INTRODUCCIÓN El nitrito de sodio (o potasio), al igual que los correspondientes nitratos, se utiliza de forma extensiva en el proceso de curado de muchos productos cárnicos, ya que el ión nitrito inhibe el desarrollo anaeróbico de ciertos microorganismos, especialmente del Clostridium botilinum, que ayuda a fijar el color en las carnes rojas y contribuye al desarrollo de las características organolépticas del producto. Los nitratos presentes en los productos cárnicos se reducen a la forma de nitritos por acción de bacterias que se desarrollan en ese medio, mientras los nitritos son parcialmente reducidos a la forma de NO, compuesto que reacciona con la mioglobina y por esta vía es el responsable de la coloración típica de las carnes curadas. Sin embargo, en la actualidad, está bien documentado el efecto perjudicial y tóxico que ejercen los nitritos sobre la salud (GALLIGNANI y CASTELLANOS, 2008). El nitrito es responsable de la metahemoglobinemia y es un importante precursor en la formación de las N-nitrosaminas, muchas de las cuales son cancerígenas y mutagénicas. Por esta razón, las legislaciones actuales de muchos países restringen el contenido de nitratos y, especialmente, de nitritos en los alimentos. La legislación colombiana establece un límite en el contenido total de ambas especies en productos cárnicos de 200 ppm, expresado bajo la forma de nitritos, la cual es regulada por el INVIMA. El nitrato se emplea principalmente en la industria de los fertilizantes, así como agente oxidante en explosivos y como sal potásica purificada en la fabricación de cristal. El nitrito fundamentalmente se emplea como aditivo alimentario (E-249 nitrito potásico, E250 nitrito sódico), especialmente en carnes curadas. El nitrato es añadido en ocasiones junto con el nitrito como conservante (E-251 nitrato sódico, E-252 nitrato potásico), ya que sirve como reserva de éste al ir transformándose lentamente en nitrito. 1 Estas sustancias se presentan en condiciones ambientales como un polvo blanco o amarillento cristalino. Sus principales propiedades físicoquímicas se reportan en el cuadro 1. CUADRO 1. Propiedades físicoquímicas de nitratos y nitrito Producto Nitrato de sodio Nitrato de potasio Nitrito de sodio NaNO3 KNO3 NaNO2 84,99 101,11 69,0 90 a T amb. 37 a T amb. 72,1 a 0°C T de fusión (°C) 311 337 271 DL50 ratas (g/kg peso) 3-7 DL hombre (g/kg peso) 30 – 35 Tóxico 0,032 200 200 200 Propiedad Fórmula Peso molecular (g/mol) Solubilidad (g/100 g agua) Concentración Máx. Permitida (ppm) 0,1 – 0,2 Fuentes: Lück y The Merck Index La principal preocupación derivada de la presencia de nitratos en alimentos o en agua potable tiene dos motivos: por un lado, los efectos tóxicos producidos por un exceso de nitratos en la dieta; por otra parte, pueden causar la formación endógena de Nnitrosocompuestos, de efectos cancerígenos (como las nitrosaminas). Los N-nitrosocompuestos son agentes teratógenos, mutágenos y probables carcinógenos, altamente peligrosos para la salud humana. Se originan como consecuencia de la reacción de las aminas secundarias (aromáticas y alifáticas) con el ácido nitroso HONO. Los nitratos se emplean como aditivos en la fabricación de productos cárnicos curados y, en menor medida, en la conservación del pescado y en la producción de queso. Además de proporcionar color adecuado a la carne, los nitritos tienen otros efectos sobre los alimentos: retrasa el proceso de oxidación de los lípidos, con la consecuente disminución del característico olor de enranciamiento, produce una mayor firmeza en la 2 textura, y provee a los alimentos de un importante efecto antimicrobiano (especialmente frente a Clostridium botilinum y sus toxinas). Además de aditivos, los nitratos como sustancias de origen natural pueden encontrarse en productos cárnicos frescos, leche y productos lácteos, cereales, frutas, bebidas alcohólicas y verduras. En la mayoría de estos alimentos se encuentran en bajas concentraciones, generalmente inferiores a 10 mg/kg y rara vez exceden los 100 mg/kg. Sin embargo, las verduras, principal aporte de estos compuestos en la dieta junto con los embutidos, presentan unos contenidos que oscilan entre 200 y 2.500 mg/kg, variando en función del procesado del alimento, uso de fertilizantes y condiciones de crecimiento. Resulta difícil estimar un promedio de ingesta de nitratos porque ésta depende de la dieta individual y del contenido de nitratos del agua potable, que también varía según las regiones e incluso según las estaciones. La ingesta total de nitratos de los alimentos oscila normalmente entre 50 y 150 mg/persona/día. Las dietas vegetarianas presentan un valor más elevado, del orden de 200 mg/persona/día, variando en función del tipo de verduras que consuman. En general, la principal fuente de ingestión de nitratos son los vegetales, siempre que el agua de bebida se mantenga en niveles de concentración de nitratos inferiores a 10 mg/l. Habitualmente, la contribución de los nitratos contenidos en el agua de bebida supone aproximadamente un 14% de la ingesta total de nitratos. La Ingesta Diaria Aceptable (IDA) de nitratos recomendada por el comité conjunto de la FAO/OMS es de 0- 3.7 mg/kg peso corporal. Puesto que la toxicidad de los nitratos proviene de su conversión en nitritos y su posible formación endógena en Nnitrosocompuestos, deberá tenerse en cuenta también la IDA de nitritos, fijada en 0-0.06 mg/kg de peso corporal. El empleo de nitrito como aditivo en alimentos infantiles para niños menores de tres meses no está permitido (ANTÓN Y LIZASO, 2001). La formación de los N-nitrosocompuestos pueden tener dos orígenes diferentes: formación endógena, que es una formación natural de N-nitrosocompuestos en el estómago, y los N-nitrosocompuestos exógenos, presentes en los alimentos y en los fármacos, debido a las técnicas de fabricación o de tratamiento. 3 La formación endógena de N-nitrosocompuestos comienza cuando los nitratos son reducidos a nitritos por los microorganismos de la cavidad bucal y estos nitritos se transforman después en óxido nítrico en el estómago debido a las condiciones allí existentes. Bajo circunstancias específicas, como la gastritis crónica, los nitritos pueden oxidarse en el estómago a agentes nitrosantes (N2O3, N2O4) y reaccionar para formar Nnitrosocompuestos. Esta reacción se produce con precursores nitrosables, que incluyen una gran variedad de componentes de la dieta tales como: aminas secundarias (pescados, huevos, quesos, carnes...), precursores naturales en los alimentos (como ciertos aminoácidos), los alcaloides presentes en especias que se emplean para curar carnes (pimienta negra), y otros precursores que aparecen en los alimentos como contaminantes (plaguicidas, aditivos o medicamentos). Algunos estudios parecen demostrar que la nitrosación endógena produce cantidades de N-nitrosocompuestos suficientemente grandes como para representar un riesgo relevante en condiciones habituales de ingesta de nitratos. Sin embargo, hay que considerar que estos estudios científicos se aplican a ensayos in vitro en los que se emplean productos químicos para simular las condiciones reales, en lugar de utilizar alimentos (verduras especialmente). Estudios de epidemiología en poblaciones que tienen una dieta rica en verduras, han revelado la existencia de una correlación negativa entre la ingesta de nitratos y el cáncer gástrico. Esto se debe, casi con toda certeza, a la protección frente a la nitrosación gástrica que ofrecen los inhibidores naturales de la dieta, tales como