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Introducción
Los plaguicidas organoclorados (POC), como diclorodifeniltricloroetano (DDT) y hexaclorociclohexano (HCH), se usaron abundantemente en todo el mundo a partir de 1949, principalmente en programas de agricultura y salud pública para la prevención de plagas, malezas y otros patógenos en países tropicales1. En México, el DDT fue el insecticida utilizado para el control de la malaria; en Veracruz se aplicó rutinariamente hasta el 2003 en regiones endémicas y el γ-HCH (lindano) se utilizó para el control de plagas veterinarias2, ya que este isómero es considerado el elemento activo del HCH técnico con propiedades insecticidas específicas3,4. En mayo de 2004 quedó restringido el uso de estos plaguicidas después de entrar en vigor el Convenio de Estocolmo. Este tratado internacional tuvo el objeto de proteger la salud humana y el ambiente de sustancias químicas tóxicas, persistentes y bioacumulables5. Sin embargo, en México y otros países el lindano se usa como conservador de semillas, como ectoparasiticida en ganadería y en lociones o jabones para tratamiento de sarnas y piojos en humanos6. Los POC son compuestos que, por su presión de vapor y coeficiente de partición, son persistentes y móviles en el medio ambiente7 y por su naturaleza lipófila se bioacumulan y biomagnifican a través de la cadena alimentaria8,9. El DDT y HCH son considerados compuestos cancerígenos y disruptores endocrinos4,10 y sus residuos han sido reportados en animales y humanos11. La vida media de los POC puede oscilar entre algunos meses y varios años hasta décadas. Se ha estimado que la degradación del DDT en el suelo varía de 4 a 30 años12.
La exposición de los animales al DDT y HCH puede aumentar a partir del tratamiento directo con plaguicidas, la inhalación de aire o la ingestión de forrajes y piensos contaminados2. En los organismos bovinos después de la reabsorción, los POC ingresan al hígado y se metabolizan lentamente antes de que se liberen en el sistema circulatorio y finalmente se depositan en la grasa o se eliminan a través de la leche, pasando al ternero o al consumidor humano9,13. Diversos estudios han demostrado la presencia de DDT y HCH en leche, carne y tejidos de bovino9,14,15. Más aún, la leche bovina se ha utilizado como un indicador de la persistencia de estos plaguicidas debido a la alimentación animal, inhalación del aire y el uso intensivo en programas para el control de ectoparásitos en el ganado. En este contexto, se han realizado monitoreos de los niveles de POC en estos alimentos para estimar la exposición de la población y los posibles riesgos para la salud16,17.
La producción nacional de leche bovina en 2018 fue de 11 mil 923 millones de litros, de los cuales el estado de Veracruz aportó el 6.0 % de la producción. México ocupó el octavo lugar en producción lechera a nivel mundial, destacando que la Unión Europea, considerada como entidad geopolítica conformada por 28 países, ocupó el primer lugar de producción de leche18,19. En México el consumo per cápita de leche durante 2018 fue de 339 ml/persona/día18. En base a su composición, la leche es un alimento completo y equilibrado que proporciona un elevado contenido de nutrientes en relación con su contenido calórico, por lo que su consumo debe considerarse necesario desde la infancia a la tercera edad20. Debido a la importancia que tiene este producto como alimento, se han desarrollado varias investigaciones con el propósito de reducir el contenido de los POC en la leche. Abd-Rabo et al21 reportaron que la pasteurización de leche de búfala a 73 °C ocasionó una disminución del 23.07 % de la concentración inicial de p,p’-DDE y un 32.85 % de p,p’-DDT, pero un incremento del 30 % en la concentración de p,p’-DDD. Deiana y Fatichenti22 reportaron un incremento del 6.5 % en la concentración de DDT y HCH en leche de bovino pasteurizada a 73 °C. Sin embargo, Abou-Arab23 observó la disminución de γ-HCH (72.90 y 65.00 %) en leche de bovino pasterizada a 63 y 72 ºC.
No obstante, son pocas las investigaciones que evalúan el riesgo a la salud asociado al consumo de leche bronca y pasteurizada comercializada contaminada con estos plaguicidas24,25. Abou-Arab et al26 encontraron que la ingesta diaria estimada (IDE) de γ-HCH en leche bronca, pasteurizada y ultrapasteurizada fue 0.28, 0.11 y 0.03 µg kg-1 pc día-1, respectivamente; a su vez, el metabolito del DDT con mayor IDE fue o,p'-DDE (0.48 µg kg-1 pc día-1) por consumo de leche bronca y o,p'-DDD (0.60 µg kg-1 pc día-1) por consumo de leche pasterizada. Amir et al17 evaluaron la presencia de POC en diferentes alimentos, pero las IDEs más altas correspondieron a la leche bronca con 0.011, 0.074 y 0.103 µg kg-1 pc día-1 para γ-HCH, HCH total y DDT total, respectivamente. Miclean et al27 reportaron IDE de HCH total para mujeres, hombres y niños de 0.002, 0.002 y 0.012 µg kg-1 pc día-1, respectivamente, y de DDT total 0.001, 0.002 y 0.008 µg kg-1 pc día-1, respectivamente.
