SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 47
Descargar para leer sin conexión
http://www.naturalzing.com/idevaffiliate/idevaffiliate.php?id=1056&url=577
Consultora: Sayet V. Barrueta Rivera
Ing. Agroindustrial
Lima, Noviembre del 2013
“GUÍA DE MÉTODOS DE DETECCIÓN Y
ANÁLISIS DE CADMIO EN CACAO
(Theobroma Cacao L)”
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
1
INDICE
INTRODUCCION............................................................................................................... 3
I. MARCO DE REFERENCIA........................................................................................ 4
1.1. GENERALIDADES DEL CULTIVO DE CACAO.................................................. 4
1.1.1. Exportaciones del Cacao Peruano................................................................ 5
1.1.2. Contaminación de Cacao con Cadmio.......................................................... 6
1.2. METALES PESADOS EN ALIMENTOS .............................................................. 7
1.2.1. Cadmio......................................................................................................... 7
1.3. REGULACIONES INTERNACIONALES QUE ESTABLECEN LOS LIMITES
MAXIMOS PARA EL CADMIO EN CACAO.................................................................... 8
1.4. REGULACIONES PARA LA EXPORTACIÓN DE CACAO A LOS MERCADOS
INTERNACIONALES ..................................................................................................... 9
1.4.1. Unión Europea.............................................................................................. 9
1.4.2. Estados Unidos: ......................................................................................... 11
II. TECNICAS ANALITICAS DISPONIBLES PARA LA DETERMINACION DE CADMIO
EN ALIMENTOS.............................................................................................................. 12
2.1. ESPECTROMETRIA ATOMICA ........................................................................ 13
2.1.1. Espectrometría de Absorción Atómica........................................................ 14
2.1.2. Espectrometría de Emisión Atómica........................................................... 18
2.2. ESPECTROMETRÍA DE MASAS CON PLASMA DE ACOPLAMIENTO
INDUCTIVO (ICP-MS).................................................................................................. 20
2.3. INTERFERENCIAS ........................................................................................... 21
2.4. PREPARACION DE LAS MUESTRAS .............................................................. 22
2.5. DESARROLLO DE LA TECNICA ANALITICA ................................................... 23
III. PROTOCOLO PARA LA DETERMINACION DE CADMIO EN GRANOS DE
CACAO Y DERIVADOS.................................................................................................. 24
3.1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN ........................................................... 24
3.2. FUNDAMENTO ................................................................................................. 24
3.3. REFERENCIAS NORMATIVAS......................................................................... 25
3.4. DEFINICIONES................................................................................................. 25
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
2
3.5. MATERIALES, EQUIPO Y REACTIVOS ........................................................... 28
3.5.1. Equipos y materiales .................................................................................. 28
3.5.2. Reactivos.................................................................................................... 29
3.5.3. Procedimiento de lavado de materiales de vidrio y plástico ........................ 30
3.6. PROTOCOLO DE MUESTREO DE GRANOS DE CACAO Y DERIVADOS ...... 31
3.6.1. Procedimiento para la obtención de muestras de granos de cacao y
derivados.................................................................................................................. 31
3.7. PROTOCOLO DE TRATAMIENTO DE LAS MUESTRAS PARA LA
DETERMINACIÓN DE CADMIO EN CACAO Y DERIVADOS...................................... 32
3.7.1. Método de digestión húmeda de la muestra ............................................... 32
3.7.2. Digestión acida con microondas (Según AOAC 999.10)............................. 33
3.7.3. Digestión por vía seca (Según NTP 208.030 y AOAC 999.11) ................... 34
3.8. CALIBRACION DEL EQUIPO DE ESPECTROMETRIA DE ABSORCION
ATOMICA POR HORNO DE GRAFITO ....................................................................... 35
3.8.1. Calibración ................................................................................................. 35
3.8.2. Operación del Instrumento.......................................................................... 36
3.9. DETERMINACIÓN DE CADMIO POR ESPECTROFOTOMETRÍA DE
ABSORCIÓN ATÓMICA CON HORNO DE GRAFITO................................................. 37
3.9.1. Desarrollo de la Técnica Analítica............................................................... 38
3.9.2. Curvas de calibración para Cadmio............................................................ 38
3.9.3. Cálculos y evaluación de los resultados ..................................................... 38
3.9.4. Informe de ensayo...................................................................................... 39
IV. SUGERENCIAS.................................................................................................... 40
V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS......................................................................... 41
VI. ANEXOS............................................................................................................... 44
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
3
INTRODUCCION
El cacao es un cultivo de mucha importancia económica en el Perú, ya que en la
actualidad existen 144,232 hectáreas cultivadas de cacao, gran parte de las cuales se han
instalado gracias a los programas de Desarrollo Alternativo, que promueven la siembra
del cacao en la selva peruana. Así mismo las exportaciones de cacao orgánico y
convencional han ido evolucionando, siendo reconocidos por su gran calidad en eventos
internacionales. Sin embargo en estos últimos años la presencia de cadmio en el cacao y
sus derivados, ha generado gran preocupación tanto en los países productores como en
los países importadores, así como también en los organismos de Regulación Internacional
como la OMS y la FAO.
El 16 de septiembre de 2013, la Unión Europea notificó al Comité de Medidas Sanitarias y
Fitosanitarias de la Organización Mundial del Comercio (OMC) la Enmienda al
Reglamento Europeo No. 1881/2006, en la cual se establecen niveles máximos (NM) de
cadmio para el chocolate y productos derivados del cacao, que entrarán en vigor a partir
del 1 de enero del 2019. Considerando como contenidos máximos de cadmio en diversos
productos de cacao en un rango de 0.10 a 0.80 mg/kg.
El Cadmio es una sustancia natural presente en la corteza terrestre, que ha adquirido una
gran importancia toxicológica; cuya presencia en algunos cultivos está asociado a la
actividad antrópica. Los usos más habituales de este metal son en la industria de la
galvanoplastia, la fabricación de baterías y la estabilización de algunos plásticos, aunque
el cadmio se ha utilizado también en la elaboración de algunos plaguicidas y fertilizantes.
El vertido al suelo de los ácidos utilizados para la producción de pasta básica de cocaína
es otro de los vehículos para su asimilación por los cultivos y especies silvestres.
Existen muchas técnicas analíticas para la determinación de metales pesados en
alimentos, entre los más utilizados tenemos la Espectrometría de Absorción Atómica y la
Espectrometría de Masas. La absorción atómica es una técnica capaz de detectar y
determinar cuantitativamente la mayoría de los elementos del sistema periódico. Su
campo de aplicación es muy diverso, entre ellos la industria alimentaria. El método
consiste en la medición de las especies atómicas por su absorción a una longitud de onda
particular.
En la presente guía se establece un protocolo de análisis para la determinación de
Cadmio en granos de cacao y derivados mediante Espectrometría de Absorción Atómica
con Horno de Grafito (GFAAS), con tres pre tratamientos de la muestra; digestión acida
por vía húmeda y seca, y digestión acida asistida por microondas.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
4
I. MARCO DE REFERENCIA
1.1. GENERALIDADES DEL CULTIVO DE CACAO
El nombre científico del cacao es Theobroma cacao, pertenece a la familia de las
esterculiáceas y es una especie cuyo centro de origen es América del Sur y
México. La altura del árbol es entre 6 y 10 metros, con un adecuado cultivo mide
de 2 a 3 metros. A las semillas y granos del fruto se les denomina cacao, que
luego de un proceso de fermentación y secado son utilizadas para la elaboración
del chocolate.
El cacao es un producto de mucha importancia económica y estratégica en
nuestro país, ya que permite mejorar la calidad de vida de las familias de la
Amazonia peruana, además de ser un producto que viene siendo promovido por
los programas de Desarrollo Alternativo para la erradicación de cultivos ilícitos.
Fig. 01. El cacao
El Perú es uno de los principales lugares originarios del cacao, posee el 60% de
las variedades de cacao del mundo y es el segundo productor mundial de cacao
orgánico. En los últimos años se incrementó la producción de cacao orgánico en
Perú, posicionándose en los primeros lugares en los nichos especiales del
mercado mundial. [36]. En el año 2012 la producción nacional de cacao fue de 60
mil toneladas, involucrando a 40 mil familias dedicadas a su cultivo. [27].