la vitamina C, que es un componente importante de las frutas y verduras. Otros estudios han encontrado que, lejos de ser peligrosos para la salud, los nitratos en la dieta constituyen en realidad una parte esencial de nuestro mecanismo de neutralización de las bacterias tóxicas en el estómago. Así, se ha descubierto que la combinación de óxido nítrico y ácido del estómago es altamente efectiva para destruir bacterias perjudiciales como la Salmonella y Shigella. Los nitratos encontrados en la 4 saliva, que proceden principalmente de la dieta podrían, por lo tanto, formar parte de las defensas del cuerpo frente a enfermedades infecciosas. La formación exógena de los N-nitrosocompuestos, aparece en los estudios de investigación clínica como causantes de tumores. Las fuentes principales de éstos Nnitrosocompuestos exógenos (p.e. las nitrosaminas), son el humo del tabaco, los cosméticos y los productos alimenticios (ANTON Y LIZASO, 2001). El Comité conjunto de Expertos en Aditivos alimentarios FAO/OMS señaló algunos estudios que mostraban que las técnicas de preparación de alimentos para productos cárnicos y productos de pescado, así como verduras deterioradas o mal almacenadas, pueden promover, en determinadas condiciones, la formación de N-nitrosocompuestos. Debido a ello, el pescado no debe conservarse con nitrito sódico, ya que en su carne se forma con facilidad por ligera descomposición bacteriana, dietilamina y trietilamina, que, aunque en menor proporción, también aparecen en la carne y en los quesos. La reacción de estas aminas con los nitritos origina N-nitrosodietilamina y Nnitrosotrietilamina. Y a temperaturas inferiores a 0º C la dietilamina reacciona con los nitritos, originando Nnitrosodietilamina. El nitrato sódico, que se encuentra en pequeñas cantidades en el agua de mar, puede formar con estas aminas dimetilnitrosamina en la carne de los peces. Por este motivo la carne de los peces marinos contiene cantidades de dimetilnitrosamina muy superiores a la de los peces de agua dulce. En los embutidos, existen compuestos que contienen piperidina y pirrolidina. La reacción de estas aminas con el nitrato contenido en la sal de curado se produce después de un largo contacto entre ambos, no en mezclas de preparación reciente. Cuando estos embutidos se almacenan durante mucho tiempo o se cocinan, es posible que se produzcan reacciones de formación de estos cancerígenos. También en la carne adobada se pueden formar nitrosopiperidina y nitrosopirrolidina por reacción de los aminoácidos prolina y lisina con el nitrito cuando se calienta fuertemente (ANTÓN Y LIZASO, 2001). 5 Los riesgos de toxicidad más importantes derivados de nitratos y nitritos son dos: - Aumento de metahemoglobinemia. La toxicidad del nitrato en humanos se debe principalmente a que una vez reabsorbido ejerce en el organismo la misma acción que sobre la carne conservada, es decir, transforma la hemoglobina en metahemoglobina, pudiendo producir cianosis. Se han generado repetidamente intoxicaciones debido a una cantidad excesiva de nitrito sódico en las carnes en conserva, principalmente debido a una mala homogeneización entre ingredientes y aditivos. Cantidades de 0.5-1 g de nitrito producen en el hombre intoxicaciones ligeras, de 1-2 g intoxicación grave y 4 g intoxicación mortal. Por ello, la sal para salazones no debe nunca contener más de 0.50.6% de nitrito sódico, y la cantidad de sal empleada no debe sobrepasar los 15 mg por cada 100 g de carne tratada. Existe una especial susceptibilidad a los nitratos/nitritos en la población infantil debido principalmente a cuatro razones: • Acidez gástrica disminuida, lo que favorece la proliferación de microorganismos reductores de nitratos a nitritos antes de su total absorción. • La ingesta de agua en niños, según su peso, es 10 veces superior a la de los adultos por unidad de peso corporal. • Hemoglobina fetal (60-80% en recién nacidos), que se oxida más fácilmente a metahemoglobina. • Desarrollo incompleto del sistema NADH-metahemoglobina reductasa en recién nacidos y pequeños, que salvo casos raros de deficiencia enzimática hereditaria, parece desaparecer al cabo de los 3-4 meses de vida. También existen otros grupos de población de riesgo como embarazadas, ya que el nitrito atraviesa la placenta, causando metahemoglobinemia fetal, o personas con acidez gástrica disminuida o con déficit de glucosa-6P-deshidrogenasa. - Formación de nitrosaminas en adultos. La mayoría de los compuestos N-nitroso de interés en toxicología alimentaria son probables o posibles carcinógenos en humanos. En animales de experimentación son potentes carcinógenos, en todas las especies ensayadas, y tiene amplia organotropicidad, según donde se biotransforma para dar radicales libres alquilantes (alquildiazonio y alquilcarbonio). En los estudios 6 epidemiológicos se ha sugerido su intervención en el desarrollo del cáncer nasofaríngeo, esofágico y gástrico. Las nitrosaminas generadas ejercen sus efectos carcinógenos mediante este poder alquilante: la unión de los grupos alquilo (incluso el metilo, de pequeño tamaño) es suficiente para interferir en el apareamiento de las bases en la doble hélice de ADN. Este daño conlleva mutaciones y, con éstas, una probabilidad mayor de carcinogénesis. Por todo ello, las exposiciones a compuestos N-nitroso y sus precursores deben mantenerse en el nivel más reducido posible, siguiendo las recomendaciones de la OMS. En relación con experiencias nacionales sobre la determinación nitritos en productos cárnicos, se encontraron referidos tres estudios: uno realizado en el año 2002 en Santamarta, por la Universidad del Magdalena, con productos cárnicos embutidos, patrocinado por (COLCIENCIAS GIFRUVCO , 2002); otro realizado por la Universidad de Caldas en el año 2005, con salchichas (VARGAS y TABORDA, 2005); el más reciente realizado en el año 2009 por la Universidad Nacional en la ciudad de Medellín (COSSIO, y otros) con chorizos. En ellos se utilizó un método espectrofotométrico. No se encontraron referencias sobre determinación de nitratos. A nivel internacional, aunque se referencian otros métodos de análisis de nitratos y nitritos, como cromatografía iónica y electroforesis (ZTEKIN y NUTKU, 2002), el de uso más común es el espectrofotométrico. Esta última técnica será la aplicada en el estudio, en razón de la disponibilidad de un espectrofotómetro UV-visible Hewlett Packard. A continuación se hace una breve reseña de los métodos consultados aplicables en el estudio. Se advierte que en todos los métodos abordados es común una extracción previa a la lectura, consistente en la trituración de la muestra, digestión durante una hora, precipitación y filtración. El método de la AOAC 935.48 (1997), describe el análisis conjunto de nitratos + nitritos por espectrofotometría, aprovechando la reacción coloreada que desarrollan los nitratos con 3-4 xilenol; se requiere la previa oxidación de nitritos a nitratos, utilizando oxidantes como el KMnO4 y el ácido fosfotúngstico. La lectura de la absorbancia se 7 realiza a 450 nm, tanto de la muestra como de los patrones, los cuales son preparados a partir de KNO3 de alta pureza. La determinación de nitritos, también por espectrofotometría, se describe en el método de la AOAC 973.31 basado en la reacción coloreada entre los nitritos con la sulfanilamida y la naftiletilendiamina, cuya lectura de absorbancia se realiza a 540 nm. Los patrones se preparan a partir de NaNO2 de alta pureza. El INVIMA aplica en la determinación de nitritos un método