toxicologia alimentaria, Apuntes de Toxicología

¡Descarga toxicologia alimentaria y más Apuntes en PDF de Toxicología solo en Docsity!

TOXICOLOGÍA

LABORATORIO

TRABAJO PRACTICO N 1

DETERMINACION DE NITRITOS

INTRODUCCIÓN.

Si bien la presencia de nitritos es común en muchos productos cárnicos, una fuente de contaminación suele ser el agua, a través de su contenido en nitratos. El peligro del nitrato, una sustancia que en sí misma no es tóxica, reside en su transformación química en nitrito. La presencia de cantidades excesivas de nitratos en las aguas puede provocar en los lactantes efectos mortales (cianosis) por la formación de metahemoglobina, y en adultos, nitrosaminas, cancerígenas, por la reacción de nitratos con aminas y aminoácidos. El agua contaminada con nitratos es responsable de la formación de metahemoglobina en lactantes. Esta intoxicación, provocada por la absorción de nitratos, es debida a los nitritos formados por reducción producto de la actividad bacteriana. Los nitritos, al ser absorbidos, pasan a la sangre para combinarse con la hemoglobina, dando lugar a la formación de metahemoglobina, reduciendo de esta manera la capacidad de transporte del oxígeno. Esto no ocurre en niños de mayor edad ni en adultos, ya que al presentar mayor acidez gástrica, no se produce proliferación bacteriana en los tramos altos del intestino, con lo cual no se generan las condiciones reductoras mencionadas. Tanto nitratos como nitritos son rápidamente absorbidos, los nitratos se eliminan con facilidad mientras que los nitritos reaccionan con la hemoglobina para formar metahemoglobina, que en los adultos se transforma en oxihemoglobina por reducción a partir de la enzima NADH-metahemoglobina reductasa. La existencia de nitratos o nitritos puede, además de la metahemoglobinemia, favorecer la formación de nitrosaminas, a partir de reacciones con aminas secundarias-terciarias contenidas en alimentos. El origen de las nitrosaminas en el organismo puede ser exógeno a partir de vegetales, alcohol, cigarrillos, productos de síntesis, etc., o endógenos por su formación in vivo a partir de aminas (esto es complicado pues la reducción de nitratos necesita un pH superior a 5, mientras que la reacción de nitritos sobre las aminas secundarias requiere un pH inferior a 3).

DETERMINACION DE NITRITOS EN AGUA

La cantidad de nitritos en agua es bastante variable, según el origen de las mismas y el grado de contaminación que han sufrido. En el presente procedimiento emplearemos el método de la sulfanilamida, que tiene una sensibilidad de detección del orden de algunos microgramos/litro. Por tanto, es muy importante tomar todas las precauciones necesarias para la pureza de los reactivos y la limpieza del material de vidrio. Bajo la acción de fenómenos biológicos, el equilibrio entre el amoniaco, los nitritos y nitratos puede variar rápidamente. Así pues, conviene proceder a la determinación de los nitritos inmediatamente después de tomar la muestra, o bien añadir 40 mg de bicloruro de mercurio por litro y conservarla a 4 C.

Método de la sulfanilamida.

solución clarificante se realiza una reacción de color que se lee espectrofotométricamente. Técnica: Pesar 10 gramos de la muestra previamente picada en un vaso de precipitados de 250 ml, añadir unos 50 ml de agua destilada a 80 C. Con una varilla de vidrio se rompen los grumos, y se mantiene a esta temperatura durante 1 hora. Enfriar y llevar a un matraz de 250 ml. Agregar unos 50 ml de agua, 5 ml de solución carrez N 1 y 5 ml de solución carrez N 2. Agitar bien y llevar a volumen. Filtrar 50 de esta solución y proceder como en el análisis de aguas.

Calcular la concentración de nitritos en ppm.

TRABAJO PRÁCTICO N 2

DETERMINACION DE NITRATOS

Método del salicilato sódico

Principio: Los nitratos reaccionan con el salicilato de sodio para obtener paranitrosalicilato de sodio de color amarillo, que se puede leer en un espectrofotómetro.

