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Revista bio ciencias
On-line version ISSN 2007-3380
Revista bio ciencias vol.7 Tepic 2020 Epub Nov 18, 2020
https://doi.org/10.15741/revbio.07.e590
Artículos Originales
Estudio comparativo del contenido de macrominerales, elementos traza y metales pesados en frutos de Carica papaya L. por ICP-OES en el Estado de Colima, México.
1Centro de Estudios Tecnológicos Industrial y de Servicios No. 84. Concha Nácar 148, C.P. 28869, Salahua, Colima, México.
2Universidad Autónoma de Sinaloa. Facultad de Ciencias Químico-Biológicas, Calzada De las Américas Norte 2771, C.P. 80013, Culiacán, Sinaloa, México.
3Universidad Politécnica del Valle del Évora. Carretera 500 S/N, C.P. 81670, Leopoldo Sánchez Celis, Sinaloa, México.
En este trabajo se determinó el contenido de macrominerales, elementos traza y metales pesados en frutos de Carica papaya L. Se seleccionaron 60 frutos de mercados locales de todos los municipios del Estado de Colima, seis frutos por municipio. Las muestras fueron digeridas por microondas y posteriormente analizadas por espectrometría de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente para determinar el contenido de Ca, K, Mg, Na, P, Fe, Ni, Cu, Zn, Mn, Be, Li, Al, Ba, Cd, Co, Cr, Pb, Sb, Se, Sn, Tl y V.
Los macrominerales fueron detectados en un rango de 157 a 2,741 mg kg-1 de fruta fresca con una tendencia K>Na>Ca>Mg>P; el contenido de los elementos traza presentó el siguiente orden de concentración descendente Fe>Cu>Li>Ni>Zn>Ba>Mn>Be. Los elementos no detectados fueron Al, Co, Sb, Se, Sn, Tl y V. Los elementos detectados en baja concentración fueron Cd, Pb y Cr con un contenido promedio de 1.5 ± 0.30, 0.35 ± 0.15 y 0.16 ± 0.15 mg kg-1 de fruta fresca respectivamente.
Debido a la presencia de Cd, Pb y Cr en las muestras analizadas, se realizó una evaluación de riesgos a la salud. Los valores calculados de la Ingesta Diaria de Metales y del Índice de Riesgo a la Salud resultaron <1, con base en los límites que establece la Organización Mundial de la Salud, no existe riesgo a la salud por frutos de papaya comercializados en el Estado de Colima.
PALABRAS CLAVE: Carica papaya L.; Macrominerales; Elementos traza; Metales Pesados e ICP-OES
The present study aims to evaluate the content of macrominerals, trace elements and heavy metals in Carica papaya L. fruits. Sixty fruits were collected from local markets in all the municipalities of the state of Colima, six fruits per municipality. Papaya samples were digested by microwave assisted method, then analyzed by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) to determine the content of Ca, K, Mg, Na, P, Fe, Ni, Cu, Zn, Mn, Be, Li, Al, Ba, Cd, Co, Cr, Pb, Sb, Se, Sn, Tl, and V.
Macromineral content was detected in a range from 157 to 2,741 mg kg-1 of fresh fruit according the following trend K>Na>Ca>Mg>P; trace element content presented the following order of decreasing concentration Fe>Cu>Li>Ni>Zn>Ba>Mn>Be. Not detected elements were Al, Co, Sb, Se, Sn, Tl, and V. Elements detected in low concentration were Cr, Pb and Cd, with mean values of 1.5±0.30, 0.35±0.15 and 0.16±0.15 mg kg-1 of fresh fruit, respectively.
Health risk assessment was performed due to the content of Cr, Pb and Cd detected in fruit samples. The calculated values of Dietary Intake of Metals (DIM) and Health Risk Index (HRI) were <1, and based on safety limits established by the World Health Organization (WHO), there are no health risk for papaya fruits commercialized in the State of Colima.