En base a lo anterior, el objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de la pasteurización a 63 °C 30 min-1 (lenta de baja temperatura) y 73 °C 15 seg-1 (rápida de alta temperatura) en los niveles de concentración de DDT, HCH y sus metabolitos (p,p'-DDE, p,p'-DDD, o,p'-DDT, p,p'-DDT, α-HCH, βHCH, γ-HCH y δ-HCH) en leche bovina procedente de la zona agraria central del Estado de Veracruz, México y estimar la exposición dietaria de grupos de población de niños, adultos y ancianos a estos plaguicidas contenidos en leche bronca y pasteurizada a estas dos temperaturas, mediante la IDE y la DDP.
Material y métodos
Se seleccionaron 10 animales clínicamente sanos de más de dos años, con más de un parto que estuvieron en ordeña en dos unidades de producción (UP) ubicadas en el municipio de Soledad de Doblado (19º03’ N, 96º24’ O) y Jamapa (19º01’ N, 96º13’ O), Veracruz, México. Los municipios se caracterizan por tener clima cálido subhúmedo con lluvia en verano, el rango anual de precipitación es de 900 a 1,100 mm y 1,100 a 1,300, respectivamente, el rango anual de temperatura es de 24 a 26 ºC28,29. El estudio se realizó con la aprobación del Comité de Bioética y Bienestar Animal de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Se recolectaron mensualmente durante un ciclo anual (2017-2018) un total de 100 muestras de leche bovina (de 500 ml cada una) de la primera ordeña de los mismos animales seleccionados y se transportaron al Laboratorio de Toxicología de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Veracruzana de acuerdo con la NOM-243-SSA1-201030. En cada muestreo se realizó un pool de las muestras recolectadas procedentes de ambas UP del cual la mitad de las muestras se asignaron aleatoriamente a la pasteurización lenta y el resto a la pasteurización rápida. De tal forma que, de las 100 muestras, 25 muestras se pasteurizaron a 63 °C 30 min-1 y otras 25 muestras sin pasteurizar correspondieron al testigo de 63 ºC. Así mismo, 25 muestras se pasteurizaron a 73 °C 15 seg-1 y otras 25 muestras sin pasteurizar correspondieron al testigo de 73 ºC. De esta forma, se simuló la mezcla de la leche bronca de diferente procedencia en los centros de acopio y que es vendida a la industria láctea en la zona.
Pasteurización de la leche
El proceso de pasteurización se realizó en el Laboratorio de Toxicología en base a la norma NOM-243-SSA1-201030. Brevemente: 500 ml de leche bronca se calentaron para la pasteurización lenta a 63 °C durante 30 min y 500 ml para la pasteurización rápida a 73 °C durante 15 seg; al término de cada pasteurización, las muestras se enfriaron rápidamente a 4 °C y, una vez alcanzada esta temperatura, inmediatamente se centrifugaron a 3,500 rpm para separar la grasa, la cual se almacenó en viales color ámbar etiquetados y se almacenaron a -20 °C hasta el momento de su análisis.
Determinaciones analíticas
La determinación del contenido etéreo de la leche se realizó por el método de Gerber31 y la determinación de los niveles de concentración de DDT, HCH y sus metabolitos en la grasa de la leche se realizó de acuerdo con la metodología modificada de Murphy32. Todos los productos químicos empleados en los análisis fueron grado analítico de marca Merck (Darmstadt, Alemania), J.T. Baker y Sigma-Aldrich Company (St. Louis, MO, EE. UU.). Cada muestra se analizó por triplicado y los resultados se expresaron como µg kg-1 base lipídica. Los residuos químicos de los análisis almacenados en galones ámbar fueron recolectados por la compañía EcoEntorno S.A. de C.V. contratada por la Universidad Veracruzana para la colecta de residuos peligrosos.
Análisis cromatográfico
La concentración de DDT, HCH y sus metabolitos se cuantificaron en un cromatógrafo de gases Agilent-Hewlett-Packard 6890 Plus con automuestreador 7683 y con un detector de microcaptura de electrones con fuente Ni-63. Las condiciones de operación fueron las siguientes: inyector en modo splitless, flujo de purga de 60 ml min-1, tiempo de purga 0.80 min y temperatura de 250 ºC, columna HP-608 de 30 m de largo x 530 μm de diámetro y 0.5 μm de grosor de película, con flujo constante de nitrógeno ultrapuro de 2 ml min-1. Se programó el horno con la siguiente rampa de temperatura: temperatura inicial de 80 ºC a 180 ºC a 30 ºC min-1, y de 280 ºC a 10 ºC min-1 sostenida 2.7 min. El tiempo de corrida fue 19.03 min, la temperatura del detector de 320 ºC con flujo constante de nitrógeno de 30 ml min-1 y el volumen de inyección 1 μl.