Reactivos:

• Sc. acuosa de salicilato sódico al 5%. Prepararla cada 24hs.
• Acido sulfúrico concentrado (d=1,84).
• Sc. de hidróxido de sodio y tartrato doble de sodio y potasio:

Hidróxido de sodio 400 g Tartrato doble de sodio y potasio 60 g Agua destilada hasta enrase 1000 ml

Disolver las sales en agua, dejar y completar a 1000 ml. Se debe conservar en frasco de polietileno.

• Sc. madre de NO 3 -^ de 1000 ppm:

Nitrato de potasio anhidro 1,6306 g Agua destilada hasta enrase 1000 ml Cloroformo (para conservar) 1 ml

• Sc. de NO 3 -^ de 100 ppm: Diluir la solución madre 1:

Preparación de la curva de calibración:

En una serie de cápsulas o vasos de precipitados de 60 ml introducir sucesivamente:

B Nº 1 Nº 2 Nº 3 Nº 4 Nº 5

Sc. de NO 3 -^ de 100 ppm 0 0.5^ 1.0^ 1.5^ 2.0^ 5.

Agua destilada c.s.p. 10 10 10 10 10 10

Concentración de NO 3 -^ en ppm 0 5 10 15 20 50

Sc. de salicilato sódico (ml) 1 1 1 1 1 1

TRABAJO PRÁCTICO Nº 3

DETERMINACIÓN DE MERCURIO.

Descripción general

El mercurio (Hg) y sus sales inorgánicas son usadas en la manufactura de termómetros, filtros, pinturas, explosivos, lámparas, equipamiento eléctrico y baterías. El mercurio inorgánico no presenta una elevada toxicidad por ingestión, ya que ni el metal ni sus sales inorgánicas atraviesan de forma efectiva la pared intestinal. Sin embargo, el mercurio metálico es muy tóxico por inhalación, es capaz de atravesar las membranas pulmonares y penetrar en el torrente sanguíneo (incluso penetrar en el cerebro). Una vez allí, es probable que el metal se oxide y se una a los grupos sulfhidrilo de las proteínas. Por esta razón, no es recomendable la manipulación de mercurio metálico. El dietil mercurio, dimetil mercurio y una variedad de compuestos mercúricos, incluyendo compuestos mercuriales inorgánicos, se utilizaron como fungicidas sobre semillas y bulbos en tierras con césped. Particularmente, el cloruro de mercurio (HgCl 2 ) es extremadamente tóxico y la ingestión de 1 gramo puede provocar una intoxicación fatal en un adulto. Como el antimonio, arsénico y bismuto, el mercurio puede detectarse a partir del test de Reinsch.

Sintomatología clínica

El mercurio elemental se absorbe muy poco en el aparato gastrointestinal y no es considerado tóxico por esta vía. Los vapores de mercurio son absorbidos a través de piel y por vía respiratoria y producen estomatitis, se incrementa la salivación, gusto metálico, diarrea y falla renal. La ingestión de sales de mercurio produce dolor gástrico, vómitos, diarrea sanguinolenta y también falla renal que usualmente causa la muerte. Los compuestos mercuriales son concentrados en el sistema nervioso central y producen ataxia y convulsiones. El tratamiento es sintomático y de soporte y debe incluir terapia con quelantes. La concentración de mercurio en sangre y orina son buenos indicadores de exposición pero sólo métodos de espectrofotometría de absorción atómica son confiables para estos casos.

Fuentes de contaminación

La toxicidad del mercurio se asocia casi exclusivamente al consumo de pescados (esta fuente representa el 94% de la exposición humana al mercurio). Las bacterias reductoras de sulfatos (presentes en sedimento) generan metil mercurio que eliminan a las aguas circundantes. El metil mercurio es absorbido por los peces, ya sea por el paso de agua a través de las escamas o a través de sus suministros de alimentos. El ión CH 3 Hg+^ está presente en el medio salino como CH 3 HgCl, el cual atraviesa las membranas biológicas distribuyéndose entre los distintos tejidos del pez. Una vez en los tejidos, el cloruro es desplazado del compuesto por los grupos sulfhidrilo de los aminoácidos y péptidos. Debido a la elevada afinidad del mercurio por los grupos sulfhidrilo, la eliminación del mercurio es muy lenta, por lo tanto, se bioacumula (en los tejidos) cuando el pez grande se come al pez chico.