KEY WORDS: Carica papaya L.; Macrominerals; Trace elements; Heavy metals and ICP-OES
Introducción
La papaya (Carica papaya L.) es la tercer fruta tropical más consumida en el mundo y representa el 15.36 % de la producción de frutas tropicales a nivel mundial, siendo México el sexto productor a nivel global de este fruto (Evans & Ballen, 2012). La Carica papaya L. es uno de los productos hortofrutícolas más importantes del Estado de Colima. Se estima que se producen cerca de 128,000 toneladas de papaya al año en el Estado (SAGARPA, 2017), cuya derrama económica fue cercana a los 844 millones de pesos en el 2016, la mayor parte de la producción estatal se destina a la exportación (Estados Unidos y Canada) y el resto es para consumo local (SIAP, 2016).
Las regulaciones y normatividades respecto a la inocuidad química y microbiológica de los alimentos son una parte importante para la comercialización y desarrollo de las actividades productoras de insumos; desde el ámbito nacional hasta el ámbito internacional, se cuenta con instrumentos de vigilancia estrictos y apegados a cuidar la salud del ser humano.
En general, los alimentos son fuente de minerales los cuales desempeñan un papel importante en cuatro tipos de funciones en los animales, como estructurales, fisiológicas, catalíticas y regulatorias (Suttle, 2010). Por otro lado, existen elementos denominados metales pesados que, dependiendo de sus concentraciones, son nocivos para el ambiente y la salud del ser humano, como son Pb, Cd, Se, Hg, Al, As, Ba, Be, Ni, Cr, Sn y V (Salma et al., 2015).
En los productos hortofrutícolas estos metales se pueden bioacumular durante su desarrollo fenológico al transferirse a partir del suelo, agua de riego y subterránea, entre otros (Ogbonna et al., 2013; Kamal et al., 2016; Yami et al., 2016). Los metales pesados representan un riesgo para la salud humana ya que pueden ser tóxicos desde bajas concentraciones (Yerlikaya et al., 2015).
Los límites máximos permisibles de metales pesados en alimentos están establecidos en el CODEX Alimentarius en la Norma General para los Contaminantes y las Toxinas Presentes en los Alimentos y Piensos (CODEX STAN 1931995) de la Organización de la Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación y de la Organización Mundial de la Salud (FAO/WHO, 2007).
La demanda global de alimentos hace que cada vez se disponga de más tierras para el cultivo sin considerar las actividades cercanas como industrias metalúrgicas, plantas químicas, plantas nucleares y rellenos sanitarios, y que pueden ser fuente de contaminación de distintos metales pesados (Zhuang et al., 2009; Salazar et al., 2012; Ogunmodede et al., 2016). Se han realizado trabajos para determinar el contenido de metales en diferentes frutas como lo son: manzana, plátano, aguacate, cereza, arándano, uva, limón, mango, melón, papaya, entre otros (Ang & Ng, 2000; Fafar & Masud, 2003; Sobukola et al., 2010; Li, et al., 2012; Grembecka & Szefer, 2013; Islam et al., 2015).
En el análisis de muestras complejas como lo son los tejidos vegetales, alimentos y suelos, han sido utilizadas diferentes técnicas analíticas para la determinación de macrominerales, elementos traza y metales pesados; por ejemplo, en la preparación de muestras de este tipo, debe realizarse una digestión previa para eliminar los componentes orgánicos y solubilizar los elementos sujetos de análisis, los métodos generalmente utilizados son calcinación base húmeda o en seco (Subramanian, 1996; Akinyele & Shokunbi, 2015), digestión con mezcla de ácidos (Mohammed et al., 2017) y digestión ácida asistida por microondas (Rashid et al., 2016).
Una vez preparada la muestra, la determinación puede llevarse a acabo por espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier de reflectancia total atenuada (ATR-FTIR) (Fadare et al., 2015), espectrometría de absorción atómica (AAS) (Ali & Al-Qahtani, 2012), espectrometría de absorción atómica en horno de grafito (GFAAS) (Bakkali et al., 2009), espectrometría de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) (Adamu et al., 2016; Tóth et al., 2016), espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) (Hwang et al., 2016).
Debido a la importancia de estos metales en la salud, el presente estudio tiene como objetivo determinar el contenido de macrominerales, elementos traza y metales pesados en frutos de Carica papaya L. comercializados en los mercados locales del Estado de Colima utilizando ICP-OES y evaluar el índice riesgo a la salud de los consumidores.
Material y Métodos
Área de estudio y muestreo.