espectrofotométrico fundamentado en la extracción de nitritos en medio acuoso y su reacción de coloración con el reactivo de Griess, compuesto por ácido sulfanílico y la α –naftilamina, produciendo un color rosa rojizo, cuya absorbancia se lee a 420 nm. Los patrones se preparan a partir de NaNO2 de alta pureza (INVIMA, 1995). Para el caso cuando se requiera sólo la determinación de nitratos, la academia de Ciencias Exactas (BERNAL, 1994) propone un método en el cual, después de eliminar los cloruros con Ag2SO4, se desarrolla una reacción coloreada entre los nitratos y el ácido fenoldisulfónico, con lecturas de absorbancia a 410 nm y patrones de nitrato a partir de KNO3 de alta pureza. Hart y Fischer (1991) presentan un método alternativo para la determinación de nitratos + nitritos, también por espectrofotometría, previa reducción de los nitratos a los nitritos mediante una columna a base de cadmio, y otros tratamientos adicionales que hacen el método más engorroso y menos funcional. En este orden de ideas, el principal objetivo de éste trabajo fue determinar la concentración de nitritos y nitratos por el método espectrofotométrico en los productos cárnicos embutidos elaborados en el departamento del Quindío, con el fin de establecer sí cumplían o no con los parámetros establecidos por la Ley. 8 1. OBJETIVOS 1.1 GENERAL Determinar la concentración de nitratos y nitritos por espectrofotometría en los productos cárnicos embutidos, elaborados y de consumo masivo en el departamento del Quindío. 1.2 ESPECÍFICOS - Realizar un inventario de las empresas en el departamento del Quindío que procesan productos cárnicos embutidos como salchichón, chorizos, mortadela, salchichas y jamón. - Hacer un muestreo representativo de dichas empresas, que permita seleccionar los productos de mayor consumo, objeto del estudio. - Validar un método analítico espectrofotométrico para la determinación de nitratos y nitritos en productos cárnicos. - Realizar el análisis cuantitativo del contenido de nitratos y nitritos en los productos seleccionados, mediante un método espectrofotométrico. - Verificar si las empresas cumplen con las concentraciones máximas permitidas de nitratos y nitritos en los embutidos, establecidas por el Ministerio de Salud. 9 2. DISEÑO METODOLÓGICO 2.1 INVENTARIO DE EMPRESAS Para la realización del inventario de las empresas procesadoras de productos cárnicos embutidos en el departamento del Quindío, se recurrió en primera instancia a las oficinas de la Cámara de Comercio CC Armenia, donde se acopia y centraliza toda la información concerniente a los establecimientos comerciales del departamento. Allí se adquirió un documento magnético (disquette) con un listado de empresas, el cual se verificó y tamizó mediante comunicación telefónica; luego se contrastó y complementó con la información del directorio telefónico de cada municipio y finalmente se recogió información primaria mediante visitas a los diferentes municipios. Aunque la propuesta inicial del proyecto, antes de su aprobación, sólo contemplaba los análisis de nitratos y nitritos, con doble muestreo para cada determinación, sin el proceso de validación, por recomendación del evaluador, aquel fue incluido luego en el proyecto final aprobado, sin hacer los ajustes pertinentes en el presupuesto de tiempo y recursos. Ante éste imprevisto y por sus limitaciones generadas, para los análisis de nitratos se hizo sólo un muestreo, suficiente estadísticamente a criterio de los expertos. 2.2 ANÁLISIS DE NITRITO DE SODIO Se seleccionó y aplicó el método espectrofotométrico propuesto por el INVIMA, con pequeños ajustes, conformado por tres procedimientos: primero la elaboración de la curva patrón, segundo la extracción de los nitritos y nitratos, consistente en la disolución acuosa de la muestra y su digestión en caliente, y tercero la determinación de en sí, donde los nitritos reaccionan con el reactivo de Griess, desarrollando un color rojizo, cuya Absorbancia es leída a 520 nm. Cada determinación se hizo mínimo por duplicado. Los análisis se realizaron en el laboratorio de Química Inorgánica y Catálisis de la Facultad de Ciencias Básicas y Tecnologías de la Universidad del Quindío. 2.2.1 Equipo requerido. Se lista a continuación: 10 - Espectrofotómetro UV-Visible, HP 8453, detector D.AD, λ de 190 a 1100 nm, con lámparas de deuterio y de wolframio nuevas, calibrado con solución estándar de cafeína. - Balanza analítica 0,0001 g, previamente calibrada. - Baño termostatado. - Planchas calentamiento. - Tren de filtración al vacío: bomba, embudo buchner, papel de filtro. - Cabina de extracción. - Equipo menor: crisoles, vidriería, espátula. 2.2.2 Preparación de la curva patrón de NaNO2 - Reactivos: NaNO2 (99,9 %, seco), ácido sulfanílico, ácido acético, α-naftilamina. - Preparar una solución de 1000 ppm de NaNO2, a partir de ésta una de 100 ppm, y a partir de ésta una de 10 ppm. - Preparar reactivo de Griess Solución A: 0,5 g de ácido sulfanílico + 30 mL de ácido acético glacial + 120 mL de agua destilada. Solución B: 0,1 g α-naftilamina + 120 mL de agua destilada + 30 mL ácido acético glacial. Mezclar soluciones A y B en partes iguales momentos antes del análisis. - Medir volúmenes V de la solución de 10 ppm y vaciar a matraces de 50 mL; el V = 0 constituye el blanco. - Agregar 2 mL de reactivo de Griess. - Diluir con H2O hasta 50 mL y mezclar. Las 7 soluciones preparadas quedan de la siguiente concentración: 11 V (mL) 0,0 0,2 0,5 1,0 2,0 2,7 3,5 ppm NaNO2 0,0 0,04 0,1 0,2 0,4 0,54 0,7 - Guardar en oscuridad por una hora. - Leer absorbancia en espectrofotómetro a 520 nm. La determinación se hizo por sextuplicado. 2.2.3 Preparación y extracción de la muestra. Figura 1 - Pesar 10 gramos de muestra previamente triturada. - Adicionar 150 mL de agua caliente y disolver los grumos. - Calentar la muestra en baño maría por dos horas con agitación periódica. - Enfriar la muestra a temperatura ambiente - Diluir con agua hasta 500 mL - Filtrar al vacío 2.2.4 Determinación de nitritos: Reactivos: solución saturada de HgCl2, reactivo de Griess (preparado poco antes de la lectura). Procedimiento: se ilustra en la figura 2 - Medir 75 mL de filtrado 1 - Agregar 1 mL HgCl2 saturado - Diluir con Agua destilada hasta 100 mL - Filtrar la muestra y tomar 25 mL de éste filtrado - Adicionar 2 mL del reactivo de Griess - Diluir con agua destilada hasta 50 mL 12 Figura 1. Preparación y extracción de la muestra para los análisis 10-12 g muestra triturada 150 mL agua caliente Reposición de agua Disolución con ruptura de grumos Calentamiento en baño maría 2 h con agitación periódica Enfriamiento a T ambiente Agua Dilución a 500 mL Filtración Filtrado 1 13 - Guardar en oscuridad por treinta minutos - Leer absorbancia en el espectrofotómetro a 520 nm 2.3 ANÁLISIS DE NITRATO DE SODIO Inicialmente se aplicó el método espectrofotométrico de la AOAC 935.48 (1997) para la determinación de nitritos y nitratos, y por diferencia cuantificar los nitratos. Además de la extracción de la muestra, común a los nitritos (Figura 2), el método comprendió la acidificación de la muestra, su oxidación con KMnO4 para convertir los nitritos en nitratos, precipitación de especies no deseadas con ácido fosfotúngstico, neutralización y precipitación de cloruros con Ag+, acidificación, reacción de coloración amarillo-café con m-xilenol, destilación y lectura de absorbancia en espectrofotómetro a 450 nm. Al realizar ensayos previos, se encontró que además de tratarse de un método muy dispendioso, de alto consumo de reactivos, los resultados eran poco confiables, y en algunos casos no se desarrollaba el color requerido para leer en el espectrofotómetro. Se conformó entonces un método híbrido entre el anterior y un método propuesto por BERNAL (1994) conocido como el método ácido fenoldisulfónico AFDSF, aplicado en La Universidad Nacional. Del método AOAC se conservaron las etapas iniciales y se afinó la precipitación de cloruros; las etapas siguientes, adoptadas del segundo método, comprenden la evaporación a sequedad, disolución con AFDSF, neutralización y dilución, desarrollando un color amarillo cuya absorbancia se lee en un espectrofotómetro a 410 nm, previa preparación de la curva patrón. Aunque el método también fue dispendioso, sus resultados fueron más confiables. 