Linearidad, límites de detección y cuantificación
La linearidad del detector se determinó mediante análisis de regresión linear efectuado por el software ChemStation a partir de cinco puntos en las curvas de calibración para cada plaguicida. La calibración se realizó previamente al análisis de las muestras utilizando los estándares de los POC adquiridos en ChemService (Chem Service, Inc., West Chester, PA, USA) y Supelco (Supelco Park, Bellefonte, PA, USA). El análisis cualitativo y cuantitativo se efectuó mediante la comparación de los tiempos de retención y el área del pico de la muestra, respectivamente, con los estándares de referencia de la calibración. El límite de detección (LOD) y de cuantificación (LOQ) se calculó para cada plaguicida de acuerdo a Su33. Para validar dicho método se usaron muestras de leche fortificadas con una recuperación de 91 a 99 %. El LOD para DDT y HCH varió de 0.0004-0.00036 y 0.00002-0.00031µg kg-1, respectivamente y el LOQ varió de 0.001 µg kg-1 base lipídica.
Valoración de la exposición dietaria a los plaguicidas
La exposición dietaria a DDT, HCH y sus metabolitos se evaluó mediante la ingesta
diaria estimada (IDE) y la dosis diaria promedio (DDP) de acuerdo a Pandit y
Sahu34. El riesgo se
estimó en tres grupos de población, niños, adultos y ancianos. La IDE se reportó
en µg de plaguicida kg-1 pc (peso corporal) día-1 y se
calculó con la siguiente fórmula:
La dosis diaria promedio (DDP) es la tasa de dosis promedio en un periodo
específico de exposición expresada en unidades de masa-tiempo (µg
kg-1 día-1) calculada con la siguiente fórmula:
Análisis estadístico
Se empleó un diseño experimental completamente al azar, siendo la fuente de variación el método de pasteurización lenta y rápida de la leche para evaluar su efecto en los niveles de concentración de DDT, HCH y sus metabolitos (p,p'-DDE, p,p'-DDD, o,p'-DDT, p,p'-DDT, α-HCH, β-HCH, γ-HCH y δ-HCH) en la leche. El modelo estadístico del diseño experimental fue el siguiente:
En donde:
Y ij es la variable de respuesta (concentración de los POCs) de la ij-ésima unidad experimental (cada muestra de leche) (i y j denotan el nivel del factor y la replicación en el nivel del factor, respectivamente);
µ es el efecto de la media general;
τi es el efecto del i-ésimo tratamiento (pasteurización lenta y rápida);
ɛij es el efecto del error experimental asociado a la i-ésima unidad experimental.
Con las concentraciones obtenidas se realizó un ANDEVA de una vía (P<0.05) para evaluar el efecto de la pasteurización a 63 y 73 °C en los niveles medios de concentración de DDT, HCH y sus metabolitos en la leche de bovino bronca. Las diferencias significativas entre las medias se determinaron por prueba de Tukey (P<0.05) mediante el programa estadístico Minitab v.17.0.
Resultados y discusión
Niveles de concentración de DDT y HCH en leche bronca
De acuerdo a los resultados (Cuadro 1), las concentraciones de p,p'-DDE, p,p'-DDD, o,p'-DDT y DDT total (15.736 ± 8.133, 9.849 ± 5.271, 15.237 ± 9.006 y 26.480 ± 13.880 µg kg-1 base lipídica, respectivamente) de la leche bronca utilizada como control de la pasteurización a 63 ºC fueron más altas (P<0.05) con respecto a la leche control pasteurizada a 73 ºC (3.829 ± 2.172, 4.904 ± 3.493, 3.734 ± 1.526 y 8.920 ± 7.340 µg kg-1 base lipídica, respectivamente). Sin embargo, las concentraciones de DDT total en las leches testigo no rebasaron el Límite Máximo de Residuos (LMR) de 50 μg kg-1 (base lipídica) establecido por la Food and Agricultural Organization/World Health Organization39.
