalente de grafito pirolizado, está rodeado por dentro y por fuera por una corriente protectora de un gas inerte como argón o nitrógeno. Esto elimina el oxígeno que podría causar que el grafito se quemara rápidamente debido a las altas temperaturas que se utlilizan (1 1). \. .

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En el análisis por horno de grafito se incluyen tres etapas de calentamiento de la :~ C-? . muestra: secado, mineralizado y atomización (10). c- c ,

En el horno de grafito la muestra es colocada dentro del pequeño tubo de grafito el cual es calentado eléctricamente por incremento de temperatura en cada etapa, en el ~"

proceso de secado, la descomposición térmica de la matriz y la disociación en átomos , 1

libres (atomización). Durante las etapas de secado y descomposición térmica una ;:,

corriente de gas inerte es pasada a través del tubo para remover el solvente y vapores de la matriz (10).

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Durante la atomización, la corriente de gas que pasa a través del tubo de grafito es 5 - reducida, o para ciertas aplicaciones, este flujo de gas se interrumpe, ést0 hace que los átomos libres permanezacan por mayor tiempo en el haz de luz, incrementando mil veces la permanencia en el horno. Consecuentemente, una considerada cantidad de átomos son estimulados para ser absorbidos. Esto permite el uso de pequeñas cantidades de muestra o la detección de cantidades a nivel traza (lo).

En el homo de grafito, las muestras son colocadas en un tubo de grafito con una micropipeta. El análisis no se limita a muestras líquidas, muestras sólidas también pueden ser analizadas por horno de grafito (10).

Tiempo y tempemturn de secado:

El principal propósito de esta etapa es evaporar los líquidos presentes en la muestra. La temperatura se selecciona tomando en cuenta el punto de ebullición del solvente o del componente líquido de la muestra sólida (10).

Una temperatura demasiado alta puede producir pérdida de la muestra, dejando una precisión analítica pobre. para evitar ésto, la temperatura puede elevarse gradualmente, a 10 que se le llama rampa de secado (10).

Rampa de secado:

En muchas muestras que contienen solventes, una temperatura de secado no es suficiente para que se evapore. También altas temperaturas de secado causarían que componentes de baja ebullición se supercalentaran y por crepitación causar que la muestra se redistribuya dentro del tubo del hornoen una forma no reproducible.

Tiempo y temperatura de mineralización:

La tempeatura de mineralización se requiere para remover los componentes de la matriz de la muestra que son más volátiles que los compuestos del elemento de interés antes de la atomización (10).

Rampa de mineralizado:

Debido a que la muestra tiene en su matriz diferentes componentes requiere un rango amplio de temperatura de mineralización para lograr la destrucción completa de éstos (10).

Tiempo y temperatura de atomización:

La temperatura de atomización debe seleccionarse en función de la volatilidad del elemento. La optimización de la temperatura de atomizaci6n puede realizarse utilizando un voldmen adecuado de estandar acuoso del elemento en una concentración que proporcione una absorbancia ente 0.2-0.5. El pico de absorbancia no muestra un incremento continuo con la temperatura de atomización, debido a que la pérdida del vapor atómico del atomizado también se incrementa con la temperatura (10).

Rampa de atomización:

La rampa de atomización facilita la volatilización del elemento antes de la matriz, si ésta es más volátil que ella. Si la matriz tiene menor o igual volatilidad que el analito, pueden ser atomizados simultáneamente, y es necesario el uso del corrector de fondo (10).

Selección de parámetros del flujo de gas:

El flujo de gas inetre a través y alrededor del tubo de grafito sirve para remover los componentes de la muestra del atomizador en cada etapa del análisis y proteger el tubo de grafito de la oxidación (10).

2 2 2 4 3 0 1.- Durante el primer mes, se harán revisiones de los manuales con los que cuente el

laboratorio, así como una revisión externa de información en bibliotecas. Se aprenderá a preparar estándares correspondientes y se conocerá el funcionamiiento del horno de microondas y el espectrofotómetro de absorción atómica con horno de grafito.