14 Figura 2. Determinación de nitritos 75 mL filtrado 1 1mL HgCl2 saturado Agua Precipitación Dilución a 100 mL Filtración 25 mL filtrado 2 mL reactivo de Griess Agua Reacción Dilución a 50 mL Reposo 30 min en oscuridad Lectura Abs a 520 nm 15 2.3.1 Equipo requerido: el mismo utilizado en nitritos…numeral 2.2.1… 2.3.2 Preparación de curva patrón de NaNO3 - Reactivos: fenol, ácido sulfúrico concentrado, KNO3 (99 % min, seco), NH4OH. - Preparar el ácido fenoldisulfónico AFDSF: disolver 25 g de fenol puro en 150 mL de ácido sulfúrico concentrado; añadir 75 mL de ácido sulfúrico fumante y calentar en baño maría por dos horas. - Preparar una solución de 1000 ppm de KNO3, a partir de ésta una de 100 ppm, y a partir de ésta una de 10 ppm. - Medir volúmenes V de la solución de 10 ppm, diluir a 50 ml y llevar a cápsulas de porcelana. - Evaporar a sequedad en baño maría (aprox. 3 horas) - Agregar 2 mL de AFDSF, 12 mL de agua y 16 mL de NH4OH (1+1). - Diluir con H2O hasta 50 mL y mezclar. Las ocho soluciones preparadas quedan de la siguiente concentración: V (mL) 0 2 5 7 10 12 15 20 ppm NaNO3 0,0 0,4 1,0 1,4 2,0 2,4 3,0 4,0 - Dejar en reposo por 30 minutos - Leer Absorbancia en espectrofotómetro a 410 nm. La determinación se hizo por sextuplicado. 2.3.3 Determinación de nitratos: Reactivos: soluciones de H2SO4 (1+10), ácido fosfotúngstico al 20 % m/v, NH4OH (1+1), Ag2SO4 saturada, K2CrO4 al 5%, AFDSF. Determinación: después de la extracción (Figura 1) se aplica el método de la Figura 3. Se advierte que para cuantificar el volumen de Ag2SO4 saturado a agregar en la etapa de precipitación, se hacen dos ensayos previos con alícuotas de 10 mL de 16 Figura 3. Determinación de nitratos 75 mL filtrado 1 1 mL H2SO4 (1+10) Agua Precipitación 1 mL ácido fosfotúngstico 20% m/v Dilución a 100 mL Filtración 50 mL filtrado NH4OH (1+1) Ag2SO4 sat. Neutralización Precipitación ClDilución a 100 mL Filtración 50 mL filtrado Evaporación a sequedad en baño maría 2 mL AFDSF Reacción Agua Dilución a 50 ml Lectura Absorb 17 16 mL NH4OH (1+1) filtrado, se neutralizan con NH4OH (1+1), se agrega 1 mL de K2CrO4 al 5%, y se titula hasta viraje de amarillo a ladrillo (método de Mohr). A continuación se describe la determinación: - Medir 75 mL de filtrado 1 - Agregar 1 mL H2SO4 (1 + 10) y 1 mL de ácido fosfotúngstico 20% m/v - Diluir con agua hasta 100 mL - Filtrar y tomar 50 mL de ese filtrado - Neutralizar con NH4OH (1 + 1) - Precipitar con Ag2SO4 saturado - Diluir con agua hasta 100 mL - Filtrar y evaporar a sequedad en baño maría - Agregar 2 mL de AFDSF y 16 mL NH4OH - Diluir con agua hasta 50 mL - Leer absorbancia en espectrofotómetro a 410 nm 2.4 VALIDACIÓN DE LOS MÉTODOS 2.4.1 Procedimiento En la parte experimental se adoptó una metodología propuesta por el IDEAM, (Protocolo Estandarización de métodos analíticos, 1999), descrita a continuación: - Preparación de un grupo básico de ocho soluciones, un blanco y siete muestras, indicadas en el cuadro 2. 18 Cuadro 2. Soluciones de validación DENOMINACIÓN SOLUCIÓN Blanco de reactivos y procedimiento BK Estándar de baja concentración Eb Estándar de concentración media, aprox. 50 % del rango Em Estándar de concentración alta, aprox. 90 % del rango Ea Muestra natural baja, concentración < 50 % del rango M1 Muestra natural alta, concentración > > M1 M2 M1 adicionada con nivel bajo, máximo 30 % de M1 M1Ab M1adicionada con un nivel alto, mínimo 50 % de M1 M1Aa - Corrida de un ensayo diario para las ocho soluciones anteriores en siete días diferentes, tratando de cumplir las siguientes condiciones mínimas: - Cada grupo de muestras se analiza en el mismo día, corriendo todas las muestras en forma paralela. - Iniciar el proceso siempre a la misma hora y lo suficientemente temprano, para que se pueda cumplir con el análisis de todas las muestras. - Todo el material de vidrio deberá ser lavado previamente y sometido a la revisión o control de calidad correspondiente. - Es recomendable que el procedimiento sea efectuado por un profesional Químico o con la supervisión del mismo. - El formato de captura de datos se debe diligenciar en el mismo momento en el que se obtienen. - Las cifras erradas se deben corregir inmediatamente dejando constancia por parte del analista en forma clara en que consistió el error. Por motivos que se expondrán en el capítulo de resultados (numeral 3.3.2), el proceso de validación, tanto para nitritos como para nitratos, espectrofotométrica del método. 19 sólo se aplicó a la parte 2.4.2 Parámetros estadísticos Linealidad: se refiere a la proporcionalidad entre la concentración y la señal producida por el instrumento. Rechazo de datos: cálculo del estadístico T - Se calculan el promedio x̅, la desviación estándar s, y se identifican los valores máximo y mínimo para cada una de las ocho muestras de la serie de los siete ensayos. - Se calculan Tbajo = (x̅ - x mín)/s, Talto = (x máx – x̅)/s - Si T calculado > T de tablas (para un nivel de confianza del 95% y n mediciones), el dato se rechaza; si más de dos datos son rechazados, se repite el ensayo. Precisión. Su principal indicador es el Coeficiente de Variación CV, que mide la variabilidad de los resultados respecto al valor promedio de cada muestra, dado por: CV = (s/ x̅)*100. Exactitud. Su indicador es el error, dado por: % Error = │( x̅ - x esperado)*100/x esperado│ Recuperación: es la capacidad que tiene un procedimiento analítico para determinar cuantitativamente una especie química que ha sido adicionada a una muestra. Se calcula como: % Recuperación = (CMA – CM)*100/CA CM: concentración promedio de la muestra no adicionada CMA: medida de la concentración en la muestra adicionada CA: concentración conocida adicionada a la muestra Intervalo de confianza: es aquel dentro del cual se puede suponer de manera razonable que se encuentra el valor verdadero, siendo sus valores extremos los Límites de confianza LC; para muestras pequeñas, como la del estudio, al 95% LC = x̅ ± t(s/n0,5). Límite de detección del método LDM y Límite de Cuantificación LCM. 20 Se entiende como aquella concentración que proporciona una señal en el instrumento (y) significativamente diferente de la señal de una muestra en blanco yB; aunque se reportan varios métodos para su cálculo, se acoge el aplicado por Miller (Miller y otros,1993), cuyos pasos son los siguientes: i. Se construye el gráfico de calibración señal (y) vs concentración (x), determinando la ecuación que los relaciona. ii. Para cada una de las concentraciones xi se calcula la señal esperada ŷ. iii . Se calcula la desviación estándar del blanco: sB = {∑(yi - ŷ)2 / (n – 2)}. iv. Se calcula el límite de detección para la señal y = yB + 3sB. iv. Se calcula el LDM de la ecuación de calibración. v. Para el límite de cuantificación