Ensayo cualitativo de Reinsch

Muestras : Bebidas, pescados, conservas.

Reactivos

• Ácido clorhídrico concentrado (densidad relativa 1,18).
• Solución de ácido clorhídrico 2M.
• Lámina o malla de cobre (5 x 10 mm) o alambre (2-3 cm).
• Solución del ácido nítrico (500 ml/l).

Procedimiento : Inmediatamente antes de usar la lámina, limpiarla con ácido nítrico hasta que el cobre adquiera una superficie luminosa. Enjuagar la lámina de cobre con agua destilada, colocarla en un erlenmeyer de 100 ml y agregar 10 ml de ácido clorhídrico concentrado y 20 ml de solución a investigar. Calentar en un baño de agua hirviente, bajo campana, durante 1 hora. Mantener el volumen de la solución agregando ácido clorhídrico diluído cuando sea necesario. Enfriar y suavemente lavar la lámina de cobre con el agua destilada.

Resultados : Brillo plateado – Mercurio

TRABAJO PRÁCTICO Nº 4

Como con el antimonio, bismuto y el mercurio, el arsénico puede detectarse e identificarse con la ensayo de Reinsch.

Ensayo cualitativo de Reinsch

Reactivos:

• Ácido clorhídrico concentrado (densidad relativa 1,18).
• Solución de ácido clorhídrico (2 mol/l).
• Lámina o malla de cobre (5 x 10 mm) o alambre (2-3 cm).
• (^) Solución del ácido nítrico (500 ml/l).

Procedimiento: Inmediatamente antes de usar la lámina, limpiarla con ácido nítrico hasta que el cobre adquiera una superficie luminosa. Enjuagar la lámina de cobre con agua destilada, colocarla en un erlenmeyer de 100 ml y agregar 10 ml de ácido clorhídrico concentrado y 20 ml de solución a investigar. Calentar en un baño de agua hirviente, bajo campana, durante 1 hora. Mantener el volumen de la solución agregando ácido clorhídrico diluido cuando sea necesario. Enfriar y suavemente lavar la lámina de cobre con el agua destilada.

Resultados: Las manchas en el cobre de color negro mate (sin brillo) indican presencia de Arsénico

Sensibilidad: 5 mg/l.

TRABAJO PRÁCTICO Nº 5

COLORANTES ALIMENTICIOS.

Introducción.

El color es una de las cualidades sensoriales más importantes e influye a la hora de aceptar o rechazar algunos alimentos. Aunque el hecho de añadir color pueda ser meramente cosmético, no hay duda de su importancia en la percepción por parte del consumidor, y en la asociación del color a un sabor específico y a la intensidad de dicho sabor. Se suele añadir colorantes a los alimentos para:

• Compensar la pérdida de color del alimento, debido a su exposición a la luz, al aire, a temperaturas extremas, a las condiciones de humedad y almacenamiento.
• Compensar las variaciones naturales o estacionales de la materia prima o los efectos de su procesamiento.
• Realzar los colores que un determinado alimento tiene de forma natural, pero que son menos intensos que los que se asocian normalmente a dicho alimento.

La ley varía mucho, dependiendo del país, así por ejemplo en los países nórdicos están prohibidos casi todos los colorantes sintéticos mientras que en otros países están autorizados, y en la mayoría de los casos se busca el balance entre la seguridad de su ingestión y el beneficio tecnológico y económico.

Los colorantes pueden ser:

• Naturales.
• Sintéticos.
• Lacas alumínicas.
• (^) Pigmentos inorgánicos (colorantes solo para superficie).

Identificación.