Cuadro 1 Media y desviación estándar de DDT, HCH y sus metabolitos (µg kg-1 base lipídica) en leche bronca control y pasteurizada
| Tratamiento de 63 ºC 30 min-1 | Tratamiento de 73 ºC 15 seg-1 | |||
|---|---|---|---|---|
| Leche
control (n=25) |
Leche
pasteurizada (n=25) |
Leche
control (n=25) |
Leche
pasteurizada (n=25) |
|
| p,p'-DDE | 15.736 ± 8.133ax | 10.673 ± 5.682b | 3.829 ± 2.172ay | 2.644 ± 2.023a |
| p,p'-DDD | 9.849 ± 5.271ax | 8.334 ± 4.771a | 4.904 ± 3.493ay | 2.721 ± 1.333a |
| o,p'-DDT | 15.237 ± 9.006ax | 7.559 ± 4.015b | 3.734 ± 1.526ay | 3.615 ± 1.831a |
| p,p'-DDT | 13.441 ± 7.905ax | 13.484 ± 6.673a | 11.351 ± 6.485ax | 2.130 ± 1.566a |
| DDT total | 26.480 ± 13.880ax | 20.170 ± 16.05a | 8.920 ± 7.340ay | 5.100 ± 3.210a |
| α-HCH | 0.270 ± 0.154ax | 0.355 ± 0.137b | 0.310 ± 0.111ax | 0.543 ± 0.151b |
| β-HCH | 0.401 ± 0.276ax | 0.919 ± 0.062b | 1.438 ± 0.376ay | 0.206 ± 0.113b |
| γ-HCH | 0.511 ± 0.338ax | 0.702 ± 0.236a | 1.187 ± 0.204ay | 0.963 ± 0.122a |
| δ-HCH | 0.424 ± 0.229ax | 1.504 ± 2.379a | 0.523 ± 0.346ax | 1.504 ± 2.379a |
| HCH total | 0.552 ± 0.368ax | 1.067 ± 1.076a | 1.241 ± 0.830ax | 0.684 ± 0.452a |
DDT total= p,p'-DDE + p,p'-DDD + o,p'-DDT + p,p'-DDT; □HCH total= α-HCH + β-HCH + γ-HCH + δ-HCH.
a,b Valores con literales distintas son diferentes significativamente (P<0.05) entre columnas del mismo tratamiento.
x,y Valores con literales distintas son diferentes significativamente (P<0.05) entre controles de ambos tratamientos.
Como se aprecia en el Cuadro 2, estas concentraciones detectadas en la leche bronca fueron menores a las registradas en leche bronca de bovino en el estudio anterior realizado por Pardío et al40 en el estado de Veracruz. Comparando nuestros datos con las concentraciones de los metabolitos del DDT detectados en leche bronca de Brasil24, Colombia14 y Rumania27, se observa que los niveles detectados en las leches control de 63 ºC y 73 ºC en el presente estudio fueron hasta 26 y 11 veces más altos, respectivamente. Sin embargo, en Egipto la concentración de p,p'-DDT en leche bronca fue dos veces mayor que la encontrada en los testigos en esta investigación. Con respecto a las concentraciones de β-HCH y γ-HCH (1.438 ± 0.376 y 1.187 ± 0.204 µg kg-1 base lipídica, respectivamente) de la leche control de 73 ºC fueron (P<0.05) más altas con respecto a las concentraciones del control de 63 ºC (0.401 ± 0.276 y 0.511 ± 0.338 µg kg-1 base lipídica, respectivamente). No obstante que el HCH total de la leche control de 73 ºC fue 2.24 veces mayor que el de 63 °C, no fue significativamente (P>0.05). La variación de las concentraciones de los POC entre los controles pudo haberse debido a que sus niveles en la leche de cada UP pudieron haber variado indistintamente a lo largo del ciclo anual. Esta variación podría atribuirse a la combinación de las prácticas de manejo zootécnico en las unidades de producción y a las dietas formuladas con ingredientes contaminados, el efecto de la cinética debido a las propiedades fisicoquímicas de cada isómero, las actividades metabólicas relacionadas con la movilización lipídica, y posiblemente la falta de homogeneidad en la concentración de los metabolitos debido a la remobilización de los lípidos y contaminantes durante la síntesis de la leche, así como a la carga de aplicación del plaguicida ya que éste puede ser depositado o absorbido desde la atmosfera hacia la superficie del pasto, siendo afectado por la temperatura, la lluvia, el viento y el clima2.
Cuadro 2 Residuos de plaguicidas organoclorados (µg kg-1 base lipídica) en leche bronca reportados en otros estudios
| Localidad/País | p,p'- DDE |
p,p'- DDD |
p,p'- DDT |
o,p'- DDT |
α- HCH |
β- HCH |
γ- HCH |
δ- HCH |
Referencia |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Medellín, Veracruz/México |
39.000 | ND | 89.000 | 26.000 | 13.000 | 23.000 | 49.000 | NA | Pardío et al40 |
| Paso San Juan, Veracruz/México |
18.000 | ND | 49.000 | ND | 13.000 | 17.000 | 22.000 | NA | Pardío et al40 |
| Tlalixcoyan, Veracruz/México |
24.000 | ND | 36.000 | ND | 31.00 | 69.000 | 128.000 | NA | Pardío et al40 |
| Rio Grande do Sul/Brasil |
0.011 | 0.000 | ND | 0.000 | 0.002 | ND | 0.006 | ND | Heck et al24 |
| Cairo/Egipto | 12.000 | 6.000 | 24.000 | 3.000 | NA | NA | 32.000 | NA | Abou-Arab et al26 |
| Sabanas, Córdoba/Colombia |
ND | ND | 0.034 | ND | 0.469 | ND | ND | ND | Díaz et al14 |
| Rumania | 0.011 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.001 | 0.010 | 0.002 | 0.001 | Miclean et al27 |
NA= no analizado; ND= no detectado.