El Estado de Colima se encuentra ubicado en el occidente de México y limita al Norte y al Este con el Estado de Jalisco, al sureste con el Estado de Michoacán y al Sur y Oeste con el Océano Pacífico. Está dividido en diez municipios (Figura 1) y tiene una población de aproximadamente 711,235 habitantes y uno de los principales productos agrícolas de exportación y consumo local es la papaya.
Los frutos frescos fueron comprados en mercados de las 10 cabeceras municipales del Estado (dos mercados por municipio), seis frutos por municipio fueron adquiridos en etapa de maduración 5 (Santamaría-Basulto et al., 2009) e inmediatamente etiquetados y refrigerados a 15 ºC para su análisis.
Reactivos y materiales de referencia.
Se utilizó agua desionizada con una resistividad de 18.2 MW.cm para lavado y preparación de muestras. Los reactivos fueron utilizados como se recibieron del proveedor. Ácido nítrico 70 % (Sigma-Aldrich), peróxido de hidrógeno 30 % para análisis de trazas (Sigma-Aldrich). Los estándares de referencia utilizados fueron adquiridos de la marca Accustandard, Inc. (Estados Unidos) y cuentan con certificado de trazabilidad NIST. Todos los materiales plásticos y de vidrio fueron lavados con detergente libre de fosfatos y solución al 10 % de ácido nítrico 24 h previo a su uso.
Determinación de humedad.
La determinación de humedad se llevó a cabo siguiendo el procedimiento establecido en la AOAC Internacional, en el cual, las muestras frescas se lavaron con agua destilada para eliminar partículas de polvo, después con una solución de ácido nítrico 0.1 M y se enjuagaron con agua desionizada, se secaron exteriormente con papel y se retiró posteriormente la cáscara, se partieron los frutos en trozos de aproximadamente 4 cm3, se tomaron 150 g de cada fruto para conformar una muestra compuesta y se colocaron en charolas de polipropileno en una estufa con aire forzado marca MMM modelo Venticell 222 (Estados Unidos) a 70 oC±5 °C de 48 a 72 h y se determinó el contenido de humedad a peso constante. Una vez seca la muestra, se colocó en un molino Bel Art modelo Micro (Estados Unidos) hasta reducir el tamaño de partícula con un tamiz de 2 mm. Se colocaron las porciones de muestras, secas, molidas y homogéneas, en bolsas herméticas de polipropileno y se almacenaron a 4 ºC para su posterior análisis (AOAC, 2005).
Análisis elemental por ICP-OES
Digestión de muestras.
El procedimiento de digestión asistida por microondas está basado en el método EPA-3052 de la Agencia de Protección Ambiental (Environmental Protection Agency, US-EPA por sus siglas en inglés) y es aplicable a la extracción/disolución de metales disponibles en muestras de frutos y tejidos vegetales.
Se pesaron 0.3±0.05 g de muestra seca con tamaño de partícula de 2 mm por triplicado en una balanza analítica marca Sartorius modelo Secura 224-1S (Alemania), se agregaron 2±0.1 mL de peróxido de hidrógeno al 30 % y 7±0.1 mL de ácido nítrico concentrado. Se utilizó un sistema de digestión por microondas marca Anton Paar modelo Multiwave PRO (Austria) con las condiciones de operación siguientes: Rampa de temperatura de 25 a 180±5 ºC en 10 minutos manteniendo la temperatura a 180±5 ºC por 10 minutos más. Las muestras digeridas se filtraron con papel filtro libre de cenizas Whatman No. 42 y se aforaron a 50 mL (Jones et al., 1988).
Determinación por espectrometría ICP-OES.
El análisis se llevó a cabo en un equipo marca Perkin Elmer modelo 8300 DV Optima (Estados Unidos). Las cuantificaciones fueron determinadas con relación a las curvas de calibración hechas con soluciones estándares de referencia Accutrace marca AccuStandard, con niveles de concentración de 0.1, 0.5, 1, 5 y 7 mg L-1. La Tabla 1 muestra los elementos y las longitudes de onda recomendadas para su análisis basadas en el método EPA-6010C (Jones, 1987) y en el manual del fabricante Perkin Elmer (Boss & Fredeen, 2004), la Tabla 2 muestra las condiciones de operación del equipo ICP-OES.
