Tecnologías y factores de procesamiento para mitigar residuos de plaguicidas en hortalizas frescas en Chile
Sin lugar a duda, la ingesta de alimentos saludables e inocuos es un aspecto de gran relevancia para la población en Chile. El país ha proyectado duplicar la matriz exportadora de alimentos de origen vegetal al año 2025, en base a la producción de alimentos funcionales y libres de contaminantes. En el cultivo convencional de hortalizas, los plaguicidas se usan como parte del manejo productivo para aumentar el rendimiento, o en la etapa de postcosecha para asegurar una óptima producción y reducir el impacto de plagas y enfermedades.
Sin embargo, los últimos reportes oficiales de vigilancia y fiscalización nacional de alimentos publicados por el Ministerio de Agricultura, a través de la Agencia Chilena para la Inocuidad y Calidad Alimentaria (Achipia) y el Ministerio de Salud, evidencian una alta concentración de residuos de plaguicidas en hortalizas frescas consumidas en nuestro país (RIAL 2017, 2019). Dato relevante, el consumo de hortalizas y frutas se puede considerar como la ruta principal de exposición humana a los plaguicidas, representando entre el 20-40% de la ingesta total (Jardim et al., 2018). Frente a esta realidad es necesario implementar estrategias para mitigar la problemática, fortalecer los programas de vigilancia y resguardar la salud de los chilenos.
NORMATIVAS SOBRE RESIDUOS DE PLAGUICIDAS
En todo el mundo, cada país posee estándares de vigilancia y fiscalización de plaguicidas, la mayoría de los cuales son muy complejos, multidimensionales y difíciles de armonizar. En general, los países en desarrollo se ven particularmente afectados por la rigurosidad de la legislación sobre plaguicidas en naciones desarrolladas. Los Límites Máximos de Residuos (LMR) de plaguicidas no están armonizados a escala mundial, aunque los organismos y los instrumentos internacionales como el Codex Alimentarius han proporcionado LMRs para ayudar en el comercio internacional (Handford et al., 2015). El objetivo importante de obtener datos sobre residuos de plaguicidas en hortalizas es mejorar los programas fitosanitarios para el manejo de plagas y enfermedades. La mayoría de los plaguicidas son tóxicos para los humanos, la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha clasificado sus efectos tóxicos de clase I (extremadamente peligroso) a clase III (ligeramente peligroso) e “ingredientes activos que probablemente no presenten peligro agudo”. La mayoría de los plaguicidas grado técnico de clase 1 están prohibidos o estrictamente controlados en el mundo industrializado, pero no en los países en desarrollo, donde los plaguicidas de clase I están disponibles gratuitamente en lugares que no tienen los recursos para su uso seguro (Eddleston et al., 2002). Algunos plaguicidas, como el metamidofós, han sido prohibidos en Europa y EE. UU, debido a su efecto tóxico sobre la salud humana y el medio ambiente. En Chile en el año 2019 se canceló el registro de este plaguicida el cual deberá salir de distribución en el año 2021.
Estudios realizados por el Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), a partir de evaluaciones de riesgo a la salud por residuos de plaguicidas Ia, Ib y II en lechugas, espinacas, acelgas y tomates, han revelado que algunos residuos de plaguicidas organofosforados, piretroides, ditiocarbamatos, entre otros, están causando impactos en la salud de los chilenos (Elgueta et al., 2017; 2019; 2020). Chile tiene uno de los mercados de plaguicidas más importantes de América Latina, con más de 500 ingredientes activos y más de 1000 formulaciones registradas para diferentes cultivos en el Servicio Agrícola y Ganadero (SAG 2020). Esta realidad se traduce en que los horticultores aplican un mayor número de veces las dosis recomendadas por los fabricantes y cosechan antes que se cumplan los tiempos de carencia de los productos. Por lo tanto, si estas malas prácticas ocurren, se produce la presencia de residuos por sobre los LMRs y generan impactos en la salud de las personas.
DINÁMICA DE LOS RESIDUOS DE PLAGUICIDAS EN HORTALIZAS FRESCAS
Las hortalizas cosechadas en el campo, generalmente, son lavadas con agua potable para remover contaminantes químicos y biológicos. Sin embargo, existen residuos de plaguicidas que solo tienen solubilidad en grasas, lo que determina su permanencia a nivel de superficie o de manera sistemática en las hortalizas. Dentro de las condiciones relevantes, respecto a la dinámica de estos residuos, está su momento de aplicación en tratamientos de pre o post-cosecha. La transferencia y trasformación de plaguicidas durante la aplicación de procesos oxidantes en el procesamiento, depende de propiedades físico-químicas de los plaguicidas (Valor de Kow, solubilidad y pKa) y las características físico-químicas de los sanitizantes como la temperatura, el pH y la polaridad. Los plaguicidas pueden ser degradados en diferentes procesos: fotolisis, hidrolisis, óxido-reducción, metabolismo (plantas, animales y microrganismos), temperatura y pH.