LCM, entendido como el límite más bajo para mediciones cuantitativamente precisas, y = yB + 10sB , y luego LCM de la ecuación de calibración. Criterios de aceptación: además del estadístico T para rechazo de datos, se incluyen los siguientes: - Coeficiente de correlación para la curva de calibración: 0,99 - 1,0. % CV: < 10 % - % Recuperación: 80 – 100% Límite de detección del método: LDM Se entiende como aquella concentración que proporciona una señal en el instrumento (y) significativamente diferente de la señal de una muestra en blanco; se calcula como*: y = yB + 3sB, donde yB es la señal del blanco, sB es la desviación estándar del blanco, sB = {∑(yi - ŷ)2 / (n – 2)} 21 3. RESULTADOS 3.1 INVENTARIO DE EMPRESAS En el documento adquirido por la Cámara de Comercio aparecen registradas 206 empresas con la siguiente información: razón social, dirección, teléfono, ciudad, representante, valor de los activos y número de empleados; en este último rublo la información es parcial. Sin embargo, al revisar el listado, se identificaron los siguientes tipos de empresas: carnicerías, distribuidoras de pollos, distribuidoras de pescado, frigoríficos, salsamentarias, carnes frías, carnes y verduras, distribuidoras de huevos y misceláneas; es decir, aparecían muchas más empresas de las de interés para el estudio. Para depurar la información se realizó una verificación telefónica, encontrándose sólo diez empresas dedicadas a la elaboración de embutidos, discriminadas a continuación, según el producto: PRODUCTOS NÚMERO DE EMPRESAS Mortadela y salchichón 1 Longaniza y chorizo 2 Chorizo 8 Para la época del inventario, segundo semestre del 2008, desaparecía por problemas de mercadeo, una empresa de potencial interés para el estudio, conformada como una cooperativa, Carnes Listo ASOPROAM, ubicada en Montenegro, dedicada a la elaboración de salchichón, salchichas, longaniza, cábano, salami y chorizo. Al cruzar la información de la CC con la de los directorios telefónicos de los diferentes municipios y las visitas directas a posibles sitios de procesamiento y expendio, se detectó que la información de la CC era representativa y confiable para embutidos diferentes a chorizos, más no para éstos. Las visitas de verificación y levantamiento de información en cada municipio fueron enfocadas a los supermercados de cadena (Inter, 22 Olímpica y Cristal), plazas de mercado, carnicerías de los sectores aledaños y restaurantes reconocidos ubicados en vías intermunicipales (El Roble, Río Verde, Barragán, Pueblo Tapao). En general, en los diferentes municipios se encontraron múltiples puntos de elaboración y distribución de chorizos de cerdo, crudos o listos para su consumo, muchos no registrados en el documento de la CC, como los siguientes: - Supermercados - Plazas de mercado y su periferia - Restaurantes y puntos de comidas rápidas - Carnicerías - Casas de familia Esta proliferación y diversidad de puntos impiden la realización de un completo inventario en el departamento para este tipo de embutidos, los chorizos; las capacidades de producción oscilan entre 100 y 1000 unidades/semana. Se advierte que en algunos sitios se expenden productos no elaborados en el departamento (por ejemplo santarrosanos, Zenú, Rica, Lacali y otros) y como tal no eran objeto del estudio. 3.2 MUESTREO Por la época del muestreo, inicios del 2009, la planta procesadora de mortadela y salchichón, había suspendido el procesamiento de salchichón por problemas de costos, al no poder competir con las marcas tradicionales. Se tomaron muestras de las únicas marcas de mortadela (una) y longaniza (dos) ofrecidas, y de 38 chorizos. Para los chorizos se hizo un muestreo aleatorio, previendo incluir los sitios mencionados en el numeral anterior, y considerando un número de muestras de acuerdo con los sitios identificados en cada municipio, y su tamaño relativo. En total se analizaron 41, con doble muestreo para nitritos (82 análisis) y, por limitación de tiempo y presupuesto, uno sólo para nitratos, cuya distribución se consigna en el cuadro 3. 23 Cuadro 3. Muestreo de los productos cárnicos embutidos MUNICIPIO PRODUCTO SITIOS DE MUESTREO Plazas de Carnicerías mercado Armenia Mortadela Restaurantes Casas 1 1 1 4 3 1 2 9 Total Calarcá Total mercados Longaniza Chorizos Super- 11 Longaniza 1 Chorizo 5 1 1 6 Total 6 Circasia Chorizo 2 2 4 Quimbaya Chorizo 2 2 4 Montenegro Chorizo 1 4 Tebaida Chorizo Filandia Chorizo 1 Córdoba Chorizo 1 Pijao Chorizo 1 1 Buenavista Chorizo 1 1 Salento Chorizo Génova Chorizo Total 2 2 1 1 3 1 1 2 1 1 1 10 2 13 6 9 1 3 41 Fuente. Autores Los muestreos se hicieron en el año 2009 desde el primer semestre, en forma escalonada, recolectando cinco a seis muestras por tanda. 24 3.3 CURVAS DE CALIBRACIÓN 3.3.1 Curva de calibración de NaNO2 Después de ciertos ensayos preliminares y de precisar condiciones, al analizar los patrones por sextuplicado, se configuró en el cuadro 4. Cuadro 4. Datos de la curva de calibración de nitritos ppm NaNO2 A 0 0,04 0,10 0,20 0,40 0,54 0,70 0 0,0219 0,0597 0,0989 0,2014 0,2952 0,3549 B S 0 0,0193 0,0543 0,0963 0,2273 0,2914 0,3503 O R 0 0,0201 0,0560 0,0968 0,2311 0,2834 0,3944 B A N 0 0,0182 0,0531 0,1060 0,2288 0,2868 0,3861 C 0 0,0199 0,0518 0,1038 0,2045 0,2864 0,3967 A Abs pro 0 0,0193 0,0524 0,1098 0,2022 0,2832 0,3928 0 0,0198 0,0545 0,1019 0,2159 0,2877 0,3792 I Fuente: Autores Al graficar la concentración de NaNO2 vs Absorbancia promedio, se obtuvo la figura 4, que por regresión lineal se ajusta a una línea recta, cuya ecuación y factor de correlación se aprecian en la misma. Figura 4 Curva de calibración de nitritos 0.8 0.7 y = 1.8486x + 0.0032 R² = 0.9997 0.6 0.5 ppm 0.4 NaNO₂ 0.3 0.2 0.1 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Absorbancia 25 0.3 0.35 0.4 3.3.2 Curva de calibración de NaNO3: Al analizar los patrones por sextuplicado, se obtuvieron los datos del cuadro 5, con base en la cual se construyó la figura 5, ppm de NaNO3 vs Absorbancia, que también se ajusta a una línea recta, con un factor de correlación R2 próximo a la unidad. Cuadro 5. Datos de la curva de calibración de nitratos ppm NaNO3 0 0,4 1 1,4 2 2,4 3 4 A 0 0,0260 0,0671 0,0921 0,1292 0,1503 0,1780 0,2344 B S O 0 0,0267 0,0688 0,0932 0,1255 0,1504 0,1787 0,2555 R B 0 0,0250 0,0655 0,0889 0,1250 0,1601 0,1797 0,2382 A 0 0,0276 0,0664 0,0931 0,1286 0,1407 0,1706 0,2414 N C 0 0,0275 0,0668 0,0890 0,1344 0,1423 0,1868 0,2474 I A Abs Pro 0 0,0283 0,0653 0,0893 0,1240 0,1480 0,1822 0,2312 0 0,0268 0,0667 0,0909 0,1278 0,1486 0,1793 0,2413 Fuente: Autores Figura 5 Curva de calibración nitratos 4.5 4 y = 16.7460x - 0.0702 R² = 0.9984 3.5 3 2.5 ppm NaNO3 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 0 0.05 0.1 0.15 Absorbancia 26 0.2 0.25 0.3 3.4 ENSAYOS DE PREVALIDACIÓN 3.4.1 Prevalidación de nitritos: Como la gran mayoría de los productos embutidos encontrados fueron chorizos, se elaboró una matriz (exenta de nitrito) para este producto y se adicionó a niveles bajo, medio y alto: + 3,5 ppm, + 100 ppm y + 190 ppm de NaNO2 respectivamente, recomendados en la metodología. Para la preparación de las muestras adicionadas, se tomaron los pesos de matriz y se adicionaron las cantidades de solución indicadas en el cuadro 6. Se analizaron las cuatro muestras, por duplicado, con los datos y resultados consignados en la misma. Como inicialmente el trabajo se enfocó a los nitritos, para la preparación y extracción (Figura 1) se tomó la mitad del peso de la muestra y de la dilución, es decir 5-6 g de muestra y dilución a 250 