UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LA MIXTECA

DETERMINACIÓN DE PESTICIDAS EN CULTIVOS

ORGÁNICOS DE Lactuca Sativa spp. MEDIANTE

CROMATOGRAFÍA DE GASES

Presenta

Luis Erick Mota Pacheco

MAESTRÍA EN CIENCIAS

Productos Naturales y Alimentos

HUAJUAPAN DE LEÓN, OAXACA. ENERO DEL 2011

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

2. CASO PRÁCTICO

3. OBJETIVOS

4. METODOLOGÍA

5. PERSPECTIVAS

6. BIBLIOGRAFÍA

INTRODUCCIÓN

PRODUCTOS ORGÁNICOS

INTRODUCCIÓN

Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria. SENASICA. Productos Orgánicos. http://www.senasica.gob.mx

INTRODUCCIÓN

1. ALTO VALOR NUTRICIONAL

• Mayor contenido en minerales, vitaminas, etc.

2. LIBRES DE RESIDUOS TÓXICOS

3. DISMINUYEN LA CARGA QUÍMICA AMBIENTAL

• Ayuda a reducir la contaminación.

• Reducir la erosión del suelo.

• Favorece la biodiversidad.

4. PRODUCTOS CONFIABLES

• Regulados por la ley de Productos Orgánicos.

INTRODUCCIÓN

1. COSTOS DE PRODUCCIÓN MAYORES

• Utilización de bioinsecticidas, insectos benéficos1.

• Mayor control poscosecha.

• Mayor control en transporte.

2. BAJA OFERTA

3. ALTA DEMANDA2

1. Agricultura y sector pecuario. Insectos benéficos y plagas en lucha biológica. http://www.agricultura.com.mx/cgi-bin/index.php.

2. Escarola. Productos orgánicos. ¿Por qué los alimentos orgánicos son más caros que los convencionales?. Bogotá. 2010.

CERTIFICACIÓN

INTRODUCCIÓN

http://www.somexpro.org

CERTIFICACIÓN

INTRODUCCIÓN

LEY DE PRODUCTOS ORGÁNICOS

http://www.somexpro.org

REGLAMENTO DE LA LEY DE PRODUCTOS ORGÁNICOS

NORMAS BÁSICAS DEL IFOAM

REGLAMENTO (CEE) N° 2092/91

ESTÁNDARES ORGÁNICOS DEL NOP

(NATIONAL ORGANIC PROGRAM)

CERTIFICACIÓN

INTRODUCCIÓN

• Resultados de análisis de laboratorio de residuos de pesticidas y otras

sustancias prohibidas.

• Procedimiento de muestreo y análisis de los residuos mencionados.

• Niveles > 5% de la tolerancia NO ORGÁNICO.

Programa Nacional Orgánico, Reglamento Final. Programa Nacional Orgánico (NOP). USDA ORGANIC.

PESTICIDAS

INTRODUCCIÓN

• Son sustancias naturales o sintéticas que se utilizan en el combate de las

plagas que atacan los cultivos y a los vectores que transmiten

enfermedades al hombre y a los animales.

Loera, R.; Albert, L. Los Plaguicidas, el ambiente y la salud. 1990. Centro de Ecodesarrollo. Xalapa, México.

NATURALES SINTÉTICOS

Nicotina DDT

Piretrinas 2,4 – D

Rotenona Malatión

Sabadilla Carbaryl

PESTICIDAS

INTRODUCCIÓN

100, 000 sustancias sintéticas

Mayor control

Mayor Almacenamiento

Mayor Producción

PESTICIDAS SINTÉTICOS1

INTRODUCCIÓN

1. Datos proporcionados por la brigada de promoción al desarrollo de la Universidad Tecnológica de la Mixteca.

2. Loera, R.; Albert, L. Los Plaguicidas, el ambiente y la salud. 1990. Centro de Ecodesarrollo. Xalapa, México.

3. Blanco, E. et al. Determinación de residuos de plaguicidas organofosforados en leche. Tecnología en Marcha. Vol.18, N° 2.

4. Isern, M.D. La química de los pesticidas y su metodología analítica. UCEL. Rosario, Argentina. 2002

Grupo Químico2 Características2 Polaridad2 Acción Tóxica Función

Organoclorados De estructura

cíclica con

átomos de cloro

Muy baja Moderadamente

aguda3.

Insecticidas

Organofosforados Ésteres de ácido

fosfórico

sustituidos

Baja De aguda a

crónica4.