2.- Durante los siguientes cinco meses se comenzará a trabajar de lleno desde el peso de las muestras y su digestión en el horno de microondas hasta la inyección de dichas muestras en espectrofotómetro de absorción atómica, determinando así el plomo contenido en las muestras recibidas de diciembre de 1994 a abril de 1995, en el Laboratorio Nacional de Salud Pública.

Manejo del Horno de Microondas:

1 .- Encender el horno con el botón que se localiza en la parte posterior izquierda del equipo.

2.- Girar la llave de paso de agua hasto donde se indica la palabra neutral e inyectar agua al controlador de presión hasta que no queden burbujas en el tubo.

3.- Esperar unos segundos hasta que el sistema inicialice.

4.- La unidad de fibra óptica detecta una error en la unidad de temperatura debido a que no tiene controlador de temperatura el equipo, por lo que debe apagarse oprimiendo F3.

' En cada caso oprimir las siguientes opciones conforme lo requiera el equipo:

a) Sisteme de encendido

b) Opción de temperatura

c) Apagado de la unidad de temperatura

d) Oprimir O para salir.

El equipo tiene programados varios métodos; para elegir un método establecido oprimir:

a) Métodos establecidos por USEPA

b) Leer programa

c) Revisar el programa y de ser necesario, cambiar el número de vasos según se requiera

d) Si hubo cambios en las condiciones, oprimir F1 para salvarlo y F3 para revisar correcciones

El programa inicializa con F4 mostrándose en la pantalla las condiciones en las que está trabajando el equipo.

Para salir del programa se oprime O, F1 y se apaga.

Uso de vasos de digestión:

Los vasos forrados de digestión etán diseñados para el calentamiento interno de líquidos de la serie de microondas CEM MDS en el sistema de preparación de muestras.

Especificaciones:

Volúmen del vaso: 100 m1 (línea de vapor)

Temperatura máxima de operación: 2OOOC

Presión máxima de operación: 200 psi

Tamaño máximo de la muestra orgánica: 0.5g

Materiales de construccibn:

Línea de vapor:

Cubierta de protección:

Cuerpo del vaso:

Tapa del vaso:

Ajuste del respiradero:

Teflón PFA

Teflón PFA

Ultem politeramida

Ultem politeramida

Teflón PFA

ANILLO DE

L AJUSTE DE RESPIRADERO

CUBIERTA DE PROTECCIóN /-

VASOS FORRADOS PARA DIGESTI~N

T TAPA J

t

4 TUBO DE VENTILACIóN

3 J

MAMBRANA DE ROMPIMIENTO

L~NEA DE VAPOR

CUERPO DEL VASO

VASOS FORRADOS PARA LA DIGESTI~N

€3 I

I- 8 O

AJUSTE DE RESPIRADERO

LhEA DE VAPOR ,1

TUERCA DE CASQUILLO

1 MEMBRANA DE ROTURA

CUBIERTA DE PROTECCI6N

.______) CUERPO DEL VASO

Todo vaso debe estar libre de partículas de materia y gotas de líquido que absorban la energía del microondas. Tampoco de deebn istalar más de una membrana o membranas rotas en los vasos forrados de digestón. no se deben pesar más de 0.5g de materia orgánica; si se desconoce la composición de la muestra, predigerir por 15 minutos antes de la diegstión en vasos cerrados.

Instalacibn y separacibn de la membrana:

l. - Ensamble de la membrana

"u CUBIERTA DE

TUERCA DE CASQUILLO tJ

Separacibn de membrana: n

AJUSTE DE RESPIRADERO

MEMBRANA

I PROTECCI6N

T

ENSAMBLE DE LOS VASOS FORRADOS PARA DIGESTI~N

TUBO DE VENTILACI~N

I

INSTALACI~N DE TUBOS DE VENTILACI~N

COLOCACI~N DE LOS VASOS DE DIGESTI~N CON TUBOS DE VENTILACI~N EN EL CARRUSEL

CARRUSEL

Recuperación de muestras:

Una vez concluida la digestión se procede a la ventilación (con uso de guantes) que se lleva a cabo tomando el vaso con una mano y gradualmente girar el respiradero de derecha a izquierda.