El Perú ha sido calificado por la Organización Internacional del Cacao (ICCO)
como un país en donde se produce y se exporta un cacao fino y de aroma,
logrando el 36% de la producción mundial de este tipo. [36].
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
5
En el año 2012, el cacao fue declarado Patrimonio Natural de la Nación,
reconociéndose al cacao como uno de los cultivos más importantes del Perú, y en
Octubre del 2013, fue declarado producto bandera.
Las variedades más cultivadas de cacao son:
• Criollo: es el más antiguo y proviene de la selva norte.
• Forastero : es el más abundante y representa el 90 % de la producción mundial
• Trinitario : original de la isla de Trinidad, es un híbrido biológico natural, cruce
del criollo y el forastero
Los principales usos del cacao son:
- Cacao en polvo: para elaborar el chocolate y aromatizar diferentes tipos de
bebidas, galletas, pasteles, etc.
- Pulpa de cacao: elaboración de bebidas como licores con café y gaseosas.
- Manteca de cacao: se utiliza en la fabricación de medicamentos, cosméticos,
jabones, etc.
- Jugo de cacao : para la elaboración de mermeladas y jaleas
Algunas de las propiedades medicinales del cacao, es que posee gran cantidad de
minerales y vitaminas, y es uno de los alimentos que contiene antioxidantes,
también posee anandamida que ayuda en el tratamiento de la depresión y el
ánimo, también se utiliza en el tratamiento de la diabetes, es diurético y es bueno
para la hipertensión. [36].
1.1.1. Exportaciones del Cacao Peruano
En el 2012, las exportaciones de cacao y sus derivados sumaron los US$
101,552.8 millones. Los principales países de destino fueron los mercados de
Estados Unidos, Holanda, Bélgica, Alemania e Italia.
Cuadro 01. Exportaciones de cacao y derivados en valor FOB U$
Fuente: Informe Anual Promperu. 2012
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
6
La exportación de cacao Grano en el 2012 alcanzó los U$ 62.9 millones a un
precio promedio de U$ 2.57 el kilo. Holanda y Bélgica son nuestros principales
destinos con U$ 11.9 millones cada uno (19%), le siguen Alemania U$ 8.1 millones
(13%) e Italia U$ 7.9 millones (13%), entre 32 Países compradores.
En el 2012 las principales empresas exportadoras de cacao en grano fueron:
Amazonas Trading que lidero las ventas con U$ 9.9 millones (16% del total),
seguida de la cooperativa ACOPAGRO con U$ 8.2 millones (13%) y la
Cooperativa Agraria Naranjillo U$ 7.9 millones (13%), entre otras 47 Empresas
exportadoras, la mayoría ubicadas en zonas conflictivas del VRAE. [2]
1.1.2. Contaminación de Cacao con Cadmio
Los metales pesados en los alimentos tienen múltiples orígenes. En el caso del
cacao es posible que la contaminación del producto se de en las etapas de cultivo,
producción y transformación. Conocer el origen de la contaminación en alimentos
es fundamental para determinar las acciones a seguir y para establecer la calidad
del producto. A nivel experimental, el análisis de metales pesados en alimentos y
suelos involucra recolección, preparación de muestras, extracción de los metales,
eliminación de interferencias y finalmente detección y cuantificación mediante
técnicas analíticas instrumentales. [29]
La planta de cacao absorbe ligeramente los metales pesados que existen por
naturaleza en los suelos y los concentra en las semillas grasosas. Según las
regiones, el grado de concentración de metales pesados es diferente. [8]
La principal fuente de contaminación de cadmio son los fertilizantes provenientes
de roca fosfórica. Por estas razones se hace necesario determinar cuál es la
condición actual de los suelos y de algunos productos agrícolas que por su alto
consumo podrían representar un peligro para la salud humana. Esta información
también permitirá establecer una línea base que servirá de referencia para el
monitoreo de estos metales en el futuro. Estudios realizados en Estados Unidos
muestran que el factor que más contribuye a la concentración de cadmio en
cultivos es el pH del suelo. En suelos ácidos la absorción de cadmio es mayor,
pues los suelos donde se cultiva cacao son de tendencia ácida, típico de la región
húmeda tropical. Experimentos realizados en Estados Unidos muestran que la
aplicación de cal para la corrección del pH reduciendo la acidez, disminuye
significativamente la absorción de cadmio. [20]
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
7
1.2. METALES PESADOS EN ALIMENTOS
Los metales pesados que están en los alimentos provienen de diversas fuentes,
las más importantes son: la composición mineralógica del suelo en el que se
producen los alimentos para el hombre y los animales; los lodos residuales, los
fertilizantes químicos y plaguicidas empleados en agricultura. La presencia de
metales pesados en alimentos y particularmente en productos lácteos, constituye
un tema de actualidad por los daños que ocasionan a la salud pública. Es
necesario enfatizar que los riesgos a la salud de la población infantil necesitan ser
evaluados de una manera integral, considerando la exposición crónica de metales
pesados en alimentos que por lo regular se presenta de forma asintomática
durante un tiempo prolongado de vida. [3].
Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que presentan una
densidad relativamente alta y toxicidad para el ser humano, aunque algunos son
elementos esenciales en el ser humano, independientemente de que a
determinadas concentraciones puedan ser tóxicos en alguna de sus formas. Sin
embargo, hay una serie de elementos que en alguna de sus formas pueden
representar un serio problema medioambiental y es común referirse a ellos con el
término genérico de "metales pesados".
La peligrosidad de los metales pesados es mayor al no ser química ni
biológicamente degradables. Una vez emitidos, principalmente debido a la
actividad industrial y minera, pueden permanecer en el ambiente durante cientos
de años, contaminando el suelo y acumulándose en las plantas y los tejidos
orgánicos. Además, su concentración en los seres vivos aumenta a lo largo de la
cadena alimentaria.
Los metales pesados tóxicos más conocidos son el mercurio, el plomo y el cadmio.
[1].
1.2.1. Cadmio
El Cadmio es un componente de la corteza terrestre que se encuentra en
pequeñas cantidades asociado a minerales de cinc, cobre o plomo. Su contenido
medio en el suelo es minoritario y está estimado en torno a 0,10-0,15 mg/Kg. Su
presencia en el medio ambiente es, por tanto, de origen natural, a través de la
erosión, pero su nivel puede verse incrementado por la acción del hombre, debido
principalmente a actividades como la minería o también derivado de su uso en
distintas aplicaciones (pinturas, baterías, etc.).
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
8
El reglamento de la Unión Europea N°1881/2006 fija los contenidos máximos para
este metal en ciertos productos alimenticios, en particular en carne, vísceras,
productos de la pesca, cereales, frutas y hortalizas.
La absorción del cadmio en el aparato digestivo es baja (5-10%), sin embargo, el
cadmio se acumula en el organismo, principalmente en el hígado y riñón, estando
su vida media estimada en unos 20-30 años en humanos. [1]. donde podrá ejercer
sus efectos toxicológicos. [21]
El JECFA calcula la exposición dietética con base a los datos reportados por los
países al Sistema Mundial de Vigilancia del Medio Ambiente SIMUVIMA, la
estimación resultante de la exposición alimentaria puede compararse entonces
con el valor de la Ingesta Diaria Admisible IDA o valor de referencia toxicológico
asignado al contaminante que, en el caso del Cadmio, fue establecida una ingesta
de forma semanal en 5,8 µg/kg de peso corporal/semana. [18]
1.3. REGULACIONES INTERNACIONALES QUE ESTABLECEN LOS LIMITES
MAXIMOS PARA EL CADMIO EN CACAO
A continuación se detalla la evolución de las regulaciones con respecto al Cadmio
en Cacao en la OMC y el CODEX
Comunidades Europeas y su LM para Cadmio
- El 19 de diciembre de 2006, la Unión Europea (UE) expidió el Reglamento
(CE) N°1881/2006, que señala los niveles de cadmio tolerables para los
distintos productos. En esta Reglamentación no se encuentran definidos
los límites tolerables para el cacao y sus derivados, pues no se
consideraba al cacao y chocolates como una fuente significativa de
consumo de cadmio.
- En el 2007, por una publicación en la revista “Der Spiegel” de Alemania
sobre la presencia de cadmio en el chocolate y la posibilidad de que este
metal sea un agente cancerígeno, el tema se convirtió en una
preocupación sanitaria que llevó a la discusión internacional sobre esta
Reglamentación.