PROCESAMIENTO DE HORTALIZAS FRESCAS
Una de las estrategias para mitigar esta problemática, es el procesamiento que implica la trasformación de una hortaliza fresca en un producto procesado (Figura 1). Existe mucha información referente a tratamientos que pueden eliminar residuos superficiales, como, por ejemplo, compuestos polares que en general pueden remover residuos de plaguicidas de diversa naturaleza. Entre estos se incluyen el lavado, blanqueamiento, corte, pelado y secado. Sin embargo, algunos procesos utilizan calor, lo que pueden generar subproductos o metabolitos más tóxicos que los plaguicidas parentales, acumulándose durante el procesamiento y generando un riesgo en la salud de las personas. La retención de residuos de plaguicidas en hortalizas se encuentra principalmente en la superficie o cáscara de las hortalizas. La industria ha utilizado por años el lavado con agua o jabón con soluciones de sal y algunos químicos como el hipoclorito de sodio (NaOCl), el dióxido de cloro (ClO2), peróxido de hidrogeno (H2O2), ácido acético (CH3COOH), como efectivos sanitizantes para asegurar la inocuidad de los productos de origen vegetal. Sin embargo, promisorias tecnologías han demostrado una alta eficiencia para diferentes clases de residuos de plaguicidas.
TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO
Las diferentes técnicas usadas para trasformar hortalizas crudas a procesadas, pueden generar un aumento o disminución de los residuos de plaguicidas, dependiendo del tiempo e intensidad del procesamiento (Figura 2). El secado o deshidratación reduce los niveles por evaporación, degradación y co-destilación.
El puré o néctar de hortalizas puede ser realizado con temperaturas entre 85-90°C y estilización. La molienda de granos también permite la reducción de residuos en la trasformación de harinas. En la extracción de aceites, existe una gran variabilidad dependiendo de las características de los plaguicidas solubles en agua/aceite. En el horneado y fermentación también puede disminuir la presencia de residuos durante el almacenamiento. No obstante, la conserva de hortalizas, incluyendo lavado, remoción de cascaras y almacenamiento en frío pueden reducir hasta un 100% de residuos.
TECNOLÓGICAS TÉRMICAS
Los tratamientos con calor han sido utilizados para la preparación y preservación de hortalizas, utilizando la pasteurización, hervor, fritura y cocción, dependiendo del objetivo de procesamiento y el tipo de hortaliza. La reducción de los residuos de plaguicidas durante la aplicación de calor se logra a través de evaporación, co-destilación, degradación termal dependiendo de la naturaleza química de los residuos de plaguicidas tales como DDT, diazinón, malation, clorpirifós, chlorothalonil, dimetoato, metamidofós, metomilo.
TECNOLÓGICAS NO TÉRMICAS
Las tecnologías no térmicas son todas aquellas que no aplican calor como vector dentro de su uso y no generan rompimiento ni pérdida de moléculas útiles como pigmentos o nutrientes que están presentes en los alimentos. En los últimos años las tecnologías no térmicas como el ozono (Figura 4), procesamiento con alta presión, el ultrasonido, y luz ultravioleta UV-C (Figura 5) (200-280nm), agua con pulsos eléctricos, fluidos supercríticos, radiación gamma, plasma no térmico y microondas han sido utilizadas en la ciencia de los alimentos para reducir los efectos de plaguicidas que son acoplados a matrices alimenticias.
La utilización de estas tecnologías involucra la exposición de las hortalizas a oxidantes químicos y especies reactivas, para la remoción de un alto número de plaguicidas de diferentes estructuras químicas y reacciones de acoplamiento a las especies vegetales. Diferentes tecnologías han logrado realizar reducciones selectivas, a través de la oxidación de grupos de plaguicidas, que suelen ser muy contrastantes desde el punto de vista químico (solubilidad, lipofilicidad), incluyendo un grupo importante de organofosforados (insecticidas y fungicidas).
FACTORES DE PROCESAMIENTO DE HORTALIZAS FRESCAS (FP)
Los factores de procesamiento se calculan mediante una relación, entre las concentraciones de plaguicida en la hortaliza procesada y la concentración de plaguicida en la hortaliza cruda. Son condicionados por el rendimiento del procesamiento, se pueden usar para estimar el nivel de exposición de plaguicidas en el punto de consumo después del procesamiento, indicando los cambios en los niveles de concentración de los residuos durante el procesamiento, que es único para cada combinación de plaguicida/hortaliza/procesamiento/LMR de cada país. Para determinar el comportamiento de los residuos, los factores de procesamiento son relevantes para determinar la relación de la disipación o concentración en el producto.
