Agni R Saavedra, María L Di Bernardo, Carlos Rondón, Luis Gutiérrez, Oswaldo Saavedra, Isbelia González, Patricia Vit. - Determinación de plomo Revista del Instituto Nacional de Higiene “Rafael Rangel”, 2007; 38 (1) en polen apícola de Brassica napus L. del Páramo de Misintá, estado Mérida, Venezuela. Rev. Inst. Nac. Hig. “Rafael Rangel”, 2007; 38 (1): 6-10
Determinación de plomo en polen apícola de Brassica napus L. del Páramo de Misintá, estado Mérida, Venezuela 1Agni
R Saavedra2,3, María L Di Bernardo3, Carlos Rondón3, Luis Gutiérrez3, Oswaldo Saavedra1, Isbelia González1, Patricia Vit.
RESUMEN
ABSTRACT
El polen apícola es el segundo producto de la colmena más consumido, después de la miel de abejas; sin embargo, no tiene normas para su control de calidad en Venezuela. Los oligoelementos del polen han sido estudiados en sus funciones nutricionales, medicinales o tóxicas, y también como indicadores de contaminación ambiental mediante el análisis de metales pesados. En el presente trabajo se evaluó la concentración de Pb en polen apícola de Brassica napus L. producido en el estado Mérida. El análisis de Pb se realizó por espectroscopia de absorción atómica, con atomización electrotérmica (ETAAS). Se encontró una concentración de 268.31 ± 0.0008 µg Pb/kg de polen apícola fresco de Brassica napus L. El método para el análisis de plomo fue validado mediante estudios de recuperación, obteniéndose un valor de 101.0 ± 4,8%, con una desviación estándar relativa (RSD%) menor a un 5%, lo cual indica que el método empleado fue exacto, preciso y libre de interferencias.
Bee pollen is the second product of the comb most consumed, after honey; however, there are no regulations for its quality control in Venezuela. The oligoelements of pollen have been studied for their nutritional, medicinal or toxic functions, and also, as indicators of environmental pollution by the analysis of heavy metals. In this work, the concentration of Pb was evaluated in bee pollen of Brassica napus L. in the state of Mérida. The Pb analysis was done by electrothermal atomic absorption spectroscopy (ETAAS). A concentration of 268.31 ± 0.0008 µg Pb/kg fresh bee pollen of Brassica napus L. was found. The method for the analysis of lead was validated by recovery studies, a value of 101.0 ± 4,8% was obtained for lead, and the relative standard deviation (RSD%) was lower than 5%, indicating that the method was exact, precise and free of interference. Key words: Brassica napus, ETAAS method, lead, bee pollen, Venezuela.
Palabras clave: Brassica napus, método ETAAS, plomo, polen apícola, Venezuela.
INTRODUCCIÓN Se conoce como polen apícola al polen de los estambres florales que es recolectado por las abejas, amasado con néctar, compactado en las corbículas, transportado a la colmena y extraído con trampas de polen antes que la abeja entre a la piquera de la colmena (Ver Figura 1). El polen apícola es un producto natural de alto valor dietético, utilizado en alimentación infantil, psiquiatría, protección de enfermos bajo radioterapia, tratamiento de alergias y de 1 2 3
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próstata (1). Este producto de la colmena contiene oligoelementos cuyas cantidades varían de una especie a otra de planta de donde proviene, pero también puede contener trazas de otros minerales tóxicos como el plomo y el mercurio (2). El estudio de oligoelementos en el polen apícola es complejo, por la diversidad de componentes presentes en concentraciones que pueden ser elevadas hasta trazas, las cuales pueden variar según el origen botánico del polen apícola, el tipo de abeja y las condiciones ambientales.
Apiterapia y Bioactividad, Departamento Ciencia de los Alimentos. Departamento de Toxicología y Farmacología, Facultad de Farmacia y Bioanálisis. Laboratorio de Espectroscopía Molecular, Facultad de Ciencias, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela. Autor principal: Teléfono: 0274-2403565 (ofic.) Fax 0274-2711802. E-mail:
[email protected].