- En mayo del 2011, se presenta la propuesta de modificación del
reglamento N°1881/2006 EC, por la Dirección General de Salud y
Protección al Consumidor DG-SANCO. En la cual se sugiere el nivel
cadmio en cacao y chocolates sea de 0.30 -0.50 mg/kg. La UE analiza la
posibilidad de enmendar el Reglamento (CE) No. 1881/2006, para incluir
en la lista los límites máximos (LM) de cadmio para el cacao y productos de
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
9
chocolate, a través de la Regulación (CE) No 420/2011 y de acuerdo a la
definición de la Directiva 2000/36/EC.
Chocolate y cacao en polvo, en un rango de 0.30 a 0.50 mg/Kg, los
cuales se establecerían de manera definitiva entre diciembre 2011 y
enero 2012
Los argumentos científicos del proyecto de enmienda se basan en las
opiniones científicas de la EFSA (“European Food Safety Authority”) sobre
la ingesta de cadmio en la dieta humana. [24].
- El 16 de septiembre de 2013, la Unión Europea notificó al Comité de
Medidas Sanitarias y Fitosanitarias de la Organización Mundial del
Comercio (OMC) la Enmienda al Reglamento Europeo No. 1881/2006, en
la cual se establecen niveles máximos (NM) de cadmio para el chocolate y
productos derivados del cacao, que entrarán en vigor a partir del 1 de
enero del 2019. [31].
Otras Regulaciones internacionales
- Según Legislación Australiana y Neozelandesa de Metales Pesados
(Australian New Zealand Food Code), el contenido máximo de Cadmio
para chocolates y productos de cacao es de 0.50 mg/Kg. [4].
- Reglamento (CE) N°333/2007, Control oficial de l os niveles de plomo,
cadmio, mercurio, estaño inorgánico, 3-MCPD y benzo(a)pireno en los
productos alimenticios.
1.4. REGULACIONES PARA LA EXPORTACIÓN DE CACAO A LOS MERCADOS
INTERNACIONALES
Aun no existen regulaciones específicas en cuanto al contenido de metales
pesados en granos de cacao y derivados, sin embargo se han considerado otros
requisitos para la exportación de granos de cacao y derivados, en cuanto a la
regulación para el contenido de metales pesados en cacao y derivados, ya existe
una enmienda al Reglamento N°1881/2006, lo cual ent rara en vigor a partir del 01
de enero del 2019, en la actualidad la mayor parte del cacao, está siendo
exportado a los países de la Unión Europea y Estados Unidos cuyos requisitos se
mencionan a continuación.
1.4.1. Unión Europea
Principales requisitos en la Unión Europea
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
10
• Legislación Alimentaria General Reglamento (CE) 178/2002: en este
Reglamentos se establece los principios básicos de la Ley General de
Alimentos y que es aplicado a todas las etapas de la producción,
transformación y distribución de productos alimenticios.
• Higiene de productos alimenticios Reglamento (CE) 852/2004: Este
reglamento presenta una serie de requisitos de higiene o limpieza para los
alimentos importados a la UE. Está basado en el sistema de Análisis de
riesgos y puntos críticos de control (conocido como HACCP), el cual se
aplica a las empresas de procesamiento, tratamiento, envasado,
transporte, distribución y comercialización de productos alimenticios, es
decir, a través de toda la cadena de valor del producto.
• Específica para los productos de cacao Directiva (CE) 2000/36: Establece
los requisitos para los productos de cacao y chocolate destinados al
consumo humano. Esta directiva se refiere a la manteca de cacao, cacao
en polvo, chocolate, chocolate con leche, chocolate familiar con leche,
chocolate blanco, chocolate relleno, chocolate de taza, chocolate familiar
de taza y el chocolate o praliné.
• Directiva 2000/13/EC donde se establece los requisitos de etiquetado y
publicidad.
Principales restricciones para el cacao en grano
• Contenidos Máximos de Contaminantes Reglamento (CE) 1881/2006: Este
reglamento fija el contenido máximo de determinados contaminantes en
los productos alimenticios que vayan a ser comercializados en la UE. Los
contaminantes incluidos en el reglamento son los nitratos, la patulina,
ciertos metales pesados, micotoxinas, dioxinas y un contaminante llamado
3-MCPD.
• Reglamento (CE) 149/2008: Plaguicidas –LMR: El reglamento establece
una lista de plaguicidas autorizados y prohibidos para el cacao, así como
los Límites Máximos de Residuos (LMR), permitidos en el cacao. En cuanto
a las sustancias activas para las que no se ha establecido un LMR, por
defecto debe ser de 0,01 mg / kg, a menos que los usuarios proporcionen
una justificación para utilizar niveles más altos. Desde septiembre del año
2008, todas las importaciones de cacao en grano en la UE están sujetas a
las disposiciones de ésta legislación.
Además para el caso de la UE, es necesario tomar en cuenta que las actuales
tendencias de los consumidores europeos prestan mayor atención a la forma
como se producen, es por esta razón que los compradores solicitan certificaciones
para comprobar que el cacao es producido de manera justa, amigable con el
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
11
medio ambiente y socialmente responsable. Las certificaciones más solicitadas en
la UE son Comercio Justo (Fairtrade), Rainforest Aliance y Certificaciones UTZ.
1.4.2. Estados Unidos:
Cumplir con las disposiciones de la Ley contra el Bioterrorismo que empezó a regir
en los EE.UU. a partir del 2003 el cual se encuentra destinado a proteger la
producción, distribución y venta de alimentos de origen norteamericano e
importado, en contra de posibles atentados terroristas. El procedimiento para la
aplicación de la presente Ley considera las siguientes etapas:
- Registro de instalaciones alimenticias.
- Notificación previa de alimentos importados.
- Detención administrativa.
- Norma final de establecimiento y mantenimiento de registros.
Sin embargo las dos primeras etapas son de cumplimiento obligatorio para las
empresas extranjeras. Además la FDA impone un límite legal de granos dañados
más bajo, más estrictos que los establecidos por las Normas Internacionales y no
se aceptan productos que hayan sido tratados con plaguicidas prohibidos, así no
existan residuos en el momento del análisis y se impone una detención obligatoria
previa al muestreo como detención automática. También es preciso señalar que se
debe de cumplir con los Límites máximos de Residuos (LMR) permitidos para este
producto.
Por otro lado, y dependiendo de la presentación del producto, la FDA prohíbe la
importación de artículos adulterados o mal etiquetados y productos defectuosos,
inseguros, sucios o en condiciones insalubres. Los productos no pueden estar mal
etiquetados, tener diseños o imágenes falsas o engañosas o etiquetas que no
proporcionen la información requerida. Por lo tanto se debe cumplir con las
disposiciones de la FDA que se rige por el Código de Regulaciones Federales o
Code of Federal Regulations CFR, Título 21, Capítulo 101; que se basa en la Ley
Federal de Alimentos, Drogas y Cosméticos FD & C Act; en la Ley de Empaque y
Etiquetado Justo FPLA; y, en la Ley de Etiquetado y Educación sobre Nutrición
NLEA.
Cuando corresponda, los embalajes de madera deben de cumplir con la NIMF 15.
[30].
Algunos otros alcances en cuanto a Regulaciones para la exportación se encuentra en el
Anexo 2.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
12
II. TECNICAS ANALITICAS DISPONIBLES
PARA LA DETERMINACION DE CADMIO
EN ALIMENTOS
Desde hace más de treinta años, los métodos de análisis instrumental han tenido
un desarrollo importante y son ampliamente utilizados de forma rutinaria en
laboratorios de control y de investigación.
En el numeral 3.2 del capítulo “Cadmium” del documento Safety Evaluation of
Certain Food Additives and Contaminants - WHO FOOD ADDITIVES SERIES 64,
se resume las diferentes técnicas analíticas para cuantificar cadmio en alimentos,
tales técnicas de detección incluyen la espectrometría de absorción atómica de
llama (FAAS), electrotérmico (horno de grafito y el horno de Zeeman),
espectrometría de absorción atómica (ETAAS), espectrometría de fluorescencia
atómica con generación de hidruros (HG -AFS), espectrometría de emisión óptica
con plasma acoplado inductivamente (ICP- OES ) y Espectrofotometría de emisión
de plasma con acoplamiento inductivo (ICP- MS). [19]
La Espectrometría es una técnica instrumental que permite determinar el mayor
número de elementos en una gran variedad de matrices, basada en la
identificación de analitos mediante el espectro emitido o absorbido por los mismos,
pudiéndose diferenciar entre atómica o de masas. [28]
Dentro de las técnicas espectrométricas tenemos a la Espectrometría Atómica y la
Espectrometría de masas.