Insecticidas

Carbamatos Ésteres N-

sustituidos del

ácido carbámico

Baja Menos tóxicos

que los

organofosforados

Insecticidas

Dicarboxiimidas Sulfonamidas e

imidas N-cíclicas

Muy baja Muy Baja Fungicidas

PESTICIDAS SINTÉTICOS1

INTRODUCCIÓN

2. Loera, R.; Albert, L. Los Plaguicidas, el ambiente y la salud. 1990. Centro de Ecodesarrollo. Xalapa, México.

3. Blanco, E. et al. Determinación de residuos de plaguicidas organofosforados en leche. Tecnología en Marcha. Vol.18, N° 2.

4. Isern, M.D. La química de los pesticidas y su metodología analítica. UCEL. Rosario, Argentina. 2002

EndosulfánMalatión

CarbofuránCaptan

CRITERIOS DE RIESGO

INTRODUCCIÓN

1. Producción, distribución y liberación.

2. Presencia de sustancias secundarias.

3. Persistencia y transformación.

4. Bioacumulación y biomagnificación.

5. Población expuesta.

6. Toxicidad y grado de exposición.

7. Efectos físicos y químicos en el ambiente.

CASO PRÁCTICO

MERCADO ORGÁNICO “EL POCHOTE”

CASO DE ESTUDIO

http://www.rioaxaca.com

• Ubicado los viernes y sábados en Rayón 411, esquina con Xicoténcatl

en Oaxaca, México.

• Conformado por 30 comerciantes de productos orgánicos.

HUERTO ORGÁNICO “ÁRBOL DE LA VIDA”

CASO DE ESTUDIO

http://www.flickr.com/photos/arboldelavida/

• Ubicado en la carretera El Tule-Mitla en Oaxaca, Méx.

• Comercializa diversos vegetales:

• Cebolla.

• Rábanos.

• Ejotes.

• Lechuga

HUERTO ORGÁNICO “ÁRBOL DE VIDA”

CASO DE ESTUDIO

• Certificar la lechuga producida, como “orgánica”.

• Análisis de alimentos, para determinar trazas de plaguicidas.

• Certificar así cada uno de los alimentos producidos en el huerto.

http://www.flickr.com/photos/arboldelavida/

OBJETIVOS

1. Determinar la metodología de muestreo y preparación de la

muestra adecuada para Lactuca sativa spp.

2. Plantear la metodología de extracción de pesticidas en Lactuca

sativa spp., y separación de los mismos a través de cromatografía de

gases.

• Captan

• Carbofurán

• Endosulfán

• Malatión1.

3. Proponer una metodología para la identificación de los pesticidas

obtenidos.

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

MUESTREO1

METODOLOGÍA

1. Directiva 2002/63/CE del Diario oficial de las comunidades europeas. URL: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32002L0063:ES:HTML

2. Lechuga. FAXA. http://www.faxsa.com.mx/semhort1/c60le001.htm

Características2:

•Producto en estado óptimo

•Tamaño.

•Forma.

•Turgencia

•Sin daños en su estructura.

Huerto Orgánico “Árbol de la Vida”

Aleatoriamente

5 lechugasBolsas de Plástico

Transporte en Hielo

Refrigeración Análisis

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

METODOLOGÍA

Muestra BrutaDeshojado y

troceadoLavado con agua

y jabón

Reposo y escurrimiento

Molienda

Homogeneización

Muestra homogénea

Alícuotas de 10 mL

Extracción

1. Ramírez, M, L. Determinación de pesticidas en vegetales mediante cromatografía de gases – espectrometría de masa/masa. Universidad Tecnológica de la Mixteca. 2009.

2. Aldana, M. Determinación de insecticidas organofosforados en nopal fresco y deshidratado. Revista Fitotecnia Mexicana.2008

PREPARACIÓN DE ESTÁNDARES

METODOLOGÍA

Soluciones patrón de pesticidas

Diluciones de 5 ppm de cada

solución patrón de pesticidas

Solución patrón de cafeína

Dilución de 5ppm de la

solución patrón de cafeína.

Inyección al cromatógrafo por pares a igual concentración:

• Pesticida - Cafeína

Obtención del cromatograma.

Cálculo del Factor de respuesta

2. Harris, D. Análisis Químico Cuantitativo. Tercera edición. Editorial Reverté. Barcelona, España. 2009

EXTRACCIÓN

METODOLOGÍA

2. Lafont, F. Microextracción en fase sólida. Aplicaciones en el análisis de residuos de pesticidas. Universidad Córdoba.

• EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO / SÓLIDO-LÍQUIDO

• Es el método más empleado.

1. Extracción con disolventes.

2. Extracción en fase sólida.

3. Derivatización.

4. Utilización de disolventes.

Utilizacion de split/splitless

Utilización de carbofrit.

• MICROEXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA

• Ideal para el análisis de trazas.

• No utiliza disolventes.

METODOLOGÍA

2. Hernández, J. Nuevas metodologías de análisis de pesticidas por electroforesis capilar. Universidad de la Laguna. 2005.

METODOLOGÍA

• FIBRA A UTILIZAR

• Polidimetilsiloxano (PDMS): No polar.

• 30 µm: Adecuada para la extracción de volátiles1.

• EXTRACCION HEAD SPACE (HS), MODO ESTÁTICO

2. Hernández, J. Nuevas metodologías de análisis de pesticidas por electroforesis capilar. Universidad de la Laguna. 2005.

EXTRACCIÓN CON HS-SPME1

METODOLOGÍA

Acondicionamiento: Desorción térmica

250°C/1 h.

Agregación de 0.5 ppm de

Cafeína a 10 mL de muestra.

Acondicionamiento de la muestra: 2 g

NaCl2.

Muestra:

*50% HS

*Vial con 20 mL

Inyección/Extracción:

30 minutos/40°C

Retracción de la fibra

Inyección al GC

1. Fernández, M. Estudio del comportamiento fotoquímico y determinación de compuestos fitosanitarios en matrices ambientales y alimentarias. Universidad de Santiago de compostela. España.

2. Lafont, F. Microextracción en fase sólida. Aplicaciones en el análisis de residuos de pesticidas. Universidad Córdoba-

ANÁLISIS DEL EXTRACTO

METODOLOGÍA

1. Hernández, J. Nuevas metodologías de análisis de pesticidas por electroforesis capilar. Universidad de la Laguna. 2005

• CROMATOGRAFÍA DE GASES1

• Técnica más empleada para análisis residual.

• Rango de µg/L, incluso ng/L.

• Se utiliza para pesticidas que se volatilizan fácilmente.

• Temperaturas menores a 250°C.

• Polaridades bajas o intermedias.

• DETECTOR MS

• Analizador de masa.

• Amplia biblioteca con espectros de pesticidas.

• Triple cuadrupolo.

• Permite realizar análisis masa/masa.

• Selectividad y sensibilidad de pesticidas en frutas y

vegetales2.

CROMATOGRAFÍA

METODOLOGÍA

2. Varian FactorFour GC Columns. http://www.varianinc.com.

• CROMATOGRAFO1

• Gases 3800 Varian (Varian Instruments Sunnyvale, CA)

• Inyector splitless.

• Gas acarreador: Helio 99.9999% de pureza

• COLUMNA2

• FactorFour VF-1ms

• Bajo sangrado.

• 100% dimetilpolisiloxano.

• Se recomienda cuando el detector será MS.

• CP8930

• N/M: 6050; Sangrado: 0.5 pA.

• Diámetro interno: 0.32 mm.

• Grosor de película: 0.1 µm.

• Longitud: 60 m.

DETECTOR

METODOLOGÍA

Ramírez, M, L. Determinación de pesticidas en vegetales mediante cromatografía de gases – espectrometría de masa/masa. Universidad Tecnológica de la Mixteca. 2009.

• DETECTOR

• Espectrómetro de masa de triple cuadrupolo Varian 1200L.

• Fuente de electrones: Ionización electrónica.

CONDICIONES DEL ANÁLISIS

METODOLOGÍA

• INYECCIÓN

• Splitless.

• 230 °C.

• GAS ACARREADOR

• 1 mL/min.

• TEMPERATURA DEL HORNO

• De 100 – 280 °C a razón de

20 °C/min.

• DETECTOR

• Modo de impacto

electrónico.

PERSPECTIVAS

• CAMBIOS EN LA TÉCNICA SPME

• Ensayar:

• Diferentes Volúmenes.

• Diferentes alturas de la superficie a la columna.

• Tiempos de exposición.

• Temperaturas y tipo de agitación.

• ENSAYOS EN CONDICIONES DE OPERACIÓN

• Tiempo de desorción en el inyector.

• Temperatura del horno, gradiente de temperatura.

• Flujo del helio.

• LLEVAR A CABO EL ANÁLISIS ADECUADO

• CERTIFICACIÓN

• CERTIFICACIÓN DE LOS PRODUCTOS RESTANTES DE “EL ÁRBOL DE LA VIDA”

BIBLIOGRAFÍA

1. Agricultura y sector pecuario. Insectos benéficos y plagas en lucha biológica.http://www.agricultura.com.mx/cgi-bin/index.php.