Agni R Saavedra, María L Di Bernardo, Carlos Rondón, Luis Gutiérrez, Oswaldo Saavedra, Isbelia González, Patricia Vit. - Determinación de plomo en polen apícola de Brassica napus L. del Páramo de Misintá, estado Mérida, Venezuela. Rev. Inst. Nac. Hig. “Rafael Rangel”, 2007; 38 (1): 6-10
cual recolecta néctar y polen; sin embargo, el uso de insecticidas representa un riesgo para las colmenas que visitan esta flor (10). Por encontrarse en zonas cercanas a la carretera trasandina, las flores de B. napus podrían bioconcentrar Pb, lo cual se podría evidenciar en el polen recolectado por las abejas. Figura 1. Trampa de polen Fuente: www.beeequipment.com (3)
El polen apícola es el segundo producto de la colmena más consumido, después de la miel de abejas; sin embargo, no tiene normas para su control de calidad en Venezuela. El control de calidad de los productos de la colmena comienza desde las buenas prácticas agrícolas (BPA) y de fabricación (BPF). Cualquier falla en el proceso se reflejará en el deterioro de su calidad e inocuidad (4). Por ejemplo, el plomo proviene de la combustión de gasolina con antidetonantes a base de plomo (Et4Pb y Me4Pb), los cuales se acumulan en el encéfalo y causan una enfermedad conocida como saturnismo (5). Por ello, los apiarios ubicados a 30 metros de carreteras pudiesen incorporar mayor cantidad de plomo en sus productos que los apiarios silvestres (6), lo cual ha sido utilizado como evidencia de contaminación ambiental (7), porque los metales pesados se acumulan diferencialmente en distintos órganos vegetales (hojas, flores, frutos, raíces, semillas, tallos), según la especie. Su acumulación en forma de sales insolubles no es tóxica para la planta, pero sí para el organismo que consume la planta. El plomo es un metal abundante en la corteza terrestre (13 ppm), aunque no da lugar a intoxicación por fuentes naturales desde su forma elemental, hasta sus sales inorgánicas. Su mineral más importante es la galena (PbS2); otros minerales de interés son la cerusita (PbCO3), la anglesita (PbSO4) y la piromorfita Pb5(PO4)3Cl (5). Por otro lado, las sales orgánicas, como las etiladas y las metiladas, pueden ser metabolizadas por los seres vivos y acumularse en los tejidos, con las consecuentes implicaciones toxicológicas. Por ejemplo, en los seres humanos el plomo sustituye al calcio de los huesos (5). En general, las plantas contienen 0.01 -20 ppm de plomo (8). En estudios realizados con frijoles y garbanzos, se encontró que la bioacumulación de metales pesados en las raíces (25.9 – 19.9 mg Pb/kg) fue mayor que en los órganos aéreos (9). Brassica napus L. es conocida como nabo y su floración colorea las montañas andinas de amarillo. La abeja es el principal polinizador de esta Brassicaceae herbácea, en la
El perfil cuantitativo de minerales en el polen apícola ha sido poco estudiado y es un potencial de indicadores para aplicaciones nutricionales, medicinales y ambientales. Los análisis de residuos tóxicos en el polen apícola contribuyen al aseguramiento de la inocuidad del producto. El monitoreo ambiental de metales pesados en polen apícola es una alternativa más económica que los métodos tradicionales para evaluar calidad ambiental (11). Puesto que el polen apícola se encuentra expuesto a un ambiente de tránsito automotor, y las plantas a través de las cuales se genera el polen pueden incorporar metales pesados en compuestos orgánicos, entonces el contenido de metales pesados como el Pb en polen puede usarse como indicador de contaminación ambiental. La actual propuesta plantea analizar el contenido de Pb en la matriz de polen apícola de B. napus, por espectroscopia de absorción atómica, con atomización electrotérmica (ETAAS).