Los metabolitos α-HCH, β-HCH, γ-HCH y HCH total presentes en los controles de 63 ºC y 73 ºC no rebasaron los LMR de 50, 20, 10 y 100 µg kg-1 (base lipídica), respectivamente, establecidos por la FAO/WHO39. Como se aprecia en el Cuadro 2, las concentraciones de los metabolitos α-HCH, β-HCH y γ-HCH evaluados en el presente estudio fueron menores a las reportadas por Pardío et al40 en Veracruz, México; los niveles de γ-HCH reportados en leche de Tlalixcoyan, Ver., fueron 250.3 veces mayor a lo reportado en la leche control de 63 ºC (0.511 ± 0.338 µg kg-1 base lipídica) y 107.76 veces mayor a la leche control de 73 ºC (1.187 ± 0.204 µg kg-1 base lipídica). La concentración de γ-HCH en Egipto fue 62.5 veces mayor a la reportada en la leche bronca a 63 ºC y 26.9 veces mayor en la leche control de 73 ºC. Sin embargo, la concentración de α-HCH registrada en la leche de Colombia fue similar a la observada en la leche control a 73 ºC (0.310 ± 0.111 µg kg-1 base lipídica).
Cabe destacar que los plaguicidas organoclorados y sus residuos son de naturaleza altamente lipofílica y persistente, por lo que se concentran fácilmente en la grasa de la leche26. Esto implica que, aunque los POC se prohibieron para el uso agrícola a principios de la década de 1970 en la mayoría de los países, sus residuos aún persisten. Debido a su persistencia, las concentraciones detectadas de DDT, HCH y sus metabolitos en la leche bronca del presente estudio son debidas probablemente a las cargas aplicadas de DDT durante su uso legal anterior, mismo que ha provocado la contaminación de las áreas de pastoreo de bovinos en el estado de Veracruz. Así mismo, el γ-HCH continúa siendo utilizado para el control de ectoparásitos en el ganado2. De hecho, estos plaguicidas se siguen aplicando en varias partes del mundo debido a sus efectos potentes y de amplio espectro contra organismos nocivos41.
Efecto de la pasteurización en los niveles de concentración de DDT y HCH
Como se aprecia en los Cuadros 1 y 3, después de la pasteurización a 63 ºC, los niveles de concentración de los metabolitos p,p’-DDE y o,p’-DDT (10.673 ± 5.682 y 7.559 ± 4.015 µg kg-1 base lipídica, respectivamente) disminuyeron (P<0.05) con respecto a los niveles de la leche control (bronca) un 32.17 y 50.39 %, respectivamente, y sólo el p,p’DDT incrementó (P>0.05) 0.31 % su concentración con respecto al control; por lo que la concentración del DDT total (20.170 ± 16.050 µg kg-1 base lipídica) disminuyó (P>0.05) 29.83 % con respecto a la del control (26.480 ± 13.880 µg kg-1 base lipídica). Sin embargo, los niveles de α-HCH y β-HCH (0.355 ± 0.137 y 0.919 ± 0.062 µg kg-1 base lipídica, respectivamente) se incrementaron (P<0.05) 31.48 y 129.11 %, respectivamente, pero el incremento de los niveles de γ-HCH, δ-HCH y HCH total no fue significativo (P>0.05). Los isómeros α-HCH y γ-HCH se pueden isomerizar a β-HCH. La estabilidad del β-HCH, su tendencia a acumularse en los tejidos humano y animal con el tiempo, su rápida bio-concentración en el hombre (525 veces) y su eliminación más lenta, representa un riesgo respecto a su toxicidad crónica. Este metabolito es el más tóxico seguido por el α-, γ-HCH y δ-HCH debido a su mayor vida media biológica en el cuerpo de 7-8 años (ATSDR)42.