En el Cuadro 02, se muestras algunas ventajas y limitaciones de algunos métodos
analíticos utilizados para la detección de metales pesados.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
13
MÉTODO VENTAJAS LIMITACIONES
Espectrometría de
absorción atómica
por llama
• Requiere solo conocimientos
básicos de laboratorio
• Prueba rápida
• Tamaño reducido de la muestra
con la copa de Delves (50–100 µl)
• Bajo precio y bajos costos de
funcionamiento
• Relativamente pocas interferencias
• Interfaz robusta
• Límite de detección
relativamente alto (~10 µg/dl)
• Tiempo necesario para la pre
concentración o digestión de la
muestra si no se utiliza la
cubeta de Delves.
• Se necesitan muestras de
gran tamaño para los métodos
de nebulización.
• No se puede dejar el equipo
funcionando sin atención.
Espectrometría de
absorción atómica
por horno de grafito
• Buen límite de detección (<1–2
µg/dl)
• Tamaño reducido de la muestra
• Precio y costos de funcionamiento
moderados
• Moderada capacidad para analizar
múltiples elementos
• Relativamente pocas
interferencias(aunque más que con
la espectrometría de absorción
atómica por llama)
• Ampliamente utilizada, existen
múltiples proveedores
• La prueba lleva más tiempo
• Requiere algo de experiencia
de laboratorio (más que con la
espectrometría de absorción
atómica por llama)
• Mayor potencial de
interferencia espectral que con
la espectrometría de absorción
atómica por llama.
Espectrometría de
masa con fuente de
plasma de
acoplamiento
inductivo
• Límite de detección excelente
(~0,1µg/dl)
• Rapidez
• Tamaño reducido de la muestra
(50–100 µl)
• Relativamente pocas interferencias
espectrales, bien conocidas.
• Permite mediciones isotópicas.
• Método económico si se procesan
grandes cantidades de muestras.
• Capacidad para investigar más de
un elemento.
• Precio y costos de
funcionamiento elevados
• Requiere operadores
altamente especializados
Cuadro 02. Resumen de algunos métodos analíticos para determinar Metales
Pesados
Fuente: OMS, 2013
2.1. ESPECTROMETRIA ATOMICA
La espectrometría atómica, en términos generales, está basada en la absorción,
emisión o fluorescencia por átomos o iones elementales. Hay dos regiones del
espectro que dan información atómica: la ultravioleta/visible y la de rayos X.
Los espectros atómicos ultravioleta y visible se obtienen mediante un adecuado
tratamiento térmico que convierte los componentes de una muestra en átomos o
iones elementales gaseosos. La emisión, absorción o fluorescencia de la mezcla
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
14
gaseosa resultante sirve a continuación para la determinación cualitativa y
cuantitativa de uno o varios de los elementos presentes en la muestra. [38]
Fig. 02. Espectrofotómetro de Absorción Atómica.
En la espectrometría atómica podemos medir un átomo al pasar del estado
fundamental al estado excitado o viceversa. Así tenemos Espectrometría de
Absorción Atómica y espectrometría de emisión atómica.
2.1.1. Espectrometría de Absorción Atómica
En química analítica, la espectrometría de absorción atómica es una técnica para
determinar la concentración de un elemento metálico determinado en una muestra.
Puede utilizarse para analizar la concentración de más de 62 metales diferentes
en una solución.
Principios en los que se basa
La técnica hace uso de la espectrometría de absorción para evaluar la
concentración de un analito en una muestra. Se basa en gran medida en la ley de
Beer-Lambert.
En resumen, los electrones de los átomos en el atomizador pueden ser
promovidos a orbitales más altos por un instante mediante la absorción de una
cantidad de energía (es decir, luz de una determinada longitud de onda). Esta
cantidad de energía (o longitud de onda) se refiere específicamente a una
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
15
transición de electrones en un elemento particular, y en general, cada longitud de
onda corresponde a un solo elemento.
Como la cantidad de energía que se pone en la llama es conocida, y la cantidad
restante en el otro lado (el detector) se puede medir, es posible, a partir de la ley
de Beer-Lambert, calcular cuántas de estas transiciones tienen lugar, y así obtener
una señal que es proporcional a la concentración del elemento que se mide.
Instrumentos
Para analizar los constituyentes atómicos de una muestra es necesario atomizarla.
La muestra debe ser iluminada por la luz. Finalmente, la luz es transmitida y
medida por un detector. Con el fin de reducir el efecto de emisión del atomizador
(por ejemplo, la radiación de cuerpo negro) o del ambiente, normalmente se usa
un espectrómetro entre el atomizador y el detector.
Tipos de atomizadores
Para atomizar la muestra normalmente se usa una llama, pero también pueden
usarse otros atomizadores como el horno de grafito o los plasmas, principalmente
los plasmas de acoplamiento inductivo.
Cuando se usa una llama, se dispone de tal modo que pase a lo largo lateralmente
(10 cm) y no en profundidad. La altura de la llama sobre la cabeza del quemador
se puede controlar mediante un ajuste del flujo de mezcla de combustible. Un haz
de luz pasa a través de esta llama en el lado más largo del eje (el eje lateral) e
impacta en un detector.
Fuentes de luz
La fuente de luz elegida tiene una anchura espectral más estrecha que la de las
transiciones atómicas.
Lámparas de cátodo hueco. En su modo de funcionamiento convencional, la luz
es producida por una lámpara de cátodo hueco. En el interior de la lámpara hay un
cátodo cilíndrico de metal que contiene el metal de excitación, y un ánodo. Cuando
un alto voltaje se aplica a través del ánodo y el cátodo, los átomos de metal en el
cátodo se excitan y producen luz con una determinada longitud de onda. El tipo de
tubo catódico hueco depende del metal que se analiza. Para analizar la
concentración de cobre en un mineral, se utiliza un tubo catódico de cobre, y así
para cualquier otro metal que se analice.
Láser de diodo. La espectrometría de absorción atómica también puede ser
llevada a cabo mediante láser, principalmente un láser de diodo, ya que sus
propiedades son apropiadas para la espectrometría de absorción láser. La técnica
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
16
se denomina espectrometría de absorción atómica por láser de diodo (DLAAS o
DLAS), o bien, espectrometría de absorción por modulación de longitud de onda.
Métodos de corrección de fondo
El estrecho ancho de banda de las lámparas catódicas huecas hace que sea raro
el solapamiento espectral. Es decir, es poco probable que una línea de absorción
de un elemento se solape con otra. La emisión molecular es mucho más amplia,
por lo que es más probable que algunas bandas de absorción molecular se
superpongan con una línea atómica. Esto puede resultar en una absorción
artificialmente alta y un cálculo exagerado de la concentración en la solución. Se
utilizan tres métodos para corregir esto:
Corrección de Zeeman. Se usa un campo magnético para dividir la línea atómica
en dos bandas laterales. Estas bandas laterales están lo suficientemente cerca de
la longitud de onda original como para solaparse con las bandas moleculares, pero
están lo suficientemente lejos como para no coincidir con las bandas atómicas. Se
puede comparar la absorción en presencia y ausencia de un campo magnético,
siendo la diferencia la absorción atómica de interés.
Corrección de Smith-Hieftje (inventada por Stanley B. Smith y Gary M. Hieftje),
La lámpara catódica hueca genera pulsos de alta corriente, provocando una mayor
población de átomos y auto-absorción durante los pulsos. Esta auto-absorción
provoca una ampliación de la línea y una reducción de la intensidad de la línea a la
longitud de onda original.
Lámpara de corrección de deuterio. En este caso, se usa una fuente de amplia
emisión (una lámpara de deuterio), para medir la emisión de fondo. El uso de una
lámpara separada hace de este método el menos exacto, pero su relativa
simplicidad (y el hecho de que es el más antiguo de los tres) lo convierte en el más
utilizado. [17].