MATERIALES Y MÉTODOS Muestreo Se recolectó una muestra de polen apícola en el páramo de Misintá, estado Mérida. El polen fresco se conservó congelado (-20 ˚C) en envase hermético. Se separaron las pelotas amarillas, conocidas también como cargas de polen o polen corbicular, las cuales fueron montadas en gelatina glicerinada (Merck, Art. 9242) según el método de Louveaux et al. (12), e identificadas palinológicamente con un microscopio óptico (Zeiss, West Germany), como polen de Brassica napus L., en correspondencia con el exsiccata Nº 800 de la palinoteca de la colección Flora Apícola Venezolana (FAV), del Jardín Botánico MERF, ubicado en la Facultad de Farmacia y Bioanálisis de la Universidad de Los Andes. Reactivos Ácido nítrico (Riedel De Häen), peróxido de hidrógeno (Riedel De Häen), nitrato de paladio (PDVSA), agua ultrapura desmineralizada (obtenida con el equipo Barnstead Nano Pure Infinity). Patrones primarios de plomo (Merck, Alemania). 7
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Mineralización del polen apícola
Curva de calibración acuosa del Pb Se prepararon patrones a partir de una solución madre de plomo metálico (1000 ppb) en concentraciones de 05-10-20-30-40 ppb en balones de 50 mL para obtener la curva de calibración e interpolar allí los resultados de las muestras de polen apícola. Esta curva de calibración permite determinar los límites de detección y cuantificación, con el correspondiente intervalo de trabajo. Curva de adición estándar del Pb A fin de verificar la ausencia de interferencias, es necesario producir una curva de adición estándar, lo cual se realizó añadiendo 200 µL de la dilución de polen apícola mineralizado a cada patrón utilizado para la calibración acuosa (040 ppb Pb). Determinación de plomo en polen apícola Se utilizó un espectrofotómetro de absorción atómica con atomización electrotérmica Perkin Elmer ®, modelo 4100ZL, acoplado a una computadora personal Epson EL486UC, con software PE-4100ZL, versión PC 3.7 (Gem desktop, Gem/3). Automuestreador Perkin Elmer ®, modelo AS/71. Plancha de calentamiento Corning® PC-35-RC. Balanza electrónica Mettler® PJ-400. Lámparas de cátodo hueco monoelemental de plomo (Perkin Elmer®). RESULTADOS A continuación se presenta la Tabla 1 con las características analíticas obtenidas para validar la determinación del Pb durante su medición por ETAAS. En la Figura 2 se muestra la curva de calibración acuosa (0-40 ppb Pb), con su correspondiente curva de adición estándar. Las líneas paralelas indican ausencia de interferencias causadas por la matriz del polen apícola. 8
Características analíticas para la determinación del Pb Características
Valor obtenido
Ecuación de la recta
Abs.= 6.70E-04+ 4.54E-04[Pb]
Coeficiente de determinación
0.9994
Sensibilidad (m)
4.54E-04 µg/L
Límite de detección (LOD)
0.0017 µg/L
Límite de cuantificación (LOQ)
0.0058 µg/L
Intervalo de trabajo (LOQ – LOL)
0.0058-100 µg/L
Masa característica (mo)
71.35 pg
Desviación estándar relativa (RSD)
4.68%
Absorbancia integrada (s)
Para la mineralización de la muestra de polen apícola fresco se sometieron a digestión húmeda 0,5 g de polen, colocándolos en un recipiente abierto, sobre una plancha de calentamiento, y se trataron con 5 mL de ácido nítrico y 5 mL de peróxido de hidrógeno, durante una hora. El polen mineralizado se diluyó con agua ultrapura hasta 25 mL. Simultáneamente se preparó el blanco de la muestra con 0,5 g agua ultrapura, usando los mismos reactivos bajo las mismas condiciones.
Tabla Nº 1
Figura Nº 2 Curva de adición estándar y calibración acuosa del Pb
Contenido de Pb en polen Se obtuvo una concentración de Pb de 268.31 ± 0.0008 mg/kg, utilizando la muestra mineralizada previamente diluida. Se realizaron estudios de recuperación, obteniéndose un valor de 101.0 ± 4,8% de recuperación. Por otra parte el valor de precisión obtenido (RSD%) fue menor a un 5%. Con lo que el método utilizado para la determinación de Pb fue reproducible y libre de interferencias. DISCUSIÓN No se conocen las funciones nutricionales del plomo que se encuentra en la naturaleza, pero su tiempo de permanencia en la atmósfera, de aproximadamente nueve días (13), permite su acumulación aérea antes de su deposición en el suelo y en el agua.