ml; para el análisis (Figura 2) se tomaron 50 mL filtrado 1, por duplicado, y se completó con el procedimiento de dicha figura. En términos de diluciones, el método se resume así: Muestra → 250 mL→ 50 mL → 100 mL→ 25 mL → 50 mL Para mayor claridad y entendimiento de los resultados, se ilustra el siguiente cálculo para la muestra 1. ppm NaNO2 = (0,04354 *1,8486+0,0032)*0,05*(100/25)*(250/50)/ (5,3564/1000) = 15,62. Cuadro 6. Primer ensayo prevalidación de nitritos. MUESTRA Peso Preparación muestra muestra Absorb ppm ppm calculado Peso Sln matriz adicionada g lectura Duplicado Prom g mL ppm 1. Matriz 2. Matriz+3,5 ppm 95 5 3. Matriz+100 ppm 82,5 5 4. Matriz+190 ppm 82,1052 10 5,3564 5,3564 70 6,8623 6,8623 1750 5,2803 5,2803 1750 6,2055 6,2055 27 0,04354 0,03366 0,06854 0,05567 0,1914 0,1687 0,3189 0,35607 0,0837 0,0654 0,1299 0,1061 0,357 0,3151 0,5927 0,6614 15,624 12,214 18,93 15,463 67,614 59,667 95,515 106,59 13,919 17,196 63,64 101,05 En la segunda fase del proceso, ya afinadas las condiciones, cuando se estaban realizando los análisis finales, se preparó otra matriz de chorizo, se adicionó a +100 ppm, analizando estas dos muestras por cuadruplicado, así: un duplicado a partir del filtrado 1 y otro duplicado a partir de la muestra inicial.; las diluciones fueron: muestra → 250 mL→ 50 mL → 100 mL→ 25 mL → 50 mL. Los resultados se consignan en el cuadro 7. Cuadro 7. Ensayo final de la validación de nitritos MUESTRA 1. Matriz 2. Matriz+100 ppm Peso Preparación muestra muestra Absorb ppm ppm calculado Peso Sln matriz adicionada g lectura Duplicado Prom g mL ppm 5,13 0,01 0,03 3,85 3,64 5,13 0,01 0,03 3,44 5,21 0,02 0,03 4,26 4,28 5,21 0,02 0,03 4,29 225 25 1000 5,27 0,26 0,48 61,07 58,52 5,27 0,24 0,44 55,96 5,01 0,23 0,43 57,45 59,04 5,01 0,24 0,46 60,62 Al analizar los resultados del cuadro 7 es evidente que se pierde una gran cantidad del nitrito adicionado, pérdida que se incrementa al aumentar la cantidad de éste. Este suceso ha sido reconocido por WOOLFROD (1972), SEBRANEK (1974) y ROUGIE (1981), afirmando que “el nitrito libre o dosificable nunca es igual al nitrito añadido al comienzo”, sosteniendo que esta pérdida puede suceder de tres formas: reacción con la mioglobina y otras proteínas de la carne, conversión en nitratos (hasta un 30 % para carne de cerdo), y escape en forma gaseosa bajo ciertas condiciones de acidez y alta temperatura. Del cuadro anterior se puede deducir que para efectos del estudio el duplicado puede realizarse a partir del filtrado resultante de la extracción y no necesariamente a partir de la muestra triturada, economizando de esta manera tiempo e insumos. Así mismo, que para adiciones de nitrito del orden de 100 ppm, las pérdidas del mismo llegan aproximadamente al 45 %. 28 Es claro entonces que el nitrito cuantificado es un nitrito residual y no un nitrito total o adicionado. Ante este evento, no tendría sentido validar el método desde la muestra inicial, ya que los parámetros estadísticos resultarían excepcionalmente anormales. Por ejemplo, el % de recuperación de nitritos con los datos del cuadro anterior, redondeando a números enteros, sería del 55 %, muy por debajo del criterio de aceptación, 80 % a 100 %. Se decide entonces enfocar la validación al componente espectrofotométrico del método, donde soluciones acuosas de NaNO2 preparadas y adicionadas a los niveles recomendados en la metodología, ofician como muestras. 3.4.2 Prevalidación de nitratos: se analizó una matriz de chorizo sin adicionar, y adicionada a 300 ppm de NaNO3, por triplicado, arrojando los siguientes resultados: Muestra Corrida Ppm NaNO3 Matriz 1 215,3 2 223,7 3 220,7 1 438,3 2 556,3 3 483,6 Matriz + 300 ppm Para la matriz, aunque los resultados son altos, según la prueba Q los tres datos se aceptan, mostrando cierta homogeneidad; por la heterogeneidad de los resultados de la matriz adicionada, indicando pérdida de nitratos en dos casos y ganancia en otro, se decide aplicar la validación a la parte espectrofotométrica, como en el caso de los nitritos. 3.5 VALIDACIÓN DE NITRITOS (como NaNO2) 3.5.1 Procedimiento A continuación se describe el procedimiento analítico aplicado (similar al de la curva patrón): - Preparar las soluciones de trabajo (página siguiente) - Medir 25 mL de cada solución preparada y llevar a matraz de 50 mL - Agregar 2 mL de reactivo de Griess 29 - Diluir con agua hasta 50 mL y agitar - Dejar en oscuridad por una hora - Calibrando el cero con el blanco de la curva de calibración, Leer Absorbancia de las muestras en el espectrofotómetro a 520 nm. - Calcular la concentración de NaNO2 de cada muestra preparada, con base en la ecuación de calibración y la dilución 25→50, así: ppm NaNO2 = (0,0032 + 1,8486*Abs)*50/25 Las muestras M1 y M2 se prepararon en forma aproximada para que su concentración estuviera dentro del rango recomendado en la metodología. Para la preparación de M1Ab a M1 se le adicionó 0,12 ppm de NaNO2, y para M1Aa se le adicionó 0,36 ppm. En síntesis, las soluciones muestras a analizar en la validación son las siguientes: Muestra Bk Eb Em Ea Ppm NaNO2 0,0 0,2 0,8 1,3 M1 M1Ab M1Aa M1+0,12 M1+0,36 M2 3.5.2 Resultados y análisis En el cuadro 8 se reportan los resultados de los parámetros estadísticos indicadores de la validación, aplicando los conceptos y fórmulas referidas en la metodología …numeral 2.4.2…, analizados a continuación: - Linealidad: en la curva de calibración (Figura 4) se observa que para el rango de concentración trabajado, 0,04 a 0,7 ppm de NaNO2, existe una relación lineal entre la absorbancia y la concentración de la solución leídas, regida por la siguiente ecuación: ppm NaNO2 = 0,0032 + 1,8486*Abs, con un factor de correlación R2 de 0,9997, cuya proximidad a la unidad convalida esa linealidad. Al tomar como variable respuesta la absorbancia, la ecuación, también lineal, queda: Abs = 0,5409*ppm NaNO2 – 0,0017, con el mismo factor de correlación. 30 - Rechazo de datos: el T teórico para un 95% de confianza y 14 datos leído en una tabla correspondiente, es de 2,37. Al calcular los T altos y bajos para las diferentes muestras, sólo el T alto del blanco resulta > 2,37, razón por la cual no hay rechazo de datos. - Precisión: el CV, con excepción del correspondiente al blanco, presentó valores dentro del rango de aceptación < 10%; el CV del blanco de 305,8% indica una variabilidad exagerada en las proximidades de absorbancia y concentración cero, y que matemáticamente se explica al dividir la desviación por una cantidad próxima a cero. - Exactitud: el porcentaje de error fluctúa entre 0,7 y 9,4%, disminuyendo con la concentración de las muestras, correspondiendo este máximo error a la muestra de menor concentración, 0,2 ppm. - Recuperación: los porcentajes de recuperación para las dos soluciones adicionadas, M1Ab y M1Aa, fueron de 111,9 % y 98,1 % respectivamente, que se enmarcan con cierta holgura dentro del criterio de aceptación. - Intervalo de confianza: con excepción de la muestra de l,3 ppm, los intervalos de confianza del resto de soluciones comprenden el valor promedio, con una diferencia entre los límites superior e inferior de 0,04 ppm en la mayoría de los casos, incrementándose a 0,09 para M2. - Límites de detección y cuantificación: su cálculo se consigna en el anexo 1, siendo los valores LDM de 0,00442 ppm de NaNO2, y LCM de 0,03059 ppm de NaNO2. Investigadores de la U. de Caldas (TABORDA y VARGAS, 2004) reportaron respectivamente 0,0078 y 0,0113 ppm para estos dos parámetros, mediante un método espectrofotométrico un poco diferente al aplicado en este estudio. 