En general la espectrometría de Absorción Atómica, mide la luz absorbida por un
átomo en estado fundamental al pasar al estado excitado, así tenemos:
Espectrometría de Absorción Atómica de Llama (F-AAS), de Atomización
Electrotérmico (ETAAS), de Generación de Hidruros (HG- AAS), de Vapor frío (CV-
AAS), de Análisis elemental/directo (AMA / DMA). [28]
2.1.1.1. Espectrometría de Absorción Atómica con Llama (F-AAS)
El espectrómetro de absorción atómica de llama (FAAS) permite la detección y
determinación de metales en cualquier tipo de muestra industrial siempre y
cuando pueda ser solubilizada. Los límites de detección en este caso son del
orden de la ppm (partes por millón).
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
17
Esta técnica analítica está especialmente indicada para determinar elementos
alcalinos, alcalinotérreos y metales pesados presentes en cualquier tipo de
muestra susceptible de ser disuelta. Los niveles de concentración que se
pueden analizar van desde % hasta ppb (partes por billón ó 1 mg/Tm). [38]
La FAAS, es una técnica monoelemental y está sujeta a muchas interferencias
químicas o de matriz que se producen como consecuencia de diversos
procesos químicos que ocurren durante la atomización y que alteran las
características de absorción del analito. El tipo más común de interferencia es
el producido por aniones que forman compuestos de baja volatilidad con el
analito y reducen así su velocidad de atomización lo que origina resultados
menores de lo esperado. Las interferencias espectrales son poco frecuentes
debido a que las líneas de la fuente son extremadamente estrechas y
específicas. [28]
2.1.1.2. Espectrometría de Absorción Atómica con Cámara de Grafito (GFAAS)
El espectrómetro de absorción atómica con cámara de grafito (GFAAS),
también llamada con atomización electrotérmica, permite trabajar con muestras
de volumen muy reducido (inferior a 100 µL) o directamente sobre muestras
orgánicas líquidas. Habitualmente se analizan muestras de material biológico
de origen clínico (sangre, suero, orina, biopsias hepáticas, etc.). Por su
elevada sensibilidad (niveles de ppb), la técnica se aplica en la detección de
metales en productos de alta pureza, como por ejemplo fármacos, alimentos
(peces y carne) y productos industriales, y también en aguas de bebida y de
acuíferos (determinación de la presencia de Cu, Cd, Pb, As, Hg, etc.). [38].
La espectrometría de absorción atómica por horno de grafito utiliza un tubo de
grafito calentado mediante electricidad para vaporizar y atomizar el analito a
temperaturas de hasta 3000 °C, antes de su detecció n. Se pueden analizar
muestras de volúmenes de 10–50 µl. Como la totalidad de la muestra se
atomiza en un volumen pequeño, se obtiene una alta densidad de átomos.
Esto hace que este tipo de espectrometría sea sumamente sensible.
Se han desarrollado métodos que permiten medir concentraciones por debajo
de 0,1 µg/dl, sin embargo, en la práctica habitual el límite de detección es de
alrededor de 1–2 µg/dl. [35]. Actualmente, la espectrometría de absorción
atómica por horno de grafito es uno de los métodos más utilizados para
determinar las concentraciones de metales pesados en alimentos.
2.1.1.3. Espectrometría de Absorción Atómica con Generación de Hidruros (HG-
AAS)
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
18
Es una Técnica monoelemental restrictiva a elementos refractarios, que
presenta una alta sensibilidad, pero sujeta a interferencias químicas debidas
a altas concentraciones de los metales de transición, aunque controlando la
acidez del medio y la concentración del NaBH4, son dos factores que
permiten reducir al mínimo dichas interferencias. [38]
2.1.1.4. Espectrometría de Absorción Atómica con Vapor Frío (CV- AAS)
Al igual que en la Espectrometría Atómica por Generación de Hidruros, se
utiliza un agente reductor (borhidruro sódico o el más sensible cloruro
estannoso) que consigue reducir las especies de mercurio a su estado
elemental, el cual es volátil y es arrastrado por argón hasta la celda de
medida. [38]
2.1.2. Espectrometría de Emisión Atómica
La espectrometría de emisión es una técnica espectroscópica que analiza las
longitudes de onda de los fotones emitidos por los átomos o moléculas durante su
transición desde un estado excitado a un estado de inferior energía. Cada
elemento emite un conjunto característico de longitudes de onda discretas en
función de su estructura electrónica. Mediante la observación de estas longitudes
de onda puede determinarse la composición elemental de la muestra.
Hay muchas maneras en que los átomos pueden ser llevados a un estado
excitado. El método más simple es calentar la muestra a una temperatura alta,
produciéndose las excitaciones debido a las colisiones entre átomos de la
muestra. Este método se utiliza en la espectrometría de emisión de llama.
A pesar de que las líneas de emisión están causadas por una transición entre
estados energéticos cuantizados, y pueden ser muy agudas a primera vista, tienen
una anchura finita; es decir, se componen de más de una longitud de onda de luz.
Esta ampliación de la línea espectral tiene muchas causas diferentes.
La espectrometría de emisión suele llamarse a menudo espectrometría de emisión
óptica, debido a la naturaleza de la luz que se emite. [17]
La espectrometría de emisión atómica mide la luz emitida por un átomo excitado
al pasar al estado fundamental, tenemos: Emisión Atómica con Llama (F-AES),
Espectrometría atómica de emisión con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-
AES). [28]
2.1.2.1. Espectrometría de Emisión Atómica con Llama (F-AES)
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
19
Presenta la ventaja que la llama actúa como fuente, no necesitando como los
métodos de absorción una lámpara diferente para cada elemento. La calidad
del monocromador no tiene que ser tan alta para alcanzar el mismo grado de
selectividad, pero también sufre interferencias químicas semejantes.
Resumiendo para estas técnicas estudiadas de Absorción y Emisión Atómica
las principales interferencias son las químicas o de matriz. [28]
2.1.2.2. Espectrometría Atómica de Emisión con Plasma de Acoplamiento
Inductivo (ICP-AES)
Técnica con gran aceptación hoy en día, que está justificada por las
características analíticas de la misma:
Un gran número de elementos determinables (> 70)
Una reproducibilidad de hasta 0,3% en los mejores casos
Buena exactitud
Técnica multielemental
Pocos efectos de matriz o químicos
Una dinámica lineal de concentración cubriendo varios órdenes de
magnitud.
El ICP tiene una excelente reputación con respecto a los efectos de matriz,
particularmente cuando se compara con métodos alternativos como la
Espectroscopía de Absorción Atómica (AAS). Sin embargo, los efectos de
matriz pueden ser observados en ICP-AES, aunque usualmente la magnitud
del efecto es baja. En el caso de soluciones, el concepto de matriz incluye no
solo el (los) elemento (s) mayoritario (s), sino los reactivos tales como
solventes ácidos u orgánicos, debido a que su naturaleza y concentración
pueden influir en la intensidad de la señal del analito.
También hay que tener en cuenta que según el nebulizador utilizado los
efectos matriz pueden ser muy importantes, por ejemplo si se utiliza el
nebulizador ultrasónico (para intentar llegar a los límites exigidos en Pb, Cd,
en algunos alimentos) es muy sensible a los efectos matriz, y por eso a veces
sólo se recomienda sobre todo para matrices no muy ácidas y limpias tipo
aguas, aunque es cierto que si se trabaja con el patrón interno adecuado
estos efectos sí se verían reducidos incluso con antorcha en vista axial y
nebulizador ultrasónico.
La Espectrometría Atómica de Emisión con Plasma de Acoplamiento Inductivo
(ICP-AES) presenta espectros de emisión complejos sujetos interferencias
espectrales por lo que es importante tener equipos con una alta resolución.
[28].
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
20
2.2. ESPECTROMETRÍA DE MASAS CON PLASMA DE ACOPLAMIENTO
INDUCTIVO (ICP-MS)
La espectrometría de masas con plasma inductivamente acoplado (del inglés
Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) es conocida como ICP-MS. Esta
técnica de análisis elemental e isotópico se ha venido imponiendo para las más
diversas aplicaciones en las últimas dos décadas. Esto se debe principalmente a
su capacidad de discriminar isótopos y a sus bajos límites de detección, que
pueden llegar a ser inferiores a los 10-6 mg L-1
. Dichos límites son mucho más
bajos que los de otras técnicas analíticas más convencionales como fluorescencia
de rayos x, espectrometría de emisión o absorción atómica, etc. Ver Fig. 03. [16]
Fuente: CYTED. 2009
Fig. 03. Rangos aproximados de los límites de detección en µg L-1
El ICP-MS permite por medio de la atomización de las muestras en un plasma, la
determinación de metales mediante emisión atómica. El ICP-MS es de gran
importancia en química analítica, por su gran sensibilidad, su capacidad para
distinguir un elemento de otro en muestras complejas y la posibilidad de realizar
análisis multielemental simultáneo, determinado estos análisis de hasta un nivel de
partes por trillón (pg/g). Algunas aplicaciones incluyen la determinación de
multivitamínicos, determinación de trazas de metales, detección y cuantificación de
elementos traza en plantas y alimentos, análisis de multielementos en
combustibles y lubricantes, entre otros.