Tabla 1 Listado de elementos (longitud de onda en nm) (Jones, 1987).
| Aluminum (308.215) |
Berylium (313.042) |
Copper (324.754) |
Mercury (194.227 x2) |
Silver (328.068) |
| Antimony (206.833) |
Cadmium (226.502) |
Iron (259.94) |
Molybdenum (202.03) |
Sodium (588.995) |
| Arsenic (193.696) |
Calcium (317.933) |
Lead (220.353) |
Nickel (231.604 x2) |
Thalium (190.864) |
| Boron (249.678 x2) |
Chromium (267.716) |
Magnesium (279.079) |
Potassium (766.491) |
Vanadium (292.402) |
| Barium
(455.403) |
Cobalt
(228.616) |
Manganese
(257.61) |
Selenium
(196.026) |
Zinc
(213.856 x2) |
aLas longitudes de onda listadas (donde x2 indica segundo orden) son las recomendadas debido a su sensibilidad.
Tabla 2 Condiciones de operación del ICP-OES.
| RF Power (kW) | 1.3 |
| Nebulizer | SeaSpray |
| Spray chamber | Cyclonic |
| Plasma Viewinga | Axial |
| Processing mode | Area |
| Gas flow rate (L/min). Plasma | 15 |
| Gas flow rate (L/min). Auxiliary | 1.5 |
| Gas flow rate (L/min). Nebulizer | 0.94 |
| Read delay (s) | 40 |
| Rinse (s) | 30 |
| Replicates | 3 |
aLa vista radial fue utilizada para determinar Ca, Na, P y K debido a las altas concentraciones presentes en las muestras.
Análisis estadístico
Todos los datos fueron estadísticamente analizados y han sido presentados en forma de promedios, rango y desviación estándar. Los valores promedio de los elementos analizados en las muestras de papaya colectadas en las diferentes municipalidades del estado de Colima fueron comparados utilizando la Prueba T para muestras independientes. Una probabilidad de p<0.05 fue utilizado como nivel estadístico significativo. El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando el paquete estadístico SPSS versión 1.0.0.800 (IBM).
Evaluación de riesgo a la salud.
La evaluación de riesgos a la salud por el consumo de papaya con la concentración de metales obtenida en este estudio se llevó a cabo mediante la determinación de los Valores de Ingesta Diaria de Metales (Daily Intake Metals, DIM) e Índice de Riesgo a la Salud (Health Risk Index, HRI). Los valores antes mencionados se evaluaron basándose en el procedimiento reportado por (Khan et al., 2013).
Valores de Ingesta Diaria de Metales (DIM).
Los valores de ingesta diaria de metales (DIM) fueron calculados por la siguiente fórmula:
Donde Dingesta alimento es la taza de ingesta de alimentos (16.71 g day-1 per capita) (Planeación Agrícola Nacional 2017-2030, 2017), Cmetal es la concentración (µg g-1) del elemento presente en la papaya y Bpeso promedio representa el peso corporal promedio (71.75 kg) de un consumidor adulto en México (CANAIVE, 2018). Los valores calculados fueron comparados con los valores recomendados por el comité experto conjunto de la Organización para la Alimentación y la Agricultura y la Organización Mundial de la Salud (FAO/WHO, 2010).
Índice de Riesgo a la Salud (HRI).
El Índice de Riesgo a la Salud (HRI) fue calculado de la siguiente manera:
En donde, DIM es la Ingesta Diaria de Metales y RfD es la Dosis Oral de Referencia, que es una estimación de la exposición diaria a un contaminante, al cual la población humana puede estar continuamente expuesta a lo largo de su vida sin un riesgo de efectos dañinos (Akoto et al., 2014) con valores de Cr 0.003, Cd 0.001 y Pb 0.004 mg kg-1 día1 de la Agencia de Protección Ambiental (US-EPA, 2004; 2012). Un HRI<1 indica que no hay un riesgo aparente a la salud de los consumidores.
El Índice Total de Riesgo a la Salud, el cual es la suma de los índices de riesgo a la salud de cada especie metálica, considera que en presencia de varios metales pesados el efecto tóxico es aditivo y puede suponer un riesgo a la salud humana si su valor es mayor que 1 (Zheng et al., 2007).
Resultados y Discusión
Determinación de humedad.