Los colorantes están identificados a través del Sistema Internacional Numérico (INS) o por el código de Unión Europea (UE), entre E-100 y E-180. La “E” indica que un aditivo ha sido aprobado por la UE, y es un sistema práctico que permite rotular los aditivos permitidos en todos los idiomas de la UE. Los colorantes naturales pueden ser de origen mineral, vegetal o animal, aunque esto no signifique que necesariamente sean inocuos.

Los colorantes artificiales son solubles en agua, debido a la presencia de grupos del ácido sulfónico, y en consecuencia son fáciles de emplear. Sin embargo, también se presentan en forma insoluble como lacas con hidróxido de aluminio, que se añaden a productos sólidos para evitar que “destiñan”.

Además de mucho más fáciles de utilizar que los colorantes naturales, los colorantes artificiales son en general más resistentes a los tratamientos térmicos, al pH extremo, a la luz, etc. Solamente la eritrosina, el índigo y el verde lisamina son relativamente sensibles a la acción de la luz.

AMARANTO E 123

Este colorante rojo se ha utilizado como aditivo alimentario desde principios de siglo. Sin embargo, a partir de 1970 se cuestionó la seguridad de su empleo. En primer lugar, dos grupos de investigadores rusos publicaron que esta sustancia era capaz de producir en animales de experimentación tanto cáncer como defectos en los embriones. Esto dio lugar a la realización de diversos estudios en Estados Unidos, que llegaron a resultados contradictorios. Sin embargo, si que quedó claro que uno de los productos de la descomposición de este colorante por las bacterias intestinales era capaz de atravesar en cierta proporción la placenta. Por otra parte, también se ha indicado que este colorante es capaz de producir alteraciones en los cromosomas. Aunque no se pudieron confirmar fehacientemente los riesgos del amaranto, la administración estadounidense, al no considerarlo tampoco plenamente seguro, lo prohibió en 1976. En la Unión Europea está aceptado su uso, pero limitado a algunas bebidas alcohólicas.

ROJO PONCEAU 4R E 124

También llamado “rojo cochinilla A”, aunque no tiene relación con la auténtica cochinilla (E 120), que es un colorante natural.

Se utilizar para dar color “frambuesa” a caramelos, productos de pastelería, helados, derivados cárnicos, etc. No está permitido en Estados Unidos, se ha discutido su posible efecto cancerígeno en experimentos realizados con hámsters, con dosis muy altas (los resultados sobre ratas y ratones son negativos).

NEGRO BRILLANTE E 151

Se utiliza casi exclusivamente para colorear derivados del caviar. No se permite su uso en los Países Nórdicos, Estados Unidos, Canadá y Japón. Se ha indicado la posibilidad de que pueda afectar a algunas personas alérgicas a la aspirina y también a algunos asmáticos.

Otros tipos de colorantes.

Además de los colorantes azoicos, se utilizan en los alimentos algunos otros colorantes de distintas familias químicas

AMARILLO DE QUINOLEINA E 104

Se conoce también como “amarillo de quinolina” o “amarillo ácido 3”. Este colorante es una mezcla de varias sustancias químicas muy semejantes entre sí, que difieren en el número y la posición de los grupos sulfónicos sobre el primero de los anillos aromáticos. Se utiliza en bebidas refrescantes y alcohólicas, y en la elaboración de productos de repostería, conservas vegetales, derivados cárnicos o de pescado (como color de “ahumado”), etc. Aunque no existen datos que indiquen eventuales efectos nocivos a las concentraciones utilizadas en los alimentos, no está autorizado como aditivo alimentario en Estados Unidos, Méjico y Japón, entre otros países, pero sí en Australia, Canadá o Chile.

ERITROSINA E 127

Una característica peculiar de la eritrosina es la de incluir en su molécula 4 átomos de yodo, lo que hace que este elemento represente más de la mitad de su peso total.

La eritrosina ha sido el colorante más popular en los postres lácteos con aroma de frutilla. Se utiliza en postres aromatizados, en mermeladas, especialmente en la de frutilla, en caramelos, derivados cárnicos, patés de atún o de salmón, y en algunas otras aplicaciones. Es un colorante muy eficaz para teñir las guindas en conserva, ya que se fija a ellas y no destiñe. Su principal inconveniente desde el punto de vista tecnológico es que es relativamente sensible a la acción de la luz. En Estados Unidos, donde también está autorizado, tiene el código FD&C Red # 3. Se utiliza también en el coloreado de algunos medicamentos, y para visualizar la placa dental en odontología.