2. Aldana, M. Determinación de insecticidas organofosforados en nopal fresco y deshidratado. RevistaFitotecnia Mexicana.2008

3. Blanco, E. et al. Determinación de residuos de plaguicidas organofosforados en leche. Tecnología enMarcha. Vol.18, N° 2.

4. Brigada de promoción al desarrollo de la Universidad Tecnológica de la Mixteca.5. Directiva 2002/63/CE del Diario oficial de las comunidades europeas. URL: http://eur-

lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32002L0063:ES:HTML6. Escarola. Productos orgánicos. ¿Por qué los alimentos orgánicos son más caros que los convencionales?.

Bogotá. 2010.7. Fernández, M. Estudio del comportamiento fotoquímico y determinación de compuestos fitosanitarios

en matrices ambientales y alimentarias. Universidad de Santiago de compostela. España.8. 2. Harris, D. Análisis Químico Cuantitativo. Tercera edición. Editorial Reverté. Barcelona, España. 20099. Hernández, J. Nuevas metodologías de análisis de pesticidas por electroforesis capilar. Universidad de la

Laguna. 2005.10. Isern, M.D. La química de los pesticidas y su metodología analítica. UCEL. Rosario, Argentina. 200211. Lafont, F. Microextracción en fase sólida. Aplicaciones en el análisis de residuos de pesticidas.

Universidad Córdoba.12. Lechuga. FAXA. http://www.faxsa.com.mx/semhort1/c60le001.htm13. Loera, R.; Albert, L. Los Plaguicidas, el ambiente y la salud. 1990. Centro de Ecodesarrollo. Xalapa,

México.14. Programa Nacional Orgánico, Reglamento Final. Programa Nacional Orgánico (NOP). USDA ORGANIC.15. Ramírez, M, L. Determinación de pesticidas en vegetales mediante cromatografía de gases –

espectrometría de masa/masa. Universidad Tecnológica de la Mixteca. 2009.16. RIO OAXACA. http://www.rioaxaca.com17. Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria. SENASICA. Productos Orgánicos.18. SOMEXPRO. http://www.somexpro.org19. SENASICA. http://www.senasica.gob.mx20. Varian FactorFour GC Columns. http://www.varianinc.com.

¡¡¡GRACIAS!!!

Presenta

PESTICIDAS SINTÉTICOS

INTRODUCCIÓN

• ORGANOCLORADOS:

• Liposolubles, solubles en disolventes orgánicos de baja polaridad.

• Tienen estructura cíclica y átomos de cloro.

• Halogenados de hidrocarburos alicíclicos.

• Halogenados de hidrocarburos aromáticos.

• Halogenados de hidrocarburados ciclodiénicos.

• Su acción tóxica se dirige al sistema nervioso.

• Sobre-excitación del cerebro.

INTRODUCCIÓN

• ORGANOFOSFORADOS:

• Generalmente ésteres de ácido fosfórico sustituidos.

• Alto grado de toxicidad.

• Biodegradables, no se acumulan en el organismo.

• Son los de mayor uso.

• Ejemplos: Demetión, malatión (insecticida) , fosfolán, etc.

• La intoxicación provoca mala transmisión en los impulsos

nerviosos.

INTRODUCCIÓN

• CARBAMATOS:

• Ésteres N-sustituidos del ácido carbámico.

• La toxicidad depende de la longitud de las cadenas laterales.

• Ejemplo: Carbofurán (insecticida).

• Se absorben fácilmente a través de la piel.

• Provocan debilidad, anorexia, pérdida de la memoria y temblores

musculares.

Dart, R.C.; et al. 2003. Medical Toxicology. 3rd. Edition. Editorial Lippincott Williams & Wilkins. USA.

INTRODUCCIÓN

• DICARBOXIIMIDAS:

• Aquí se agrupan las sulfonamidas y las imidas N-cíclicas.

• Sufren degradación hidrolítica y/o fotolítica en suelos, plantas y

animales.

• Ejemplos: El captan (fungicida), folpet y captafol Control de

mohos.

• Se absorben en el tracto intestinal.

Roberts, T.; Hutson, D. 1999. Metabolic Pathways of Agrochemicals. Insecticides and Fungicides. The Royal Society of Chem. U.K.

INTRODUCCIÓN

COMPARACIÓN EN TOMATE: Niveles equivalente de

minerales por 100 gramos.

Boletín de la Asociación Vida Sana. 2002

MINERAL ORGÁNICO CONVENCIONAL

Calcio 23 4.5

Magnesio 59.2 4.5

Potasio 148.3 58.6

Sodio 6.5 0

Manganeso 68 1

Cobre 53 0

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