El contenido de humedad promedio de las muestras analizadas fue de 88.99±0.54 %. La Tabla 3 muestra los resultados del contenido de humedad, en donde, las muestras del municipio de Tecomán presentan el mayor contenido de humedad con un 91.88±1.12 %, mientras que las del municipio de Villa de Álvarez presentaron una humedad de 85.59±1.19 %, la más baja de todos los municipios. Estos valores son similares a los reportados en otros estudios (Ang & Ng, 2000; Sobukola et al., 2010; Grembecka & Szefer, 2013).
Tabla 3 Macrominerales (mg kg-1 peso húmedo) n=3 y Contenido de Humedad (%) n=5.
| Municipality | Ca | K | Mg | Na | P | % Moisture |
| Armería | 305.80 | 3,389.60 | 285.00 | 403.50 | 172.30 | 88.86 |
| Colima | 259.83 | 3,458.06 | 217.49 | 355.21 | 154.84 | 88.71 |
| Comala | 301.21 | 3,340.05 | 224.39 | 643.69 | 184.78 | 88.95 |
| Coquimatlán | 373.58 | 2,945.22 | 359.68 | 423.54 | 156.38 | 86.97 |
| Cuauhtémoc | 249.46 | 2,591.49 | 243.07 | 529.84 | 150.93 | 90.86 |
| Ixtlahuacán | 155.87 | 2,598.35 | 216.47 | 468.71 | 163.87 | 89.05 |
| Manzanillo | 131.69 | 1,980.78 | 161.54 | 346.17 | 111.30 | 90.59 |
| Minatitlán | 140.04 | 2,717.86 | 184.69 | 380.13 | 179.89 | 88.49 |
| Tecomán | 135.95 | 2,127.72 | 177.39 | 253.84 | 126.62 | 91.88 |
| Villa de Álvarez | 117.97 | 2,260.62 | 181.03 | 251.11 | 168.09 | 85.59 |
| Mean
(SD) |
217.15
(91.71) |
2,740.97
(533.70) |
225.08
(59.67) |
405.58
(120.21) |
156.90
(22.98) |
88.99
(0.54) |
SD= Desviación estándar.
Caracterización Química por ICP-OES.
El contenido de macrominerales en las muestras analizadas se presenta en la Tabla 3. La tendencia en el contenido promedio de minerales base húmeda es 2,740.97; 405.58; 225.08; 217.15 y 156.9 mg kg-1 para K>Na>Mg>Ca>P respectivamente.
Existe una diferencia significativa en los resultados obtenidos de la Tabla 3, puede deberse a que los municipios de Colima, Comala, Coquimatlán y Cuauhtémoc representan el 22 % de la producción estatal y las características de suelo y agua de riego son similares entre si, en contraste los municipios de Ixtlahuacán, Manzanillo y Tecomán, que representan el 69 % de la producción, presentan concentraciones similares entre sí (SIAP, 2016).
En la Tabla 4 se comparan los valores promedio obtenidos en este estudio con trabajos anteriores, el contenido de Potasio en todos los estudios referenciados es mayor que los demás minerales, pero inferior al valor reportado por (Othman, 2009). Lo anterior muestra que la papaya es una fuente rica en este mineral con un contenido similar a la banana (Musa paradisiaca) con 140 mg kg-1 y (Musa L.) 1,580 mg kg-1 (Fafar & Masud 2003; Grembecka & Szefer, 2013).
Tabla 4 Valores comparativos de macrominerales en otros países (mg kg-1 peso húmedo).
| Country | Ca | K | Mg | Na | P |
| Mexico*(This study) | 217.15 | 2,740.97 | 225.08 | 405.58 | 156.90 |
| Brazila | 149.00 | 1,250.00 | 127.00 | 33.00 | 139.00 |
| Pakistanb | 17.70 | 149.00 | 9.57 | 14.70 | --- |
| Ivory Coasta | 145.00 | 1,050.00 | 206.00 | 33.70 | 117.00 |
En general, los macroelementos y algunos elementos traza provienen del suelo, para el caso particular de este estudio, la concentración de Na, Ca y Mg por encima de los estudios de referencia en otros paises sugiere el uso de aguas de riego con una alta dureza (Pérez-Zamora, 2002).
Los elementos traza se muestran en la Tabla 5 con una tendencia descendente Fe>Cu>Li>Ni>Zn>Ba>Mn>Be en un rango promedio de 0.05 ± 0.02 a 2.4 ± 0.52 mg kg-1 de fruta fresca.