La eritrosina a dosis muy elevadas (4% en la dieta de animales de experimentación) produce alteraciones en la tiroides, que pueden llegar en algunos casos hasta el desarrollo de tumores. Este efecto, debido probablemente a su alto contenido en yodo, no se produce a dosis bajas. Sin embargo, aunque en su forma original se absorbe muy poco, no se conoce bien hasta qué punto el metabolismo de las bacterias intestinales puede producir su descomposición, originando substancias más sencillas, o yodo libre, que sean más fácilmente absorbibles. También se puede liberar el yodo si la eritrosina se somete a un calentamiento muy intenso. En esta línea se ha ido tendiendo a limitar algunas de sus aplicaciones, especialmente las dirigidas al público infantil.

Colorantes no autorizados

Obviamente, existen miles de colorantes “no autorizados”, ya que lo son todos excepto aquellos autorizados específicamente. Algunos se utilizan ocasionalmente de forma ilegal, especialmente en países con menores controles que los de la Unión Europea.

Uno de los más peligrosos es el llamado “amarillo mantequilla”, dimetilazobenceno, utilizado como colorante de grasas hasta que en 1937 se descubrió que era un potente cancerígeno hepático.

Es un colorante de tipo “azo”, pero apolar y que se absorbe en el tubo digestivo, lo que es una de las razones fundamentales de su carcinogenicidad.

El colorante “rojo Sudan I” no está autorizado en la Unión Europea, dado que es también un potencial cancerígeno, pero aparece con cierta frecuencia, de forma ilegal, en lotes de especias importadas de terceros países.

IDENTIFICACIÓN DE COLORANTES Y SEPARACIÓN POR TLC

Una TLC es un método rápido y eficaz para la identificación y separación de mezclas de colorantes. La técnica descripta a continuación se utiliza para la identificación rápida de los colorantes permitidos por el CAA. El esquema general de trabajo comprende las siguientes etapas:

1. Preparación de la muestra.

2. Determinación de las condiciones de corrida.

3. Placa.

4. Solvente de desarrollo.

5. Técnica cromatográfica.

6. Selección de patrones.

7. Siembra de la muestra.

8. Desarrollo del cromatograma.

9. Comparación de las manchas de la muestra con los patrones.

Técnica:

Como muestra emplearemos solución acuosa de colorantes extraídos y posterior concentración por calentamiento hasta aproximadamente 1 ml (evitando la carbonización). Se usará TLC placas de aluminio con sílice. Como solvente de corrida se empleará una mezcla amoníaco (d= 0.88 g/cc): agua destilada, 1:99 v/v. Se empleará cromatografía ascendente.

Trazar con un lápiz una línea a 2 cm del extremo de la placa que va en contacto con el líquido de desarrollo, y otra línea a 15 cm de la primera. Marcar los puntos de aplicación sobre la primera línea a una distancia no menor de 2 cm entre sí y del borde lateral. Sembrar la solución de colorantes aislados por medio de un capilar en los puntos marcados, teniendo la precaución que las manchas no superen los 0.5 cm de diámetro. Reforzar la mancha secando al aire o con secador de pelo, volviendo a sembrar en el mismo lugar, hasta obtener una intensidad adecuada. Sembrar también los patrones, logrando una intensidad similar a la de las manchas. Se utilizarán cubas de vidrio (la placa debe tener por lo menos 3 cm menos de ancho que la cuba). El solvente de corrida se coloca en la cuba y de deja media hora con la tapa puesta para que se sature el ambiente interior. Luego, se baja la placa hasta depositarla en el fondo de la cuba. Se inicia la corrida, se retira la placa, se deja secar. Se comparan las manchas problema con las correspondientes a los patrones sembrados.