Vaciar la muestra ya digerida en matraces aforados de 100 m1 y aforar con agua desionizada .

Inyección de muestras en el espectrofotómetro de absorción atómoica:

a) Se enciende el equipo para posteriormente ser calibrado.

b) Preparación de la curva patrón.

c) Se inyectan las muestras con un lapso de 15 minutos entre muestra y muestra.

d) En el graficador aparece la altura de pico, la cual es medida.

e) Esta altura de pico es íítil para el cálculo de la cantidad de plomo contenida en la muestra.

Relación del contenido de plonlo con el pH

Maneio del espectrofotómetro de absorción atómica con horno de grafito:

1 .- Se verificó que el espectro estuviera conectado a la línea de corriente adecuada (1 15 volts) y el graficador al espectro de absorción atómica.

2.- Se verificó que el tubo de grafito se encuentrara en buen estado, en caso contrario, se cambiaba por uno nuevo.

3 .- Se verificó que las ventanas del paso de luz esuvieran perfectamente limpias.

4.- Se verificó que el tanque de gas inherte estuviera conectado al espectro de absorción atómica.

5 .- Se verificó el suministro de papel en el graficador. ., - ~"~ ~ ;

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6.- Se verificó el suministro de tinta en la plumilla del graficador.

1 .- El botón de POWER del espectrofot6metro se pasaó de OFF a ON.

2.- Se instaló la lámpara de cátodo hueco del elemento a determinar en el gabinete. ! - - I

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3.- El botón de SIGNAL debe estar en LAMP.

4. - Con la perilla de LAMP se dió la energía que indicaba la lámpara en corriente , continua. Se pasó el botón de BG CORRECTOR de AA a BG EN. Las lámparas de cátodo hueco y de deuterio se calentaran durante 20 minutos.

5.- Una vez trancurrido este tiempo, se dejó parpadear la señal de BG CORRECTOR en la pantalla de READOUT. El botón de SIGNAL se pasó a SET UP.

6.- El botón de SLIT se pasó a 0.7 NORMAL.

7.- Con el botón de COARSE ADJUST se selecciónó la longitud de onda del elemento a determinar.

R e l o c h del contenido de plomo con el pH

8. - Con la perilla de GAIN se llevó a una lectura de 70 en la pantalla de LAMP/ENERGY.

9.- Se ajustó la posición de la lámpara guiándose por los valores obtenidos en la pantalla de LAMP/ENERGY moviendo la lámpara de cátodo hueco hacia arriba, abajo, al frente o hacia atrás.

10.- SE ajustón con FINE ADJUST la longitud de onda observando los valores de LAMP/ENERGY,

11 .- Se pasó de SLIT a 0.7 ALT.

12.- El botón de SIGNAL se pasó a ABS y se checó que la lectura dada en la pantalla de READOUT estuviera por arriba de 0.8500, lo que indicaba que la lámpara se encontraba en buenas condiciones.

13.- SE presionó AZ para obtener una lectura digital de 0.000 en la pantalla de READOUT.

14.- Se ajutó la posición del horno con los botones correspondientes observando los valores en que debieron ser de 0.000.

Operaciones de encendido del programador

1 .- Se abrió el tanque de gas de argón.

2.- Se presionó el botón de POWER del programador de OFF a ON.

3.- Se ajustó el flujo del gas FLOW con la perilla ADJ a 50-60

4.- Para leer plomo, se dió el valor de 80 (temperatura de secado) y se presionó TEMP.

5. - Se dió el valor de 10 y se presionó RAMPA TIME.