Cuadro 3 Variación (%) de la concentración de DDT, HCH y sus metabolitos debido al efecto de pasteurización de la leche de ganado bovino en diversos estudios
| Tipo de muestra/Procedencia | PLAG | Pasteurización 63 ºC 30 min-1 |
Pasteurización 73 °C 15 seg-1 |
Referencia | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Disminución | Incremento | Disminución | Incremento | |||
| Leche de
búfalo/Egipto |
p,p'- DDE |
NA | NA | 23.07 | --- | Abd-Rabo et al21 |
| p,p'- DDD |
NA | NA | --- | 30 | ||
| p,p'- DDT |
NA | NA | 32.85 | --- | ||
| Leche bovina/Italia | DDT total° |
NA | NA | --- | 6.5 | Deiana y Fatichenti22 |
| HCH total□ |
NA | NA | --- | 6.5 | ||
| Leche bovina/Egipto | γ- HCH |
72.90 | --- | 65.00 | --- | Abou-Arab 23 |
| Leche Leche de bovina/México |
p,p'- DDE |
32.17 | --- | 30.94 | --- | Presente estudio |
| p,p'- DDD |
15.38 | --- | 44.51 | --- | ||
| o,p'- DDT |
50.39 | --- | 3.18 | --- | ||
| p,p'- DDT |
--- | 0.31 | 81.23 | --- | ||
| DDT total° |
29.83 | 42.82 | --- | |||
| α- HCH |
--- | 31.48 | --- | 75.16 | ||
| β- HCH |
--- | 129.11 | 85.68 | --- | ||
| γ- HCH |
--- | 37.37 | 18.88 | --- | ||
| δ- HCH |
--- | 257.24 | --- | 187.57 | ||
| HCH
total□ |
--- | 93.29 | 99.31 | --- | ||
PLAG= plaguicida; NA= no analizado; ° DDT total= p,p'-DDE + p,p'-DDD + o,p'-DDT + p,p'-DDT; □HCH total= α-HCH + β-HCH + γ-HCH + δ-HCH.
La pasteurización a 73 ºC disminuyó (P<0.05) los niveles de concentración de DDT y sus metabolitos en la leche con respecto a la leche testigo, disminuyendo desde 3.18 % (o,p’-DDT) hasta un 81.23 % (p,p’-DDT). Se observó un incremento significativo (P<0.05) en los niveles de α-HCH y d-HCH (0.543 ± 0.151 y 1.504 ± 2.379 µg kg-1 base lipídica, respectivamente) en 75.16 y 185.57 %, respectivamente, y una disminución significativa (P<0.05) para β-HCH (0.206 ± 0.113 µg kg-1 base lipídica) en 85.68 %. La disminución observada en las concentraciones de p,p'-DDE, p,p'-DDD, o,p'-DDT y DDT total en la leche pasteurizada a 63 °C en comparación con la concentración del control, excepto el p,p'-DDT pudiera atribuirse a la isomerización del p,p'-DDE y del p,p'-DDD a p,p'-DDT por el calentamiento. Sin embargo, las concentraciones de HCH y todos sus metabolitos se incrementaron con la pasteurización a 63 °C y los metabolitos α-HCH y δ-HCH por la pasteurización a 73 °C. Los plaguicidas organoclorados pueden ser degradados por fotólisis, hidrólisis, oxidación y reducción, temperatura y pH. La retención de los plaguicidas dependerá de las propiedades físico-químicas de la molécula del plaguicida así como del alimento43. No obstante, la concentración del DDT total de la leche control y pasteurizada a 63 y 73 °C no rebasó el LMR de 50 µg kg-1 (base lipídica) establecido por la FAO/WHO39. Así mismo, los metabolitos α-HCH, β-HCH, γ-HCH y HCH total presentes en las leches pasteurizadas a 63 ºC y 73 ºC no rebasaron los LMR de 50, 20, 10 y 100 µg kg-1 (base lipídica), respectivamente, establecidos por la FAO/WHO39. Sin embargo, el metabolito δ-HCH cuyos niveles se incrementaron en ambas pasteurizaciones está estructuralmente relacionado a los HCH cancerígenos (ATSDR)42.
Los resultados de la pasteurización a 63 y 73 °C difieren con los de Abou-Arab23 quien reportó una disminución de 72.9 y 65.0 %, respectivamente, en la concentración de γ-HCH en leche de bovino, mientras que en nuestro estudio este metabolito incrementó 37.37 % con la pasteurización a 63 °C pero disminuyó 18.88 % con la pasteurización a 73 °C. Abd-Rabo et al21 en Egipto reportó que los metabolitos p,p'-DDE y p,p'-DDT disminuyeron en la leche pasteurizada a 73 °C. En el presente estudio se observó un disminución similar en el p,p'-DDE pero un incremento en el p,p'-DDT. La disminución observada en el p,p’-DDD (44.51 %) en este estudio contrasta con el incremento reportado por este autor (30 %). Deiana y Fatichenti22 en Italia reportaron que las concentraciones del DDT y HCH totales incrementaron el 6.50 % en leche bovina pasteurizada a 73 °C, mientras que en el presente estudio disminuyeron 42.82 y 99.31 %, respectivamente. Estos resultados indican que la pasteurización a 73 °C 15 seg-1 disminuye la concentración de la mayoría de los POC analizados. Es importante señalar que la leche está considerada como un producto de primera necesidad en la alimentación humana. Los beneficios de la leche bovina no se limitan a su valor nutricional, constituyen un factor de prevención de patologías como la enfermedad cardiovascular, algunos tipos de cáncer, la hipertensión arterial y ósea o dental20. De ahí la importancia de la disminución de la concentración de estos contaminantes en la leche por la pasteurización, ya que su presencia representa un riesgo a la salud pública.