Además, ICP-MS ofrece alta especificidad a través de la interpretación de
espectros y la información isotópica.
Sin embargo, las interferencias poliatómicos que resultan de la combinación de los
iones de la matriz con argón pueden afectar a esta técnica. Algunas de las
interferencias pueden ser controladas o eliminadas mediante el uso de diferentes
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
21
técnicas de preparación de muestras, como la incineración o digestión de
microondas antes de la determinación, mientras que otros tienen que ser
controladas utilizando un enfoque matemático. [19]
Con la Espectrometría de Masas medimos la relación masa/carga de los iones
producidos en un Plasma Óptico de Acoplamiento Inductivo ICP-MS, tiene
escasas interferencias de matriz, las cuales se pueden corregir con el uso de
patrón interno. Además en este caso, la introducción de muestra suele ser menor
que en los ICP-AES ya que habitualmente se trabaja con micronebulizadores, de
forma que el efecto matriz es aún menor. Asimismo, los métodos de análisis que
utilizan ICP-MS presentan también pocas interferencias espectrales por lo que es
la técnica más libre de interferencias. [28]
La ICP- MS ofrece una alta especificidad a través de la interpretación de espectros
y la información isotópica. Según estudios donde participaron trece laboratorios, y
probaron el método ICP-MS en siete productos alimenticios: puré de zanahoria,
músculo de pescado, setas, harina de trigo, la dieta simulada, langostinos y polvo
de mejillón. La concentración de cadmio elemental (materia seca) osciló entre 0,28
a 1,70 mg / kg. El estudio indicó que el método ICP-MS es satisfactoria para la
determinación de cadmio en los alimentos. [19]
El precio del dispositivo de espectrometría de masa con fuente de plasma de
acoplamiento inductivo es elevado, pero su productividad es alta y,
comparativamente, resulta económico cuando se necesita analizar numerosas
muestras o elementos. [35].
2.3. INTERFERENCIAS
Los tipos de interferencias pueden ser:
a) Interferencias físicas: Causadas por diferencias en las propiedades físicas de
las soluciones como la viscosidad, tensión superficial o presión de vapor.
b) Interferencias químicas: cualquier alteración en el número total de átomos
libres formados por unidad de volumen debido a la formación de compuestos
químicos termoestables. Las causas más comunes de éstas son: Disociación
incompleta de la molécula formada o formación de una sal difícil de fundir y
reacción espontánea de los átomos libres con otros átomos o radicales
presentes en el medio ambiente.
c) Interferencias ionización: Debido a una excesiva ionización de los átomos,
disminuye la población de átomos neutros y disminuye la sensibilidad.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
22
d) Interferencias espectrales: Las interferencias espectrales de línea ocurren
cuando hay superposición de dos líneas atómicas o cuando estas no son
resueltas por el monocromador.
Las interferencias espectrales de banda se producen debido a la absorción de
la radiación por moléculas o radicales, y por dispersión de la radiación por
sólidos.
En conclusión, las técnicas de Absorción y Emisión Atómica están sujetas
preferentemente a interferencias de matriz, la Emisión Atómica con Plasma de
Acoplamiento Inductivo presenta preferentemente interferencias espectrales y
la Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo es la
técnica con menor número de interferencias. [28]
2.4. PREPARACION DE LAS MUESTRAS
La preparación de la muestra para el análisis de cadmio depende del tipo de
matriz de los alimentos, así como el método de cuantificación. Las dos técnicas
más utilizadas son la digestión húmeda con ácidos y la técnica de calcinación
seguida de lixiviación, la técnica de digestión húmeda utiliza una combinación de
ácidos altamente puros (nítrico, clorhídrico, sulfúrico) junto con oxidantes tales
como peróxido de hidrógeno, para ayudar a la digestión, esta técnica es
comúnmente usada en la preparación de la muestra.
La digestión acida asistida por microondas se utiliza ampliamente, esta técnica
permite el uso de la muestra grandes (1-2 g) bajo condiciones de temperatura y
presión controladas, permite reducir la contaminación y evitar las pérdidas del
elemento durante la mineralización.
La incineración en seco y la técnica de lixiviación se utilizan en una medida
limitada, debido a que la calcinación a temperaturas por encima de 400°C puede
inducir pérdidas de cadmio.
Otra técnica, que se utiliza con menor frecuencia, es la técnica de muestreo
suspensión. Esto tiene algunas ventajas sobre la técnica de digestión ácida
asistida por microondas, tal como el menor tiempo de preparación de la muestra,
la seguridad y el costo. Sin embargo, esta técnica requiere la optimización de
tamaño de partícula, concentración de la suspensión y la homogeneidad, esta
técnica se puede utilizar en combinación con ETAAS. [19]
Existen varias opciones para la preparación de la muestra que en muchos casos
depende de la matriz y la técnica de medición empleada. Sin embargo para
análisis de metales en alimentos son comunes los procesos de digestión húmeda
y seca, en algunos casos acelerados por radiación de microondas. [29]
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
23
2.5. DESARROLLO DE LA TECNICA ANALITICA
Durante el desarrollo de una técnica analítica es fundamental la determinación de
las figuras de mérito relacionadas con la medición estos parámetros de
confiabilidad describen los rangos y condiciones de trabajo de la técnica además
de sus atributos y sus limitaciones.
Por una parte los límites de detección y cuantificación están relacionados con la
cantidad o concentración mínima de sustancia que puede ser detectada por el
método, y con la concentración más baja que se puede determinar de otra forma
reproducible, con criterios de exactitud y precisión establecidos. El límite de
cuantificación se realiza mediante la preparación de un número estipulado de
blancos a los cuales se realiza la cuantificación del analito de interés.
La linealidad y la sensibilidad se establecen a partir de la curva de calibración y
hacen referencia a la proporcionalidad que existe entre la concentración del analito
y la señal del instrumento, y el factor de respuesta del instrumento como una
función de la concentración, respectivamente. Normalmente, la sensibilidad se
mide como la pendiente de la curva de calibración. [29]
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
24
III. PROTOCOLO PARA LA DETERMINACION
DE CADMIO EN GRANOS DE CACAO Y
DERIVADOS
3.1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta guía establece el protocolo de análisis químico para la detección del nivel de
cadmio en granos de cacao y derivados, mediante la técnica de Espectrometría de
absorción atómica, de acuerdo a las normas y métodos oficiales de análisis de
metales pesados en alimentos.
3.2. FUNDAMENTO
El presente protocolo para análisis químico del grano de cacao y derivados, se
fundamenta en las sugerencias de expertos en aditivos alimentarios y normas
oficiales, para la determinación de metales pesados en alimentos. Tal como se
menciona a continuación.
En la Guia Metodológica del grupo de trabajo regional para el establecimiento de
limites máximos de cadmio en la almendra del cacao y productos del cacao1
,
sugieren como técnicas de elección para el análisis de Cadmio en Cacao y
derivados: la espectrofotometría de absorción atómica electrotérmica (horno de
grafito u horno Zeeman) - ETAAS y la espectrofotometría de masas con plasma de
acoplamiento inductivo ICP - MS.
El INVIMA2
de la Republica de Colombia, considero como métodos de análisis la
Espectrofotometría de Absorción Atómica con Horno de grafito, para la
determinación de las concentraciones de cadmio en productos de cacao como
Chocolate de mesa, chocolate de leche y licor de cacao, utilizando los Métodos
oficiales de la AOAC Official Method 999.10, 999.11.
1
Comité Conjunto de Expertos FAO/OMS en Aditivos para los Alimentos (JECFA). Guía para la generación de
datos requeridos para la realización de la “evaluación de la exposición al cadmio en el cacao y los productos
del cacao” Ecuador-Colombia, Agosto 2013.