6.- Se dió el valor de 10 y se presionó HOLD TIME y MINI FLOW

7.- Se presionó STEP para cambiar al paso 2

8.- Se dió el valor de 120 (temperatura de secado) y se presioné TEMP.

Relación del contenido de olorno con el OH

9.- Se dió el valor de 10 y se presionó RAMPA TIME.

10.- Se dió el valor de 15 y se presionó HOLD TIME y MINI FLOW

1 1 .- Se presionó STEP para pasar al paso 3

12.- Se dió el valor de 500 (temperatura de mineralización) y se presionó TEMP.

13 .- Se dió el valor de 40 y se presionó RAMPA TIME.

14.- Se dió el valor de 80 y se presionó

15 .- Se presionó STEP para cambiar al paso 4.

16. - Se dió el valor de 500 (temperatura de mineralización) y se presionó TEMP.

17. - Se dió el valor de 1 y se presionó RAMPA TIME.

18.- Se dió el valord e 10 y se presionó HOLD TIME y STOP FLOW.

19.- Se presionó STEP para cambiar al paso 5.

20.- Se dió el valor de 2400 (temperatura de atomización) y se presionó

21 .- Se dió el valor de O y se presionó RAMPA TIME.

22.- Se dió el valor de 5 y se presionó HOLD TIME, STOP FLOW, READ y REC:

23 .- Se presionó STEP para cambiar al paso 6.

24.- Se dió el valor de 2700 (temperatura de limpieza) y se presionó TEMP.

25 .- Se dió el valor de 1 y se presionó RAMPA TIME.

. 26.- se dió el valor de 3 y se presionóHOLD TIME y MINIFLOW.

27.- Se abrió la llave del agua.

28.- Se ajustó la temperatura de atomización del elemento a determinar con el sensor óptico del espectro de la sihuiente manera:

Relación del contenido de plomo con el pH

I

a) Se dió la temperatura de atomización en el programador que fue de 2400

b) Se soltó el seguro del botón de temperatura del sensor óptico.

c) Se presionó el botón de MANUAL TEMP y sin soltarlo se movió el botón de temperatura del sensor óptico hasta ajustarlo con la temperatura de atomización. Esto ocum’a cuando el foco verde se apagaba y se encendía el rojo, en este momento e soltó el botón de MANUAL TEMP (esta operación no debe tardar más de 5 seg para evitar daños al equipo). Cuando este ajuste no se conseguía, se esperaba a que el equipo se enfriara y se repetía la operación.

d) Se purgaba manualmente el aparato presionando el botón de MANUAL TEMP por 5 seg y se soltaba.

29.- Se presionó AZ en el espectro para obtener 0.000 en READOUT

30.- Se pasó el botón de MODE del espectro a PKHT o PKAREN y se dió el tiempo de integración deseado (7.0). Se presionó (t)

Operación d encendido del grafcador:

1 .- Pasar de OFF a SERVO.

2. - Se ajustó la velocidad a 40nm/min.

3 .- RANGE se pasó a 1OmV.

4.- Se ajustó la plumilla presionando REC a un 20 % del ancho del papel con el botón ZERO

5 .- Presionar O en el programador

Inicio de análisis

Relacion del contenido de plomo con el pH

1.- Para empezar a correr un programa y para introducir la muestra en el horno, se checó que el foco de READY en el programador estuviera encendido.

2- Se corrió un programa de aire oprimiendo STANSTOP en el programador.

4.- Se inyect6 agua desionizada en el horno y se corrió el programa oprimiendo STARISTOP.

5.- Se inyectó nuevamente agua y al tenerse dos lecturas iguales se oprimió AZ para obtener 0.000 en READOUT.

6.- Se inyectó la muestra y se corrió el programa oprimiendo STARISTOP. Se hicieron lecturas del análisis por altura de pico en el graficador.

NOTA: La inyección de las muestras se llevó a cabo en intervalos de mínimo 20 minutos por muestra.

Operacibn de apagado:

1 .- Se pasó de POWER a OFF al estar encendido el foco de READY.