Estimación de la exposición dietaria de DDT y HCH a través del consumo humano de leche de bovino
Ingesta diaria estimada (IDE) para DDT y HCH
Con la finalidad de proteger la salud pública se han establecido ingestas límites de POC en leche y otros alimentos que no deben superarse. La ingesta diaria aceptable (IDA) para la DDT total es de 20 µg kg-1 pc día-1 recomendado por la FAO/WHO39 y 0.5 µg kg-1 pc día-1 recomendado por la EPA44, para γ-HCH (lindano) es de 8 µg kg-1 pc día-1(39. Por lo tanto, la IDE se calculó para el DDT total y el metabolito γ-HCH a partir de la concentración detectada en las leches estudiadas para tres grupos de población: niños, adultos y ancianos.
En el Cuadro 4 se observa que en el grupo de los niños la mayor IDE se calculó en la leche control de 63 °C, que no rebasó los valores aceptables recomendados por la FAO/WHO (20 µg kg-1 pc día-1), pero fue 28.06 veces más alta que los niveles recomendados por la EPA (0.5 µg kg-1 pc día-1). En el grupo de los adultos la mayor concentración también ocurrió en la leche control de 63 °C, sin rebasar los valores recomendados por la FAO/WHO; sin embargo, rebasó 10 veces los valores aceptables de la EPA. La IDE del grupo de ancianos fue mayor para la leche control de 63 °C, rebasando 13.74 veces los valores aceptables por la EPA. Abou-Arab et al26 estimaron IDE de DDT total de 0.394 y 0.113 µg kg-1 pc día-1 para adultos y de 0.475 y 0.135 µg kg-1 pc día-1 para niños, así mismo las IDEs de γ-HCH fueron 0.280 y 0.113 µg kg-1 pc día-1 para adultos y 0.336 y 0.135 µg kg-1 pc día-1 para niños por el consumo de leche bronca y pasteurizada (63 °C), respectivamente, procedente de mercados locales en el Cairo, Egipto. De acuerdo con esto, las IDE del presente estudio fueron menores a las estimadas en adultos y niños que consumen leche bronca y pasteurizada en Egipto, debido a que las concentraciones de DDT y HCH en esa zona fueron más altas que las reportadas en la presente investigación.
Cuadro 4 Ingesta diaria estimada (IDE) (µg kg-1 pc día-1) de DDT total y γ-HCH para niños, adultos y ancianos estimada en el consumo de leche bronca (control) y pasteurizada
| Grupo de población | Tratamiento 63 ºC 30 min-1 | Tratamiento 73 ºC 15 sec-1 | IDA (µg día) |
kg-1 pc | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Leche
control |
Leche
pasteurizada |
Leche
control |
Leche
pasteurizada |
|||
| DDT total | 2039 y 0.0544 | |||||
| Niños | 14.03 | 10.68 | 4.72 | 2.70 | ||
| Adultos | 5.00 | 3.81 | 1.62 | 0.96 | ||
| Ancianos | 6.87 | 5.23 | 2.31 | 1.32 | ||
| γ-HCH | 839 | |||||
| Niños | 0.27 | 0.37 | 0.62 | 0.50 | ||
| Adultos | 0.04 | 0.06 | 7.81 | 0.09 | ||
| Ancianos | 0.08 | 0.11 | 0.19 | 0.16 | ||
IDA= ingesta diaria aceptable; FAO/WHO, 199739; EPA44.
DDT total= p,p'-DDE + p,p'-DDD + o,p'-DDT + p,p'-DDT.