Tabla 5 Elementos traza (mg kg-1 peso húmedo) n=3.
| Municipality | Fe | Ni | Cu | Zn | Mn | Be | Li | Ba |
| Armeria | 1.67 | 0.56 | 2.64 | 0.93 | 1.00 | ND | 2.04 | 0.93 |
| Colima | 2.45 | 0.56 | 2.33 | 0.56 | 0.38 | 0.02 | 1.99 | ND |
| Comala | 3.13 | 0.37 | 1.86 | 0.37 | 0.18 | ND | 2.03 | 1.84 |
| Coquimatlán | 2.82 | 0.65 | 2.80 | 0.65 | 0.43 | 0.04 | 2.39 | 0.22 |
| Cuauhtémoc | 1.68 | 0.49 | 1.80 | 0.37 | 0.29 | 0.03 | 1.63 | 0.15 |
| Ixtlahuacán | 2.54 | 0.80 | 2.29 | 0.35 | 0.13 | 0.07 | 1.94 | 0.01 |
| Manzanillo | 2.65 | 0.69 | 1.84 | 0.36 | 0.32 | 0.06 | 1.67 | 0.17 |
| Minatitlán | 2.52 | 0.77 | 2.11 | 0.53 | 0.11 | 0.08 | 2.03 | ND |
| Tecomán | 1.76 | 0.75 | 1.71 | 0.27 | 0.14 | 0.07 | 1.43 | ND |
| Villa de Álvarez | 2.80 | 0.79 | 1.98 | 0.37 | 0.19 | 0.08 | 1.91 | 0.14 |
| Mean | 2.40 | 0.64 | 2.14 | 0.48 | 0.32 | 0.05 | 1.90 | 0.35 |
| (SD) | (0.52) | (0.14) | (0.37) | (0.20) | (0.26) | (0.02) | (0.27) | (0.67) |
ND= No Detectado SD= Desviación estándar.
La Tabla 6 compara los resultados de metales traza obtenidos en este estudio con los previamente publicados, los minerales con las cantidades menores se encuentran en el Fierro y Berilio con 2.40 ± 0.52 y 0.05 ± 0.02 mg kg-1 de fruta fresca respectivamente. En tanto que, no hay reportes a la fecha del contenido de Li y Ba en frutos de papaya y cuyos valores en este estudio fueron de 1.9 ± 0.27 mg kg-1 y 0.35 ± 0.67 mg kg-1 de fruta fresca respectivamente, por lo que no es posible una comparación, pero estos resultados dan un marco de referencia para conocer a detalle el contenido de minerales en este producto.
Tabla 6 Valores comparativos de elementos traza en otros estudios (mg kg-1 peso húmedo).
| Country | Fe | Ni | Cu | Zn | Mn | Be |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mexico* | 2.40 | 0.64 | 2.14 | 0.48 | 0.32 | 0.05 |
| Brazila | 4.50 | 0.04 | 0.20 | 0.90 | 0.10 | --- |
| Pakistanb | 6.58 | --- | 0.77 | 26.20 | --- | --- |
| Chinac | --- | 0.24 | 0.34 | 1.96 | --- | --- |
| Indiad | 75.50 | 0.90 | 1.4 | 7.20 | 1.20 | 7.60 |
| Nigeriae | --- | 0.11 | 0.003 | 0.045 | --- | --- |
| Malaysiaf | --- | 0.65 | 3.48 | 8.13 | --- | --- |
| Ivory Coasta | 5.40 | 0.10 | 0.30 | 0.50 | 0.10 | --- |
| Bangladeshg | --- | 0.85 | 3.70 | --- | --- | --- |
ND= Not Detected --- = Not Analyzed.
*This study; a(Grembecka & Szefer, 2013); b(Fafar & Masud, 2003); c(Li, et al., 2012); d(Basha et al., 2014); e(Sobukola et al., 2010); f(Ang & Ng, 2000); g(Islam et al., 2015).
En general, los valores de los elementos traza se encuentran dentro del rango de los valores reportados en los estudios de referencia, estas concentraciones se deben a las características del suelo y agua propias del lugar en el que se producen y no necesariamente representan un indicativo de la calidad respecto a los frutos de otras regiones.