2. - SE cerró el agua.

3 .- Se apagó el graficador.

4.- Se pasó el botón de MODE del espectro a CONT.

5 .- El botón de SIGNAL se cambió a SET UP y con la perilla de GAIN se dejó en O0 LAMP/ENERGY.

6.- Se pasó el botón de BG CORRECTOR a A-A.

7. - El botón de SIGNAL se cambi6 a LAMP y con la perrilla de LAMP se dejó en O0 LAMP/ENERGY.

8.- SE pasó de POWER a OFF.

9.- Cerrar la llave de paso de gas.

Relacion del contenido de plomo con el pH

10.- Se cubrieron los aparatos con sus fundas.

Andlisis estadístico:

- Estadística descriptiva de los datos.

- Alálisis de varianza del contenido de plomo en las muestras analizadas.

- Nivel de significancia de las diferencias en el contenido de plomo de los jugos y néctares analizados.

Relación del contenido de plomo con el pH

MATERIAL Y EQUIPO

- Muestras de jugos y néctares de marcas conocidas de origen nacianal.

- Horno de microondas y vasos digestores.

- Espectrofotómetro de absorción atómica.

- Pipetas volumébricas.

- Espátulas.

- Matraces aforados.

- Vasos de precipitados

- Piceta

- Propipeta

- Balanza analítica

- Acido nítrico al 65% de alta pureza

- Estándar de plomo

. - Agua desionizada

- Computadora y paquetería.

Relacion del contenido de plomo con el p H

RESULTA, ?,Y

Para la realización del presente fi .jo se escogieron 7 néctares de diferentes fhtas y de la misma marca, se les terminó el contenido de plomo con el espectrofotómetro de absorción atómic;,, traduciéndose la lectura en altura de pico y se les midió el pH con un potenciómetro.

Dado que en México no existen normas que estipulen el máximo contenido de metales pesados en un alimento, los resultados se compararon con lo establecido en el Codex Alimentarius.

Elaboración de la curva patrón:

La curva patrón se elabora con tres diferentes concentraciones: 0.0125, 0.025 y 0.050,se toma lml de cualquier muestra (por triplicado) y se les quitan las tres concentraciones respectivamente, adicionándoles simultáneamente las mismas concentraciones del estándar de plomo (1 ppm.). Vgr: (Néctar de pera)

BLANCO 0.375

A 0.55

B 0.625

Para la elaboración de la curva patrón:

A + 0.0125 = 1.125

A + 0.025 = 1.475

A + 0.050 = 2.45

1.125 - 0.375 = 0.75

- Relncrón del contenido de plomo con el pH

1.475 - 0.375 = 1.10

2.45 - 0.375 = 2.075

MB -MB = O

A - M B = 0.175

Contenido de plomo = [(Lectu

A = [(O-005) (loo)] / 5 = O. 1

B = [(0.0065) (loo)] / 5 = 0.1

?LOMO pH (ppm)

0.0 3.384

0.34 3.389

0.12 3.388

0.22 3.384

0.0 3.350

1.61 3.358

0.59 3.384

0.18 3.384

0.0 3.385

0.01 3.385

B B = 0.25

ra de la gráfka) (Aforo)]/ Peso de la muestra

3

Resultados generales:

MANGO CHABACANO PIÑA GUAYABA PERA DURAZNO MANZANA 1

~- . ~ -~

Relncion del contenido de plomo con e1 pH

Relacion del contenldo de olorno con el nH

DISCUSIdiV DE RESULTADOS:

Para el análisis de los datos se utilizó el paquete estadístico NCSS (Number Cruncher Statical Sistematical) y se eligió la prueba de ANOVA 1 vía para el análisis de varianza.

En el caso en que la hipótesis nula se rechazó (no hay diferencia entre tratamientos), fué necesario realizar comparaciones por pares de tratamientos, así que se llevó a cabo la prueba del signo, que es aplicable cuando únicamente se tienen dos poblaciones a comparar y no existe diferencia entre ellas (Vgr: muestras de la misma marca) como es el caso del presente estudio.