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Los análisis de Pb se realizaron por espectroscopia de absorción atómica, con atomización electrotérmica (ETAAS), técnica sensible, exacta y precisa para determinar el Pb en concentraciones en el orden de ppb (14). La concentración encontrada de 268.31 µg Pb/kg de polen fresco de B. napus, puede aumentar durante la deshidratación para la presentación comercial del polen apícola. Si bien no existen límites máximos de metales pesados en polen apícola, la dosis máxima de plomo permitida en frutas y hortalizas es de 1 mg/kg (15), o inclusive se permite hasta 10 mg/kg (16). Además, la ingesta diaria de polen apícola debería ser de al menos 3.73 kg para exceder el límite del Codex Alimentarius (15), o de 798.5 g de polen apícola para alcanzar la ingesta diaria tolerable (TDI, del inglés tolerable daily intake) de 214 µg Pb/person de 60 kg establecida por la FAO/WHO (17, 18), con la que se puede estimar la ingesta semanal tolerable provisional (PTWI, del inglés provisional tolerable weekly intake), lo cual resulta realmente improbable. Las cantidades de polen apícola consumidas en tratamientos naturistas no sobrepasan 50 g diarios; de esta manera, el contenido de plomo detectado en el polen apícola de B. napus en Misintá, está por debajo del nivel máximo permitido y no representa un riesgo para la salud del consumidor. En un estudio de trazas minerales en remedios naturales polacos, incluyendo el polen apícola, se estimó una ingesta de 22.57 ng Pb/día, la cual tampoco representa un riesgo para el consumidor (19). En una investigación extensiva de los contaminantes en los productos de la colmena, se encontraron valores de hasta 461.0 mg Pb/kg propóleos, en contraste con el máximo de 3.9 mg Pb/ kg polen apícola y 1.8 mg Pb/kg miel de abejas; con ello, el polen apícola puede considerarse un producto de la colmena con bajo riesgo de bioconcentración de plomo (20). Se recomienda incluir la determinación del contenido de plomo en las futuras normas de control de calidad del polen apícola venezolano, porque su uso en apiterapia exige una vigilancia en el contenido de metales pesados de los productos de la colmena. CONCLUSIONES Este trabajo es una contribución para el control de residuos tóxicos, como son los metales pesados, en el polen apícola de B. napus recolectado en Misintá, municipio Rangel, estado Mérida, en los Andes venezolanos. El método propuesto de ETAAS puede aplicarse para la determinación de plomo en polen apícola, porque fue reproducible y libre de interferencias.
Conocer el contenido de metales pesados en polen apícola, comenzando con el Pb determinado en este trabajo, permitirá iniciar una base de datos para sugerir estándares de calidad. En consideración a la posible variación del contenido de plomo en la muestra de polen apícola, en función del tránsito vehicular circundante y del período estacionario, así como la influencia de aguas subterráneas y de otros factores, se recomienda incorporar referencias de tiempo y geográficas que permitan la validación futura de los resultados. AGRADECIMIENTO Al CDCHT por financiar los proyectos FA-337-04-01B y FA-364-05-03-F. Al apicultor Juan Carlos Schwartzenberg de La Casita de la Miel por suministrar polen apícola recolectado en el Páramo de Misintá, Escagüey, estado Mérida. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS (1) Percie P. Ces pollens qui nous soignent. Paris, Francia: Guy Trenadiel Éditeur; 2004. (2) Oropeza A. El polen en su salud. Mérida, México: Sociedad Mexicana de Alergia e Inmunología; 1979. (3) www.beeequipment.com/images/img-464-952-3013.jpg (Recuperado el 21.04.06). (4) Vit P. La calidad de los productos apícolas comienza en el campo. Fuerza Farmacéutica 2005; 9(1):30-35. (5) Ladrón J, Moya V. Toxicología médica. Madrid, España: Interamericana-McGraw Hill; 1995. (6) Belitz H, Grosch W. Química de los alimentos. Zaragoza, España: Editorial Acribia; 1988. (7) Atrouse O, Oran S, Al-Abbadi S. Chemical analysis and identification of pollen grains from different Jordanian honey samples. Int. J. Food Sci. Tech. 2004; 39(4):413-417. (8) Martin-Prével P, Gagnard J, Gautier P. Analyse Végétale dans le Contrôle de l’Alimettion des Plantes Tempérées et Tropícales. Paris, Francia: Technique et Documentation Lavoisier; 1984. (9) Yuruk A, Bozkurt M. Heavy metal accumulation in different organs of plants grown under high sewage sludge doses. Fresenius Env. Bull. 2006; 15(2):107-112. (10) Vit P. Brassica napus L. Ficha botánica de interés apícola en Venezuela, Nº 8 Nabo. Rev. Fac. Farm. 2004; 46(1):60-61. (11) Krell R. Value-added products from beekeeping. Roma, Italia: FAO Agricultural Services Bulletin 124; 1996. (12) Louveaux J, Maurizio A, Vorwohol G. Methods of Melissopalynology. Bee World 1978; 59(4):139-157. 9
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