31 Cuadro 8. Parámetros estadísticos de la validación de Nitritos como NaNO2 Día Bk Eb 0 ppm 0,2 ppm 0,8 ppm 1,3 ppm 0,0102 0,2216 0,8915 1,3186 0,6837 0,7999 1,0976 0,8707 0,0573 0,2221 0,8833 1,3016 0,6719 0,8092 1,0838 0,8732 0,0073 0,2438 0,8111 1,2969 0,7137 0,8400 1,0589 0,9619 0,0048 0,2319 0,7861 1,2595 0,7237 0,8360 1,0107 0,9397 -0,0097 0,2306 0,7809 1,3499 0,7162 0,8700 1,0655 1,0925 -0,0066 0,2159 0,7814 1,2721 0,7319 0,8236 1,0456 1,0779 -0,0026 0,1970 0,8131 1,2412 0,6681 0,7587 1,0126 0,9564 -0,0014 0,1980 0,8264 1,2263 0,6588 0,7475 1,0203 0,9352 0,0284 0,2517 0,8441 1,2317 0,6559 0,7939 1,0111 0,9308 0,0254 0,2531 0,8386 1,2361 0,6511 0,8087 1,0202 0,9713 -0,0051 0,2038 0,8345 1,2280 0,6399 0,8128 0,9682 1,0750 -0,0221 0,2046 0,8268 1,2558 0,6520 0,8153 1,0066 1,0879 -0,0011 0,1972 0,7858 1,3101 0,6964 0,8482 1,0560 1,0574 0,0051 0,1931 0,7780 1,2341 0,6966 0,8770 1,0454 1,0757 Promedio 0,0064 0,2189 0,8201 1,2687 0,6829 0,8172 1,0359 0,9932 Desv Est s 0,0197 0,0209 0,0368 0,0400 0,0303 0,0367 0,0349 0,0813 CV % 305,77 9,5506 4,4829 3,1511 4,4413 4,4921 3,3682 8,1876 Valor esper 0,0000 0,2000 0,8000 1,3000 NA 0,8029 1,0429 NA % Error NA 9,4457 2,5156 2,4062 NA 1,7845 0,6673 NA % Recuperac NA NA NA NA NA 111,939 98,0669 NA Valor máx 0,0573 0,2531 0,8915 1,3499 0,7319 0,8770 1,0976 1,0925 Valor mín -0,0221 0,1931 0,7780 1,2263 0,6399 0,7475 0,9682 0,8707 No. Datos 14 14 14 14 14 14 14 14 T bajo 1,4494 1,2317 1,1456 1,0613 1,4173 1,8993 1,9396 1,5074 T alto 2,5870 1,6363 1,9417 2,0303 1,6158 1,6288 1,7691 1,2204 T teórico 95% 2,3700 2,3700 2,3700 2,3700 2,3700 2,3700 2,3700 2,3700 t teórico 95% 2,1600 2,1600 2,1600 2,1600 2,1600 2,1600 2,1600 2,1600 LC inferior -0,0049 0,2068 0,7989 1,2456 0,6654 0,7960 1,0158 0,9463 LC superior 0,0178 0,2310 0,8413 1,2918 0,7004 0,8384 1,0560 1,0402 1 2 3 4 5 6 7 Em Ea M1 M1Ab M1Aa M2 PARÁMETROS ESTADÍSTICOS Criterio T Límite de confianza LC NA: no aplica 32 3.6 VALIDACIÓN DE NITRATOS (como NaNO3) 3.6.1 Procedimiento: similar a la curva de calibración. - Preparar las soluciones indicadas en la próxima tabla - Medir 25 mL de cada solución y llevar a cápsula de porcelana. - Evaporar a sequedad en baño maría. - Agregar 2 mL AFDSF, 12 mL de agua y 16 mL de NH4OH (1 + 1). - Diluir en un matraz con agua hasta 50 mL. - Dejar reposar por 30 minutos. - Calibrando el cero con el blanco de la curva de calibración, leer absorbancia de las muestras en el espectrofotómetro a 410 nm. - Calcular la concentración de NaNO3 de cada muestra preparada con base en la ecuación de calibración: ppm NaNO3 = 16,746*Abs – 0,0702. Las muestras M1 y M2 se prepararon en forma aproximada para que su concentración estuviera dentro del rango recomendado en la metodología. Para la preparación de M1Ab se le adicionó 0,3 ppm de NaNO3 a M1, y para M1Aa se le adicionó 0,6 ppm. En síntesis, las soluciones muestras a analizar en la validación son las siguientes: Muestra Bk Eb Em Ea Ppm NaNO3 0,0 0,5 2,2 3,4 M1 M1Ab M1Aa M1+0,3 M1+0,6 M2 3.6.2 Resultados y análisis En el cuadro 9 se describen los parámetros estadísticos de la validación de los nitratos, cuyos resultados fueron los siguientes: - Linealidad: en la curva de calibración (Figura 5) se observa que para el rango de concentración trabajado, 0,5 a 3,4 ppm de NaNO3, existe una relación lineal entre la absorbancia y la concentración de la solución leídas, regida por la siguiente ecuación: 33 Cuadro 9. Parámetros estadísticos de la validación de nitratos como NaNO3 Día Bk Eb 0 ppm 0,5 ppm 2,2 ppm 3,4 ppm 0,1997 0,5827 2,3469 3,5779 2,3727 2,8394 2,8347 3,2743 0,1863 0,5986 2,0887 3,5905 2,3469 2,8302 2,8575 3,2641 0,1010 0,6375 2,0497 3,2755 2,1612 2,4864 2,7118 2,6361 0,1012 0,5086 2,1612 3,5530 2,2061 2,5092 2,7168 2,6411 -0,0136 0,5563 2,2061 3,4845 2,2597 2,7081 2,7981 2,6194 -0,0228 0,5677 2,6222 3,5019 2,2677 2,7133 2,8131 2,6279 -0,0084 0,5574 2,5926 3,5004 2,3586 2,5577 3,2033 2,9675 -0,0243 0,5486 2,0328 3,4945 2,4899 2,5437 3,2299 2,9731 -0,1336 0,4881 1,9485 3,3251 2,4891 2,8702 3,3433 3,3572 -0,1289 0,5220 1,9542 3,3565 2,3454 2,8722 3,3346 3,3673 0,0868 0,5602 2,2838 3,2494 2,4893 2,5881 2,8347 3,2823 0,1162 0,5920 1,9648 3,3971 2,3359 2,5881 2,8520 3,2787 0,3046 0,5574 2,1155 3,5305 2,4296 2,6259 2,9607 3,1107 0,2644 0,4479 1,9480 3,3384 2,4251 2,6423 2,9588 3,1130 1 2 3 4 5 6 7 Em Ea M1 M1Ab M1Aa M2 PARÁMETROS ESTADÍSTICOS Promedio 0,0735 0,5518 2,1654 3,4411 2,3555 2,6696 2,9607 3,0366 Desv Est s 0,1356 0,0481 0,2250 0,1146 0,1045 0,1367 0,2221 0,2932 184,5439 8,7239 10,3923 3,3308 4,4368 5,1208 7,5024 9,6547 0,0000 0,5000 2,2000 3,4000 NA 2,6555 3,0055 NA % Error NA 10,3605 1,5748 1,2082 NA 0,5317 1,4922 NA % Recuperac NA NA NA NA NA 104,706 93,100 NA Valor máx 0,3046 0,6375 2,6222 3,5905 2,4899 2,8722 3,3433 3,3673 Valor mín -0,1336 0,4479 1,9480 3,2494 2,1612 2,4864 2,7118 2,6194 No. Datos 14 14 14 14 14 14 14 14 T bajo 1,5275 2,1580 0,9658 1,6727 1,8593 1,3403 1,1204 1,4232 T alto T teórico 95% 1,7043 1,7806 2,0303 1,3035 1,2861 1,4820 1,7226 1,1277 2,37 2,37 2,37 2,37 2,37 2,37 2,37 2,37 2,16 2,16 2,16 2,16 2,16 2,16 2,16 2,16 LC inferior -0,0048 0,5240 2,0354 3,3749 2,2952 2,5907 2,8324 2,8674 LC superior 0,1518 0,5796 2,2953 3,5072 2,4158 2,7486 3,0889 3,2059 CV % Valor esper Criterio T Límite de confianza LC t teórico 95% Fuente: Autores NA: no aplica 34 ppm NaNO3 = 16,7460 * Abs - 0,0702, con un factor de correlación R2 de 0,9984, aunque menor que el de nitritos, su proximidad a la unidad indica esa linealidad. Al tomar como variable respuesta la absorbancia, la ecuación, también lineal, queda: Abs = 0,0044 + 0,0596 * ppm NaNO3, con el mismo factor de correlación anterior. - Rechazo de datos: el T teórico para un 95% de confianza y 14 datos leído en una tabla correspondiente, es de 2,37. Al calcular los T altos y bajos para las diferentes muestras, T calculado < 2,37, razón por la cual no se rechaza ningún dato. - Precisión: como en el caso de los nitritos, el % CV de 184,5 resulta exagerado, por los mismos motivos ya explicados. - Exactitud: el mayor porcentaje de error (10,3%) corresponde a la solución de 0,5 ppm, levemente superior al límite superior del rango aceptable. - Recuperación: los porcentajes de recuperación para las dos soluciones adicionadas, M1Ab y M1Aa, fueron de 104,7 % y 93,1 % respectivamente, que se enmarcan con holgura dentro del criterio de aceptación. - Intervalo de confianza: en general el intervalo para los límites de confianza es < 10% del valor promedio del intervalo. - Límites de detección y cuantificación: su cálculo se consigna en el anexo 2, siendo los valores LDM de 0,1189 ppm de NaNO3, y LCM de 0,3882 ppm de NaNO3. Aunque el método aplicado a la parte espectrofotométrica muestra unos parámetros estadísticos aceptables, el método integral desde la matriz resulta dispendioso y exigente en tiempo y mano de obra, pues incluye dos digestiones, una de dos horas y otra aproximadamente de tres horas; además de los otros tratamientos, haciéndolo susceptible a errores y económicamente poco viable. Se debe ser muy cuidadoso en la eliminación de los cloruros, ya que éstos interfieren a niveles tan bajos como 10 ppm en las muestras líquidas. 