Cada h t a se manejó como un tratamiento diferente habiendo, por tanto, 7 tratamientos.

Se realizaron dos análisis de varianza, uno correspondiente al contenido de plomo y otro al pH medido. Para ambos se plantearon las siguientes hipótesis:

Ho : Todos los tratamientos son iguales

Ha : Hay diferencia entre tratamientos

Los resultados desarrollados del paquete estadístico (ANOVA 1 vía) se presentan en el apéndice 1.

El paquete estadístico arrojó los siguientes resultados:

Contenido de plomo:

Relacion del contenido de plomo con el pH

Se evaluaron 23 repeticiones para los 7 trataminentos. En este caso, la significancia de 0.447, lo cual indica que no hay diferencia entre tratamientos y por tanto, se acepta Ho, es decir, no hay diferencia sigmficativa del contenido de plomo entre fruta y fruta.

Para corroborar lo anterior se llevó a cabo la prueba de signo y efectivamente, al hacer la comparación por pares de frutas se observa que la significancia en todos los casos es mayor al 9%.

Grado de acidez (pH):

Al igual que en el contenido de plomo se evaluaron 23 repeticiones para 7 trataminetos. Los resultados indican que la significancia fue del 0.094 por lo que con una probabilidad de error del 9.4% rechazo la hipótesis nula y se dice que hay una pequeña diferencia entre trataminetos y se procede a la realización de la prueba del signo, la cual arroja los siguientes resultados:

En seguida se enlistan en orden descendente las diferentes fi-utas de acuerdo al pH que presentaron y su correspondiente promedio.

LUGAR PH FRUTA

lo

3.185 MANZANA 5 0

3.195 MANGO 40

3.203 DURAZNO 3"

3.23 1 PERA 20

3.382 PIÑA

6' 3.144 GUAYABA

70 3.104 CHABACANO

.. .

Relación del contenido de plonlo con el pH

2 2 2 6 3 0 Debido a que no existe ninguna diferencia del contenido de plomo entre fi-uta

y h t a y en el pH sí las hay, se deduce que no existe relación alguna entre estos dos parámetros.

Por otro lado, se verificaron las muestras cuyo contenido de plomo rebasó el límite establecido en el Codex Alimentarius. Los porcentajes de los datos, en cada fruta, que exedieron de 0.3 ppm se presentan a continuación en orden descendente:

LUGAR PORCENTAJE FRUTA

10

8.69 MANGO 70

13.04 MANZANA 6"

17.39 CHABACANO 5"

21.74 DURAZNO 40

26.08 PERA 30

30.43 GUAYABA 20

34.78 PIÑA

Como se puede observar, el 34.78% del total de muestras de néctar de piña, sobrepasa el límite establecido, el 30% del total de la muestras de piña, el 26.08% de las de pera, el 2 I .74% del total de las muestras de néctar de durazno y el 17.39%, 13.04% y 8.69% de las muestras de chabacano, manzana y mango respectivamente, lo cual indica, que el recubriemiento de las latas (barniz), no es adecuado de acuerdo al valor de acidez que presentan los néctares o que el tipo de soldadura empleado confiere al alimento contaminantes con metales pesados como lo es el plomo.

Por otro lado, si se comparan estos reultados con el pH que presentan las muestras, se corrobora que, en efecto, no existe ninguna relación del contenido de plomo con el pH que presenta la muestra.

Relacion del contenido de domo con el DH

CONCLUSIONES I 1

1.- No se encontró ninguna relación entre el pH y el contenido de plomo de los néctares analizados.

2.- El número de muestras que sobrepasaron el ímite establecido para el contenido de plomo fue significativo, por lo que se deduce que las latas venían selladas con soldadura de plomo y no elécticamente, lo que originó que hubiera una transferencia de plomo al néctar.