Los FP son herramientas valiosas, tanto para concluir si las hortalizas procesadas se han producido de acuerdo con los LMRs de cada país, como para refinar las evaluaciones de exposición dietética y toxicidad del plaguicida. Los factores de procesamiento permiten un cálculo más realista de la ingesta de las sustancias activas y sus metabolitos. El índice identifica una reducción de plaguicida (FP por debajo de 1) o concentración del plaguicida (FP por encima de 1).
Sin embargo, no hay información específica para cada plaguicida en particular, técnica de procesamiento y tipo de hortaliza, dependiendo de la información que cada país genere para modificar las normativas y fiscalizaciones. En Chile, no hay evidencias científicas de PF para plaguicidas detectados en hortalizas y su cumplimiento respecto a los LMRs y su evaluación de riesgo.
LAS NORMAS DE VIGILANCIA Y FISCALIZACIÓN SON UNA PRIORIDAD
Las normas de vigilancia y fiscalización son una prioridad para las autoridades nacionales. Para proporcionar información sobre la seguridad química de los alimentos, se necesita mejorar los programas de monitoreo periódico para identificar el uso inadecuado de plaguicidas en la agricultura, considerando aspectos para los consumidores, como sus posibles exposiciones, riesgos para la salud asociados y el proceso de mitigación. Las decisiones sobre el nivel de residuos en hortalizas son parte del proceso de evaluación y aprobación de plaguicidas para su comercialización en Chile.
INIA apoya científicamente la toma de decisión por parte de las autoridades chilenas, para el fortalecimiento de la vigilancia de la inocuidad de hortalizas de consumo nacional, con el objetivo de implementar políticas y regulaciones apropiadas para reducir los posibles impactos en la salud humana.
Agradecimientos
Al Laboratorio de Residuos de Plaguicidas del Centro Regional INIA La Platina que se encuentra acreditado bajo ISO 17025:2017.
Desde este año, el Laboratorio ejecuta el Proyecto FONDECYT “Estudio de factores de procesamiento, sobre multiresiduos de plaguicidas en hortalizas frescas y su respectivo análisis de riesgo a la salud, en concordancia con los Límites Máximos de Residuos plaguicidas de Chile (LMR)” 11190872, que busca promover el procesamiento de hortalizas relevantes, desde el punto de vista de consumo en Chile, como lechuga, espinaca y tomate, para mitigar la presencia de residuos tóxicos de plaguicidas, a través de diferentes métodos de lavado y que promuevan el consumo de hortalizas inocuas y frescas acorde a la normativa vigente N° 33/2010 y 762/2011 de Chile.
REFERENCIAS
Eddleston M, Karalliedde L, Buckley N, Fernando R, Hutchinson G, Isbister G, Konradsen F, Murray D, Piola JC, Senanayake N, Sheriff R, Singh S, Siwach SB SL. 2002. Pesticide poisoning in the developing world–a minimum pesticides list. SourceCentre for Tropical Medicine, University of, Oxford, UK. Lancet. 360(9340):1163-7.
Elgueta S., Fuentes M., Valenzuela M., Zhao G., Liu S., Lu H., Correa A. 2019. Pesticide residues in ready-to-eat leafy vegetables from markets of Santiago, Chile and consumer’s risk. Food Additive and Contaminants: Part B. https://doi.org/10.1080/19393210.2019.1625975
Elgueta S., Moyano S., Sepúlveda P., Quiroz C., Correa A. 2017. Pesticide residue in leafy vegetables and human health risk assessment in North Central agricultural areas of Chile. Food Additives and Contaminants Part B. http://dx.doi.org/10.1080/19393210.2017.1280540
Elgueta, S., Valenzuela, M., Fuentes, M., Meza, P., Manzur, J.P., Liu, S., Zhao, G., Correa, A. 2020. Pesticide residues and health risk assessment in tomatoes and lettuces from farms of Metropolitan Region Chile. Molecules, 25(2), 355. https://doi.org/10.3390/molecules25020355
Handford CE, Elliott CT, Campbell K. 2015. A review of the global pesticide legislation and the scale of challenge in reaching the global harmonization of food safety standards. Integr Environ Assess Manag. 11:525–536.
Jardim ANO, Mello DC, Brito AP, van der Voet H, Boon PE, Caldas ED. 2018. Probabilistic dietary risk assessment of triazole and dithiocarbamate fungicides for the Brazilian population. Food Chem Toxicol. 118:317–327. https://doi.org/10.1016/j.fct.2018.05.002
RIAL, 2017. Food Information and Alerts Network ACHIPIA. Chilean Agency for Food Safety and Quality. Surveillance Season 2016 https://www.achipia.gob.cl/wp-content/uploads/2017/11/OR.Informe-RIAL-2016.pdf
RIAL, 2019. Food Information and Alerts Network ACHIPIA. Chilean Agency for Food Safety and Quality. Surveillance Season 2017. https://www.achipia.gob.cl/wp-content/uploads/2019/03/OR.Informe-RIAL-2017-baja-corregida.pdf