La IDE más alta γ-HCH en los tres grupos de población se presentó en la leche control de 73 °C. Sin embargo, ninguna de las IDEs rebasó el valor aceptable recomendado por la FAO/WHO (8 µg kg-1 pc por día). Pardío et al40 reportaron que las IDE para infantes y adultos por el consumo de leche cruda de Tlalixcoyan, Veracruz, México, contaminada con γ-HCH fue de 0.666 y 0.021 µg kg-1 pc día-1, respectivamente. Sin embargo, las IDE para infantes y adultos por el consumo de leche cruda contaminada con DDT total fueron más altas para la leche procedente de Medellín, Veracruz, México con valores de 0.530 y 0.017 µg kg-1 pc día-1, respectivamente. En un estudio reciente, Miclean et al27 reportó IDEs de HCH total en leche bronca para mujeres, hombres y niños de 0.002, 0.002 y 0.012 µg kg-1 pc día-1, respectivamente; para DDT total fueron 0.001, 0.002 y 0.008 µg kg-1 pc día-1 para mujeres, hombres y niños, respectivamente, menores a las estimadas para el DDT total en niños en el presente estudio por el consumo de leche pasteurizada a 63 y 73 °C y bronca (controles respectivos). Al comparar los resultados de Pardío et al40 con los del presente estudio, se observa que la exposición a γ-HCH y a DDT total a través del consumo de leche bronca ha aumentado en la zona. Lo anterior indica un incremento de la contaminación en el tiempo debido al uso continuo del γ-HCH en la ganadería en la región y a las altas cargas de DDT rociadas en el pasado que resultaron en pastizales contaminados cercanos a las zonas urbanas y suburbanas, donde el DDT era rociado para el control del paludismo2. Sin embargo, el 30 a 37 % de la leche fluida sin pasteurizar de la producción nacional se destina a la producción de quesos artesanales45, mientras que, de la producción en el estado de Veracruz, el 50 % de la leche fluida no pasteurizada en acopios se venden a queserías locales para la producción de quesos y otros productos lácteos artesanales que se comercializan en las principales zonas urbanas de la entidad46. Como consecuencia, los consumidores de la leche producida en esta zona agraria de Veracruz están expuestos a niveles dietarios de POs superiores a los niveles de exposición en países desarrollados, en donde el uso de estos plaguicidas fue prohibido desde hace muchos años40. Este riesgo podría reducir si la leche fuera pasteurizada a 73 °C 15 seg-1 para disminuir la concentración de la mayoría de los POC analizados. Como se aprecia en el Cuadro 3, de acuerdo con la literatura consultada, son muy escasos los estudios realizados en pasteurización lenta y rápida y la estimación de la ingesta dietaria respectiva. La vigilancia de los niveles de estos POC en la leche y en otros alimentos resulta indispensable para observar que no se sobrepasen los LMR y las IDA recomendadas por la FAO/WHO.
Dosis diaria promedio (DDP) estimada para DDT
La DDP es una predicción de la ingesta diaria de residuos de un plaguicida basada en la estimación de las concentraciones de residuos en los alimentos y en los datos disponibles sobre el consumo de los alimentos en relación con una población determinada47. Para el DDT total, la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) han establecido la DDP, de 48 µg kg-1 día-1(45. En el caso de HCH no hay una DDP establecida.
Las DDP más altas estimadas en niños, adultos y ancianos fueron de 142.01, 71.00 y 91.72 µg kg-1 día-1, respectivamente, debido a la ingesta de leche control (bronca) de 63 ºC, sobrepasando el límite recomendado por la FAO/WHO (48 µg kg-1 día-1) por 2.9 veces el grupo de los niños, 1.4 veces los adultos y 1.9 veces los ancianos. Después de pasteurizar esta leche a 63 ºC, las DDP calculadas en los tres grupos de población (114.06, 57.03 y 73.66 µg kg-1 día-1 en niños, adultos y ancianos, respectivamente) también rebasaron el límite recomendado. Cabe destacar que la DDP estimada por consumo de leche control de 73 ºC en niños fue de 59.48 µg kg-1 día-1, mayor al límite recomendado por la FAO/WHO (48 µg); sin embargo, una vez pasteurizada la leche el valor de DDP resultó 6.15 veces menor (9.67 µg) en comparación a la leche testigo. Las DDP calculadas para los adultos y ancianos en la leche control (29.74 y 38.41 µg kg-1 día-1, respectivamente) y pasteurizada a 73 ºC (18.08 y 23.35 µg, respectivamente) permanecieron por debajo del límite recomendado por la FAO/WHO y fueron menores a las estimadas por el consumo de leche bronca utilizada como control a 63 ºC. Estos resultados contrastan con los reportados por Pardío et al40 quienes estimaron menores dosis diarias para infantes y adultos (4.068 y 2.339 µg kg-1 día-1, respectivamente) que consumían leche bronca de Medellín, Veracruz, México. Se debe destacar que existen determinados grupos de población más vulnerables a los efectos de estos plaguicidas, como son la población infantil, primordialmente aquéllos que poseen algún grado de desnutrición y la población femenina en edad fértil, particularmente en estado de gestación, ya que existe evidencia de su actividad de disrupción hormonal y lipídica48. Los efectos de la exposición a POC a la salud humana a través de los alimentos es un problema que merece más atención. Los resultados obtenidos indican su presencia en la leche bronca y pasteurizada y un incremento en las DDP, por lo que resulta indispensable la revisión de los LMR y la búsqueda de métodos alternativos de control de plagas para mejorar la inocuidad alimentaria y proteger la salud pública.
Conclusiones e implicaciones
El proceso de pasteurización a 73 ºC de leche disminuye las concentraciónes de DDT y sus metabolitos, así como la mayoría de las concentraciones de los metabolitos de HCH. Por lo tanto, el proceso térmico bajo estas condiciones representa una alternativa favorable para la dismunución de la exposición dietaria a estos plaguicidas por consumo humano de leche pasteurizada a 73 ºC.