De los metales pesados analizados en este estudio (Al, Cd, Co, Cr, Pb, Sb, Se, Sn, Tl y V) solo fueron detectados Cadmio, Cromo y Plomo con una concentración promedio de 1.50±0.3 mgkg-1, 0.16±0.15 mgkg-1 y 0.35±0.15 mgkg-1 de fruta fresca respectivamente. La Tabla 7 muestra los resultados para estos tres metales pesados determinados en las frutas muestreadas en los diez municipios. El contenido de estos metales está en un rango de 1.03-2.04 mg kg-1 para Cd, 0.00-0.56 mg kg-1 para Cr y 0.20-0.64 mg kg-1 para Pb.
Tabla 7 Metales pesados (mg kg-1 peso húmedo) n=3.
| Municipality | Cd | Cr | Pb |
|---|---|---|---|
| Armería | 1.58 | 0.56 | 0.30 |
| Colima | 1.51 | ND | 0.64 |
| Comala | 1.66 | 0.18 | 0.55 |
| Coquimatlán | 1.74 | 0.22 | 0.28 |
| Cuauhtémoc | 1.13 | 0.08 | 0.20 |
| Ixtlahuacán | 1.49 | 0.13 | 0.31 |
| Manzanillo | 1.22 | 0.15 | 0.22 |
| Minatitlán | 1.55 | 0.09 | 0.48 |
| Tecomán | 1.03 | 0.08 | 0.22 |
| Villa de Álvarez | 2.04 | 0.11 | 0.27 |
| Mean | 1.50 | 0.16 | 0.35 |
| (SD) | (0.3) | (0.15) | (0.15) |
SD= Desviación estándar.
En la Tabla 8 se presenta la comparación de metales pesados obtenidos en estudios publicados, el contenido de Pb y Cr en este estudio está dentro del rango encontrado en los frutos de estos países. La concentración de Cd se encuentra muy por encima de los estudios referenciados, lo que genera la necesidad de identificar la fuente de origen, ya que a la fecha no existen estudios que muestren las condiciones del suelo y agua en el Estado de Colima.
Tabla 8 Valores comparativos de metales pesados (mg kg-1 peso húmedo).
| Country | Pb | Cr | Cd | Al | As |
|---|---|---|---|---|---|
| Mexico (This study)* | 0.350 | 0.159 | 1.500 | ND | --- |
| Brazil | --- | 0.030 | --- | --- | --- |
| Pakistan | 0.640 | 0.130 | 0.340 | --- | --- |
| China | 0.051 | 0.109 | 0.002 | --- | --- |
| India | 0.900 | 1.700 | 0.023 | 47.5 | --- |
| Nigeria | 0.072 | --- | 0.003 | --- | --- |
| Malaysia | 1.380 | 0.580 | 0.550 | --- | --- |
| Ivory Coast | --- | 0.030 | --- | --- | --- |
| Bangladesh | 0.280 | 1.500 | 0.028 | --- | 0.22 |
ND= No Detectado.
----= No Analizado.
*Este estudio; a(Grembecka & Szefer, 2013); b(Fafar & Masud, 2003); c(Li, et al., 2012); d(Basha et al., 2014); e(Sobukola et al., 2010); f(Ang & Ng, 2000); g(Islam et al., 2015).
Aunque se han encontrado elementos como K, Ca, Cu, Mg, Mn, Ba, Fe, Ni, Zn, Cr y Pb en partículas atmosféricas en el Estado de Colima, con posibles fuentes de emisión como lo son: actividad volcánica, ceniza volcánica, emisiones de automóviles e industriales (Miranda et al., 2004; Campos-Ramos et al., 2009), no es posible determinar la influencia de estas fuentes en el conteni-do de metales en suelo, agua y que son transferidos a los alimentos.
Evaluación del riesgo a la salud
Ingesta Diaria de Metales (DIM) e Índice de Riesgo a la Salud (HRI).
La presencia de cadmio, cromo y plomo detectada en el presente estudio, obliga a evaluar el riesgo a la salud que suponen estas cantidades en las muestras analizadas. Los cálculos obtenidos de la ingesta diaria de metales (DIM) y la evaluación del índice de riesgo a la salud (HRI) se muestran en la Tabla 9 y están por debajo del límite permitido por la Organización para la Agricultura y la Alimentación y la Organización Mundial de la Salud (FAO/WHO, 2010).