3.- El plomo es un veneno acumulativo que se absorbe lenta pero constantemente. Se absorbe por el plasma combinándose con los elementos sanguíneos provocando una inhibición enzimática que se ve reflejada en el metabolismo celular, en el sistema gastrointestinal, nervioso y renal provocando los siguientes síntomas generales:

- Falta de apetito

- Transtornos en la digestión

- Intensos dolores abdominales

- Decaimiento de la salud fisica

- Fatiga

- Dolor de cabeza

- Dolor de huesos y músculos

Cuando el envenenamiento es avanzado se presenta:

- Anemia

Relacrón del contenido de plomo con el pH

- Encías negras

- Decremento en la fuerza muscular

- Contracciones abdominales asociada con severo extreñimiento

- El sistema periférico se daña provocando convulsiones, delirio, coma y hasta la muerte.

RECOMENDACIONES

Al abrir una lata que contenga alimento para consumo humano se debe verificar el estado de la misma, esto es, su apariencia externa como abolladuras y/o rupturas. Ya abierta, es conveniente revisar su apariencia interna, es decir, el estado de corrosión de la lata. L o anterior debido a que las rupturas y abolladuras, además de generar contaminación por microorganismos, se provoca el desprendimiento del barniz que cubre al interior de la lata y con ello una emigración de los metales pesados hacia el alimento; también se provoca que la corrosión de la lata le confiera sabores desagradables.

Una vez abierta la lata, es recomendable transferir inmediatamente el alimento a otro recipiente, debido a que la interacción del oxígeno con el sellado de la tapa y del cuerpo de la lata origina reacciones de dicho gas con los metales existentes como zinc y es en esta forma que el organismo los puede asimilar provocándole transtornos.

Relación del contenido de plomo con el pH

BIBLI~ RAFÍA

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Relacion del contenido de plomo con el pH

APÉNDICE 1

I- ". .

,"_ __ """""" .~.-" , - . ,, .. , . ~ ,., -,

""""""""""""" NCSS ------------_________________ e: 09-28-1995 e: 2 3 : 5 1 : 4 1 a File Name: metales e Description: a Base Created 08-29-1995 07 :35 :32

"""""""""""""""""""""~""""""""""~

Analysis of Variance Table

rce Degrees of Sum of Mean F Probability Variation Freedom Squares Square Ratio

ng Groups 6 3 . 7 7 8 5 8 2 . 6 2 9 7 6 3 6 1 . 8 4 0 . 0 9 4 nin Groups 1 5 4 5 2 . 5 6 6 7 4 . 3 4 1 3 4 2 5

.................................

Total 160 5 6 . 3 4 5 3 3 """"_"""""""""""""""""""""""""""~

columns used in this analysis are

Imn 2 label :pHmango Imn 4 label :pHchabacano Imn 6 label :pHmanzana lmn 8 label :pHdurazno lmn 10 label :pHguayaba Imn 1 2 label :pHpera ~ m n 14 label :pHpina

*

NCSS ------------------___________ ;e: 09-28-1995 ne : 2 3 : 5 5 : 0 8 ;a File Name: metales .e Description: :a Base Created 0 8 - 2 9 - 1 9 9 5 0 7 : 3 5 : 3 2

Analysis of Variance Table

.rce Degrees of Sum of Mean F Probability Variation Freedom Squares . Square Ratio

ng Groups 6 4 . 7 5 5 4 2 7 , 7 9 2 5 7 1 3 0 . 9 7 0 . 4 4 7 hin Groups 1 5 4 1 2 5 . 7 3 3 6 . 8 1 6 4 5 1 9

" .............................

Total 1 6 0 1 3 0 . 4 8 9

columns used in this analysis are

umn 1 label :ppmmango umn 3 label :ppmchabacano umn 5 label :ppmmanzana umn 7 label :ppmdurazno umn 9 label :ppmguayaba umn 11 label :ppmpera umn 13 label :ppmpina

Y