LISTADO DE COLORANTES

E 100 Curcumina Colorante Natural

E 101i Riboflavina Colorante Natural

E 101ii Rivoflavina 5-fosfato Colorante Natural

E 102 Tartrazina Colorante Sintético

E 104 Amarillo de quinoleína Colorante Sintético

E 122 Azorrubina, carmoisina Colorante Sintético

E 123 Amaranto Colorante Sintético

E 124 Ponceau 4R, rojo cochinilla A Colorante Sintético

E 127 Eritrosina Colorante Sintético

E 128 Rojo 2 G Colorante Sintético

E 129 Rojo allura AC Colorante Sintético

E 131 Azul patente V Colorante Sintético

E 132 Indigotina, carmín índigo. Colorante Sintético

E 133 Azul brillante FCF Colorante Sintético

E 104i Clorofilas Colorante Natural

E 140ii Clorofilinas Colorante Natural

E 141i Complejos cúpricos clorofilas Colorante Natural

E 141ii Complejos cúpricos clorofilinas Colorante Natural

E 142 Verde S Colorante Sintético

Determinación de bromato de potasio en harina de trigo.

El procedimiento se basa en el poder oxidante del ión bromato en medio ácido, que en presencia de yoduro de potasio libera yodo, el cual es valorado con solución de tiosulfato de sodio.

Reactivos:

• Sc NaOH 0,18N: Disolver 7.2 g de NaOH en 1000 ml de agua destilada.
• Sc ZnSO 4 0,18N: Disolver 28.26 g de ZnSO 4 en 1000 ml de agua destilada.
• Sc KBrO 3 0,1N: Pesar 0.2784 g de KBrO 3 previamente secado (1 hora a 105º C) y llevar a 100 ml con agua destilada.
• Sc KBrO 3 0,001N: Tomar 1 ml de Sc KBrO 3 0,1N y diluir con agua destilada a 100 ml.
• Solución de Na 2 S 2 O 3 0,1N: Disolver 26 g de Na 2 S 2 O 3 .5H 2 O y 200 mg de carbonato de sodio en 1000 ml de agua destilada recientemente hervida y enfriada.
• Solución de Na 2 S 2 O 3 0,001N: Disolver 100 ml de solución de Na 2 S 2 O 3 0,1N en 1000 ml de agua destilada recientemente hervida y enfriada. Valorar en el momento con la solución patrón de KBrO 3 0,001N.
• Solución de (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O al 3%: Diluir 3 g de (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O en 100 ml de agua destilada.
• Solución de H 2 SO 4 4N: Diluir 21,5 ml de H 2 SO 4 al 97% en 100 ml de agua destilada.

Valoración del Na 2 S 2 O 3 0,001N

1. Trasvasar 10 ml de solución KBrO 3 0,001N y agregar 1 gota de molibdato de

amonio al 3%, 10 ml de H 2 SO 4 4N, 3 ml de KI al 30%, 10 ml de agua destilada y 3 ml de solución de almidón al 1%.

2. Titular con solución Na 2 S 2 O 3 0,001N hasta desaparición del color azul del yodo

en presencia del almidón.

3. Calcular la normalidad:

N = 10 x 0,001/volumen en ml de Na 2 S 2 O 3 gastados.

Procedimiento:

1 Pesar 10 g de harina y agregar 200 ml de agua destilada, agitando

constantemente por al menos 5 minutos (agitador magnético).

2 Agregar 25 ml de solución de ZnSO 4 0,18N y 25 ml de solución de NaOH 0,18N.

3 Continuar agitando por 5 minutos, y filtrar.

4 Trasvasar 50 ml del filtrado a un erlenmeyer de 250 ml, y agregar 1 gota de

molibdato de amonio al 3%, 10 ml de H 2 SO 4 4N, 3 ml de KI al 30%, 10 ml de agua destilada y 3 ml de solución de almidón al 1%.

5 Titular con solución de Na 2 S 2 O 3 0,001N (preparada y valorada en el momento)

hasta desaparición del color azul del yodo en presencia del almidón.

6 Realizar un blanco (testigo de reactivo).

Cada ml de solución de Na 2 S 2 O 3 0,001N equivale a 0.02784 mg de KBrO 3.