2
INVIMA. Instituto Nacional de Vigilancia de Alimentos y Medicamentos. Caracterización de las
concentraciones de cadmio en derivados de cacao y otros alimentos y evaluación de la exposición dieta.
Carrera 68 D N°17-11 Bogotá D.C. Colombia. www.invi ma.gov.co
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
25
Así mismo según el Anexo 01. Tabla de Valoración de estudios sobre
determinación de Cadmio en Cacao, encontramos que la mayoría de
determinaciones de cadmio, fueron realizadas mediante la Técnica de
Espectrometría de Absorción Atómica de llama, sin embargo cabe precisar que
esta técnica posee límites de detección muy altos en comparación con la
Espectrometría de Absorción Atómica con Horno de Grafito.
Por lo tanto, para el presente protocolo de análisis se consideró la técnica analítica
de Espectrofotometría de Absorción Atómica con Horno de grafito, así mismo se
detallan las 3 formas más comunes de preparación de las muestras.
3.3. REFERENCIAS NORMATIVAS
- Reglamento CE N°333/2007. Por el que se establecen los métodos
de muestreo y análisis para el control oficial de los niveles de plomo,
cadmio, mercurio, estaño inorgánico, 3-MCPD y benzo(a)pireno en los
productos alimenticios
- NTP 208.030-2010. Productos de cacao. Determinación de plomo,
cadmio, cobre, hierro y cinc.
- CODEX STAN 228-2001. Métodos de Análisis Generales para los
Contaminantes.
- AOAC Official Method 999.10. Lead, Cadmium, Zinc, Copper and
Iron in Foods. Atomic Absorption Spectrophotometry after Microwave
digestion.
- AOAC Official Method 999.11. Determination of Lead, Cadmium,
Copper, Iron, and Zinc in Foods. Atomic Absorption Spectrophotometry
after Dry Ashing.
- Norma Oficial Mexicana NOM 117-SSA1-1994. Método de prueba
para la determinación de Cadmio, Arsénico, Plomo, estaño, cobre, fierro,
zinc y mercurio en alimentos, agua potable y agua purificada por
espectrometría de absorción atómica.
3.4. DEFINICIONES
Se aplicarán las siguientes definiciones en la toma de muestras de cacao y
derivados:
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
26
Lote: Cantidad identificable de alimento entregada de una sola vez y que
presenta, a juicio del agente responsable, características comunes, (tales como el
origen, la variedad, el tipo de envase, el envasador, el expedidor o el etiquetado).
Sublote: Parte de un lote grande designada para aplicar en ella el método de
muestreo; cada sublote deberá estar separado físicamente y ser identificable.
Muestra elemental: Cantidad de material tomada en un único punto del lote o
sublote.
Muestra global: Agregación de todas las muestras elementales tomadas del lote o
sublote, las muestras globales se considerarán representativas de los lotes o
sublotes de los que se obtengan.
Muestra de laboratorio: Muestra destinada al laboratorio.
Muestreador: persona capacitada en materia de procedimientos de muestreo y
autorizada para tomar muestras cuando sea necesario.
Tamaño de la muestra: número de unidades, o cantidad de material, que
constituye la muestra.
Unidad: la parte discreta más pequeña de un lote que deberá extraerse para
formar la totalidad o parte de una muestra primaria.
Se aplicarán las siguientes definiciones en el tratamiento de las muestras y
determinación de cadmio en cacao y derivados.
Blanco de calibración del instrumento: es la solución del ácido usado como
diluyente.
Blanco de reactivos: es la solución que contiene todos los reactivos usados en
los mismos volúmenes y concentraciones en el procesamiento de la muestra. Este
blanco debe seguir los pasos de digestión y preparación de la muestra.
Blanco de reactivos fortificado: es la solución que se prepara a partir de una
alícuota del blanco de reactivos, añadiendo una alícuota de la solución estándar
concentrada "solución madre", para dar una concentración final que produzca una
absorbancia aceptable (aproximadamente 0,1) para el analito. El blanco de
reactivos fortificado debe seguir el mismo esquema de digestión y preparación de
la muestra.
Espectrometría: es una rama de la espectroscopia relacionada con la medición
de espectros.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
27
Espectrometría de absorción atómica: es una rama del análisis instrumental en
el cual un elemento es atomizado en forma tal que permite la observación,
selección y medida de su espectro de absorción.
Espectrometría de absorción atómica por horno de grafito: es el método
mediante el cual el elemento se determina por un espectrómetro de absorción
atómica, usado en conjunto con un horno de grafito. El principio es esencialmente
el mismo que en absorción atómica de aspiración directa en flama, excepto que se
usa un horno en lugar de la flama para atomizar la muestra.
Método de adiciones estándar: es el que implica la preparación de estándares
en la matriz de la muestra, añadiendo cantidades conocidas de un estándar a una
o más alícuotas de la muestra y que compensa los efectos de exaltación o
depresión de la señal del analito, pero no corrige interferencias aditivas que
causan una desviación de la línea de base y en la cual los resultados obtenidos
son válidos si:
- La curva analítica es lineal.
- La forma química del analito es la misma que en la muestra.
- El efecto de interferencia es constante en el intervalo de trabajo.
- La señal se corrige por interferencia aditiva.
Muestra de control de calidad: es una muestra externa al laboratorio, que
contiene una alícuota de concentración conocida del analito, cuyos valores de
absorbancia deben estar comprendidos en el rango lineal del método.
Muestra fortificada: es la muestra a la cual se le adiciona una alícuota de
concentración conocida del analito, diluida en el ácido apropiado de tal forma que
la solución resultante tenga una absorbancia de 0,1 aproximadamente.
Símbolos y Abreviaturas
Cd Cadmio
°C grados centígrados
% Por ciento
cm centimetro
g gramo
mg miligramo
L Litro
ml mililitro
µg microgramo
nm nanómetro
N normal
M molar
v volumen
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
28
LDI límite de detección del instrumento
LDM límite de detección del método
ohmio
M megaohmio
3.5. MATERIALES, EQUIPO Y REACTIVOS
3.5.1. Equipos y materiales
Para digestión por vía seca
- Balanza Analítica
- Pipetas y micropipetas
- Espectrofotómetro de absorción atómica: Provisto con un horno
grafito para determinaciones electrotérmicas, con apropiada corrección
de fondo (no atómica).
- Lámparas: Lámparas de descarga sin electrodo o con cátodo hueco
para cadmio.
- Horno: Programable u horno mufla con termostato que mantenga
450°C ± 25°C: Si se utiliza el horno de mufla, se r equiere un dispositivo
de precalcinación.
- Placa calentadora: Con control térmico, para calentar hasta alrededor
de 300°C.
- Lámpara: IR 250W, fijada a un soporte de manera que permite ajustar
la distancia a la placa calentadora.
- Placa cerámica: Por ejemplo, una placa desecadora sobre un soporte
con un diámetro que se adecua a la placa calentadora.
- Cubierta de vidrio: Cristalizador de 185 mm de diámetro y 100 mm de
altura, para colocar en la placa cerámica o equivalente.
- Botella de lavado: Depurador, conteniendo H2SO4 para la purificación
de aire.
- Crisoles de cuarzo o platino: 50 ml – 75 ml.
- Botellas de poliestireno: Con cierres herméticos, 100 ml.
Para digestión acida asistida con microondas
- Balanza Analítica
- Pipetas y micropipetas
- Espectrofotómetro de absorción atómica: Provisto con un horno
grafito para determinaciones electrotérmicas, con apropiada corrección
de fondo (no atómica).
- Lámparas: Lámparas de descarga sin electrodo o con cátodo hueco
para cadmio.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
29
- Vasos de digestión con teflón: De 100 mL, capaz de resistir una
presión de al menos 1,4 MPa.
- horno de microondas. Diseñado para uso en laboratorio, por ejemplo,
MDS-2000, CEM Corp., PO Box 200, Mattews, NC28106-2000, etc.
- Matraces aforados: de 25 y 1000 ml.
- Embudos: De vidrio o de plástico.
- Botellas de plástico: botellas de poliestireno con tapas que cierren
herméticamente, de 50-100 ml.
- Horno de secado. O equipo de liofilización.