35 3.7 RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS DE LAS MUESTRAS Y SU DISCUSIÓN Los resultados de los análisis de nitritos y nitratos, clasificados por municipio, tipo de producto y de empresa muestreada, se consignan en el cuadro 10. En el anexo 3, se ilustra en Excel el modelo de cálculo para la obtención de estos resultados para un lote de muestras. Con base en la concentración máxima permitida CMP por la legislación colombiana, para productos cárnicos embutidos, según el INVIMA, de 200 ppm de nitritos como NaNO2 y de 200 ppm de nitratos como NaNO3, al analizar los resultados del cuadro anterior, se puede diagnosticar lo siguiente: En general las concentraciones de nitritos encontradas fueron bajas, y casi todas las empresas procesadoras de las 41 muestreadas, con una excepción, cumplen con la legislación vigente para este parámetro. Sólo una muestra analizada superó la CMP de nitritos con 205,9 ppm en un primer muestreo; si se tiene en cuenta la pérdida o conversión de nitritos demostrada en el estudio y probada antes por varios autores, se deduce que la dosis agregada de nitritos a dicha muestra, sería mucho mayor que la dosis encontrada o residual. De las otras muestras analizadas, sólo tres están por encima de los 50 ppm y el resto, que representa el 92,7 % están por debajo de los 50 ppm. También se hallaron diez muestras con niveles de nitritos menores que 10 ppm, cuyo valor estaría próximo al de la matriz, que posiblemente indicaría la no adición de nitritos. En cuanto a los nitratos, al contrario de los nitritos, las concentraciones encontradas fueron altas; se hallaron 15 muestras con niveles mayores que la CMP, que representan el 36,6 % del muestreo. Una explicación a estas altas concentraciones sería la posible conversión de nitritos a nitratos, máxime las bajas concentraciones halladas de aquellos, y sería arriesgado verlo como una contravención a la legislación vigente. De las 26 muestras restantes, 21 presentan dosis entre 100 y 200 ppm de nitratos, y 5 presentan dosis < 100 ppm. 36 Cuadro 10. Resultados de los análisis de las muestras Municipio Armenia Muestra Producto Tipo de ppm NaNO2 empresa Muestreo 1 Muestreo 2 Muestreo 1 ppm NaNO3 1 Chorizo Plaza 5,5 10,7 141,2 2 Chorizo Plaza 15,8 9,8 156,7 3 Longaniza Supermercado 16,6 19,0 251,0 4 Mortadela Carnicería 24,9 29,3 156,3 5 Chorizo Supermercado 36,4 11,2 66,9 6 Chorizo Plaza 205,9 182,5 291,0 7 Chorizo Plaza 13,5 17,8 155,2 8 Chorizo Supermercado 75,4 84,0 195,2 9 Chorizo Restaurante 13,3 23,0 257,1 10 Chorizo Restaurante 3,9 9,7 55,2 11 Chorizo Supermercado 16,3 10,2 39,3 12 Chorizo Carnicería 40,1 24,6 151,4 13 Chorizo Supermercado 19,7 3,6 227,8 14 Longaniza Carnicería 27,4 23,6 180,5 15 Chorizo Carnicería 13,7 16,2 187,9 16 Chorizo Carnicería 21,7 10,7 53,7 17 Chorizo Carnicería 57,1 16,8 239,6 18 Chorizo Carnicería 86,1 36,8 216,8 19 Chorizo Restaurante 12,1 8,7 195,8 20 Chorizo Restaurante 12,6 16,3 133,0 21 Chorizo Plaza 13,2 16,7 190,2 22 Chorizo Plaza 8,8 7,7 216,7 23 Chorizo Plaza 25,3 36,1 115,5 24 Chorizo Restaurante 36,4 41,2 146,2 25 Chorizo Plaza 16,0 18,9 103,7 26 Chorizo Restaurante 23,9 16,9 255,0 27 Chorizo Carnicería 17,4 10,8 279,8 28 Chorizo Carnicería 14,5 20,1 180,3 29 Chorizo Supermercado 43,1 26,9 175,3 30 Chorizo Restaurante 3,8 7,1 292,1 31 Chorizo Plaza 11,8 7,6 98,7 32 Chorizo Plaza 17,8 14,3 253,8 33 Chorizo Carnicería 8,6 6,0 194,9 34 Chorizo Carnicería 5,7 13,0 230,0 35 Chorizo Casa 5,2 24,5 263,3 36 Chorizo Carnicería 5,8 13,3 141,1 37 Chorizo Restaurante 12,6 10,2 145,1 Pijao 38 Chorizo Casa 13,1 9,7 103,0 Buenavista 39 Chorizo Casa 13,1 19,4 233,4 Calarcá Circasia Quimbaya Montenegro Tebaida Filandia Córdoba 37 Salento 40 Chorizo Carnicería 7,7 9,6 109,0 Génova 41 Chorizo Restaurante 8,9 4,8 653,6 Fuente: Autores Cabe resaltar que la única muestra que superó la CMP de nitritos, también superó la CMP de nitratos, lo que de por sí indica una mala práctica de manufactura de la empresa que elabora ese producto. De las 41 muestras, 33 reportaron valores próximos entre sí para los dos muestreos de nitritos, lo que indica una fidelidad en sus prácticas de elaboración. 38 4. CONCLUSIONES - El producto cárnico embutido más común, casi único, elaborado en el departamento, es el chorizo de carne de cerdo; se trata de una producción artesanal, con capacidades entre 100 y 1000 unidades/semana. De los otros productos, solo se encontraron dos empresas que elaboran longaniza, y una empresa que elabora mortadela. - Aunque antes existían unas pocas empresas que elaboraban otros productos, ellas pararon su producción por problemas de mercadeo y competencia con productos traídos del medio externo al departamento. - Los sitios de producción y distribución de tales productos, crudos y o listos para su consumo, corresponden a: restaurantes y “piqueteaderos”, carnicerías, plazas de mercado, supermercados, y casas de familia. - El muestreo para los análisis comprendió 40 sitios, en dos épocas diferentes. - Se analizaron 41 muestras distribuidas así: 38 de chorizo, dos de longaniza y una de mortadela. - Debido a ciertas reacciones, pérdida y/o generación de especies, difíciles de cuantificar individualmente, en los análisis de nitritos y nitratos, las concentraciones halladas corresponden a dosis residuales, y no a las agregadas o totales. - Para adiciones de nitritos del orden de 100 ppm de NaNO2 a productos cárnicos como chorizo, el % de pérdidas del mismo es del orden del 45 %. - La conversión o pérdida de las especies analizadas, dificulta aplicar la validación de los métodos analíticos desde la matriz inicial. - Las concentraciones de nitritos resultaron bajas y las de nitratos altas. De las 41 muestras analizadas, sólo una sobrepasó la CMP (200 ppm) de nitritos; 15 muestras (o sea un 39 %) sobrepasaron la CMP de nitratos, incluyendo la anterior. 39 - La proximidad en los resultados de nitritos en los dos muestreos puede indicar una fidelidad en las prácticas de elaboración. - El método aplicado en la determinación de nitratos, resulta dispendioso y exigente en mano de obra y tiempo, y se podría explorar otros métodos como espectrofotometría de llama y el Kjeldahl. 40 Bibliografía ANTÓN, Almudena y LIZASO, Jesús. Nitritos, nitratos y nitrosaminas. Fundación Ibérica para la Seguridad Alimentaria. Madrid, 2001. ARIAS, Francisco J. Oferta y demanda. El colombiano. Medellín, 2002. AOAC . Association of 0fficial Analytical Chemists. Official Methods of Analysis of AOAC International. Maryland: AOAC. 1997. BERNAL, I. Análisis de Alimentos. Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Bogotá: Guadalupe, 1994. DELGADO, P. 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LÍMITE DE DETECCIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE NITRATOS ppm NaNO3 x Abs y ŷ (y - ŷ)2 SВ = Sy⁄ x y LDM y LCM 0 0 0,0044 0,00001936 0,00230 0,01129 0,02738 0,4 1 1,4 2 2,4 3 4 0,026848 0,066651 0,090927 0,127777 0,148645 0,179321 0,24135 0,02824 0,064 0,08784 0,1236 0,14744 0,1832 0,2428 ∑ 1,9381E-06 7,026E-06 9,5275E-06 1,7445E-05 1,452E-06 1,5048E-05 2,1035E-06 7,39E-05 x LDM 0,11890 x LCM 0,38822 45 ANEXO 3. MODELO DE CÁLCULO PARA ANÁLISIS DE NITRITOS Y NITRATOS Nitritos primer muestreo Nitratos ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm Muestra peso (g) Lectura Calculo prom Lectura Calculo prom Muestra 2 11,812 0,1513 17,0764 15,8065 3,2055 361,8309 350,9471 123,4521 11,812 0,1288 14,5366 3,0126 340,0632 3 10,907 0,1457 17,8063 3,6681 448,4068 461,3331 233,8381 10,907 0,1259 15,3895 3,8796 474,2593 4 10,5264 0,2070 26,2223 3,1156 394,6395 383,8381 156,3431 10,5264 0,1865 23,6206 2,9451 373,0367 11,5202 0,3023 34,9890 3,1524 364,8591 373,6837 146,1888 11,5202 0,3270 37,8419 227,4949 NA 5 Matriz 16,5979 24,9215 36,4155 3,3049 382,5084 10,4538 1,7767 226,6123 10,4538 1,7906 228,3776 NA: no aplica 46