Tabla 9 Ingesta Diaria de Metales (DIM) (µg kg-1 día-1) e Índice de Riesgo a la Salud (HRI) en frutos de Carica papaya L.
| Municipality | Index | Cd | Cr | Pb | Total* |
|---|---|---|---|---|---|
| Armería | DIM | 3.68E-04 | 1.30E-01 | 6.92E-02 | |
| HRI | 3.68E-01 | 4.33E-02 | 1.73E-02 | 4.28E-01 | |
| Colima | DIM | 3.51E-01 | 0 | 1.49E-01 | |
| HRI | 3.51E-01 | 0 | 3.72E-02 | 3.88E-01 | |
| Comala | DIM | 3.86E-01 | 4.29E-02 | 1.29E-01 | |
| HRI | 3.86E-01 | 1.43E-02 | 3.22E-02 | 4.33E-01 | |
| Coquimatlán | DIM | 4.05E-01 | 5.06E-02 | 6.58E-02 | |
| HRI | 4.05E-01 | 1.69E-02 | 1.64E-02 | 4.38E-01 | |
| Cuauhtémoc | DIM | 2.63E-01 | 1.77E-02 | 4.61E-02 | |
| HRI | 2.63E-01 | 5.91E-03 | 1.15E-02 | 2.80E-01 | |
| Ixtlahuacán | DIM | 3.49E-01 | 2.98E-02 | 7.23E-02 | |
| HRI | 3.49E-01 | 9.92E-03 | 1.81E-02 | 3.77E-01 | |
| Manzanillo | DIM | 2.85E-01 | 3.40E-02 | 5.11E-02 | |
| HRI | 2.85E-01 | 1.13E-02 | 1.28E-02 | 3.09E-01 | |
| Minatitlán | DIM | 3.62E-01 | 2.05E-02 | 1.12E-01 | |
| HRI | 3.62E-01 | 6.85E-03 | 2.79E-02 | 3.97E-01 | |
| Tecomán | DIM | 2.41E-01 | 1.89E-02 | 5.05E-02 | |
| HRI | 2.41E-01 | 6.31E-03 | 1.26E-02 | 2.60E-01 | |
| Villa de Álvarez | DIM | 4.76E-01 | 2.57E-02 | 6.30E-02 | |
| HRI | 4.76E-01 | 8.58E-03 | 1.57E-02 | 5.00E-01 | |
| Mean | DIM | 3.48E-01 | 3.70E-02 | 8.07E-02 | |
| HRI | 3.48E-01 | 1.23E-02 | 2.02E-02 | 3.81E-01 |
*Valores obtenidos en este estudio.
Conclusión
Los resultados obtenidos para los macrominerales y los elementos traza se encuentran dentro del rango encontrado en los trabajos citados en las tablas comparativas. Los frutos de papaya comercializados en mercados del Estado de Colima son ricos en potasio y sodio.
Los cálculos de la Ingesta Diaria de Metales y el Índice de Riesgo a la Salud se encuentran por debajo del valor de 1, por lo tanto, el contenido de cromo, cadmio y plomo en las muestras analizadas no presenta un riesgo a la salud de los consumidores.
El monitoreo del contenido de metales potencialmente tóxicos en alimentos es de suma importancia como asunto de salud pública. Es necesario realizar estudios complementarios, en los cuales se analicen el suelo, el agua de riego, la planta y los frutos producidos para identificar la procedencia de los metales encontrados y evaluar el índice de transferencia y bioacumulación de estos.
Reconocimiento.
El presente estudio fue financiado por el Fondo Mixto CONACyT - Gobierno del Estado de Colima (COL-2014-C03-234868) y realizado en el Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias. Universidad de Colima.
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Como citar este artículo: Sarabia, O., Cárdenas-Coronel, W.G., Acuña-Jiménez, M. (2020). Comparative study of the content of macrominerals, trace elements and heavy metals in fruits of Carica papaya L. by ICP-OES in the state of Colima, Mexico. Revista Bio Ciencias 7, e590. doi: https://doi.org/10.15741/revbio.07.e590
Recibido: 22 de Octubre de 2018; Aprobado: 09 de Septiembre de 2019
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