Para digestión por vía húmeda
- Balanza Analítica
- Pipetas y micropipetas
- Horno o Estufa de secado
- Mortero cerámico
- Placa de calentamiento
- Balón: 50 ml
- Fiola: 100 ml
- Matraces aforados: de 25 y 1000 ml.
- Embudos: De vidrio o de plástico.
3.5.2. Reactivos
Todos los reactivos deben ser de al menos pureza analítica (p.a), preferiblemente
ultrapura (Suprapuro) o equivalente.
Para digestión por vía seca
- Agua: Redestilada o desionizada, resistividad ≥ 18 M ·
cm
- Ácido clorhídrico: 6 M. Diluir 500 ml de HCl al 37% (w/w) con agua
hasta 1 L.
- Ácido Nítrico: al 65 % (w/w)
- Ácido Nítrico: 0.1 M. Diluir 7 ml de HNO3 al 65% con agua desionizada
a 1 L.
- Solución estándar de cadmio: 1 mg/ml. Disolver 1,000 mg de Cd en
14 ml de agua + 7 ml de HNO3, en una fiola de 1L. Diluir a volumen con
agua.
- Solución estándar de trabajo: Diluir la solución estándar de cadmio
con HNO3 al 0.1 M, a un rango de estándares que cubran el rango
lineal del elemento a determinar.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
30
Para digestión acida asistida con microondas
- Agua: Redestilada o desionizada, resistividad ≥ 18 M ·
cm
- Ácido Nítrico: al 65 % (w/w)
- Ácido Nítrico: 0.1 M. Diluir 7 ml de HNO3 al 65% con agua desionizada
a 1 L.
- Ácido Nítrico: 3 M. Diluir 200 ml de HNO3 al 65% con agua
desionizada a 1 L
- Peróxido de hidrógeno: al 30% (w/w).
- Solución estándar de cadmio: 1 mg/ml. Disolver 1,000 mg Cd en 14
ml de agua + 7 ml de HNO3 al 65%, en un matraz aforado de 1 L y diluir
a volumen con agua.
- Solución estándar de trabajo: Diluir la solución estándar de cadmio
con HNO3 al 0.1 M, a un rango de estándares que cubran el rango
lineal del elemento a determinar.
Para digestión por vía húmeda
- Agua: Redestilada o desionizada, resistividad ≥ 18 M ·
cm
- Ácido Nítrico: al 65 % (w/w)
- Acido Perclórico: HClO4 concentrado.
- Solución estándar de cadmio: 1 mg/ml. Disolver 1,000 mg de Cd en
14 ml de agua + 7 ml de HNO3 al 65%, en un matraz aforado de 1 L y
diluir a volumen con agua.
- Solución estándar de trabajo: Diluir la solución estándar de cadmio
con HNO3 al 0.1 M, a un rango de estándares que cubran el rango
lineal del elemento a determinar.
3.5.3. Procedimiento de lavado de materiales de vidrio y plástico
- Preparar una solución de ácido con 500 ml de HNO3 concentrado + 450 ml de
agua desionizada.
- Primero lavar todos los materiales de vidrio y plástico con agua y detergente,
enjuagar con agua potable, seguido de un enjuague con agua desionizada,
luego enjuagar con la solución de ácido diluido. Finalmente enjuagar 4 – 5
veces con agua desionizada.
- Remojar los crisoles los crisoles de cuarzo en HNO3 al 20% y enjuagar con
agua desionizada antes de usar. Cuando sea necesario, se deben llevar los
crisoles a ebullición con HNO3 al 20% antes de usar. Calentar los crisoles de
platino hasta que estén al rojo vivo y llevar a ebullición con HCl al 50 % (v/v)
antes de usar.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
31
- Llevar todos los materiales de vidrio y plástico a un área de secado, los
materiales se deben escurrir y el secado debe ser por goteo, para ello los
balones se deben almacenar boca abajo, pipetas y buretas en forma vertical.
- Guardar en cuanto este seco para evitar contaminación por partículas en el
aire.
3.6. PROTOCOLO DE MUESTREO DE GRANOS DE CACAO Y DERIVADOS
Un correcto muestreo es una operación difícil que exige gran cuidado, es así que
es necesario insistir en la necesidad de obtener una muestra representativa, un
muestreo inexacto y sin cuidado puede conducir a errores en los resultados
finales, es así que hemos usado como referencia el Reglamento CE N°333/2007 3
DE LA COMISIÓN, para confeccionar este protocolo de muestreo.
3.6.1. Procedimiento para la obtención de muestras de granos de cacao y
derivados
Teniendo en cuenta el plan de muestreo del Reglamento CE N°333/2007, para la
obtención de las muestras de granos de cacao de los centros de acopio y los
derivados de cacao de los almacenes de los centros de transformación
agroindustrial, los lotes de gran tamaño se dividirán en sublotes, a condición de
que estos puedan separarse físicamente. En el caso de productos que se
comercialicen a granel como los granos de cacao, será de aplicación el Cuadro 1,
del punto B.2. del Reglamento CE N°333/2007.
La muestra global será de al menos 1 kg o 1 L, salvo cuando no sea posible, como
ocurre, por ejemplo, cuando la muestra se compone de un envase o una unidad.
El número mínimo de muestras elementales que deberán tomarse del lote o
sublote será el indicado en el cuadro 3, del punto B.2. del Reglamento CE
N°333/2007 .
Las muestras elementales tendrán un peso análogo. El peso de una muestra
elemental deberá ser de 100 g o 100 ml como mínimo, lo que dará como resultado
una muestra global de al menos 1 kg o 1 L aproximadamente.
En el caso de lotes o sublotes que estén conformados por envases individuales o
unidades como en el caso de Pasta o Licor de cacao, Polvo de cacao y
Chocolates, en el Cuadro 4, del punto B.2. del Reglamento CE N°333/2007, se
3
DO L 88/29 de 28.03.2007. Reglamento (CE) N° 333/20 07 de la Comisión, por el que se establecen los
métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los niveles de plomo, cadmio, mercurio, estaño
inorgánico, 3-MCPD y benzo(a)pireno en los productos alimenticios.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
32
indica el número de envases o unidades que deberán tomarse para formar la
muestra global.
El requisito básico es obtener una muestra de laboratorio representativa y
homogénea sin que se produzca una contaminación secundaria. El material de
muestra recibido por el laboratorio deberá usarse en su totalidad para preparar la
muestra de laboratorio.
Toda muestra deberá colocarse en un recipiente limpio e inerte que ofrezca una
protección adecuada contra la contaminación, contra la pérdida de analitos por
adsorción en su pared interna y contra daños durante el transporte. Se tomarán
todas las precauciones necesarias para evitar que se modifique la composición de
la muestra durante el transporte o el almacenamiento.
El analista velará por que las muestras no se contaminen al prepararlas. Siempre
que sea posible, el instrumental y el equipo que entren en contacto con la muestra
no deberán contener los metales objeto de la determinación y deberán estar
hechos de materiales inertes, por ejemplo plásticos como el polipropileno, el
politetrafluoroetileno (PTFE), etc. Además, deberán limpiarse con ácido para
minimizar el riesgo de contaminación. Podrá utilizarse acero inoxidable de alta
calidad para los instrumentos cortantes.
3.7. PROTOCOLO DE TRATAMIENTO DE LAS MUESTRAS PARA LA
DETERMINACIÓN DE CADMIO EN CACAO Y DERIVADOS
La muestra global (granos de cacao seco y fermentado, pasta o licor de cacao,
polvo de cacao y chocolates), deberá triturarse finamente (cuando proceda) y
mezclarse bien siguiendo un proceso con el que esté demostrado que se obtiene
una completa homogeneización.
Previamente los granos de cacao deben estar libres de la cascarilla, debiendo
retirar las cascarillas con ayuda de un instrumento de acero inoxidable
previamente tratado con ácido para evitar contaminación con metales.
En el presente protocolo se está considerando 3 tipos de tratamientos que han
sido utilizadas en algunas investigaciones y están recomendadas por la AOAC.
3.7.1. Método de digestión húmeda de la muestra
Tomado de [33]4
.
4
Mite, F. 2010. Avances del monitoreo de presencia de cadmio en almendras de cacao, suelos y aguas en
Ecuador. INIAP (Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias) Estación Experimental
Tropical Pichilingue.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
33
- Triturar las muestras con la ayuda de un mortero cerámico para evitar
contaminación con metales.
- Pesar 0.5 g de muestra en un Becker de 100 ml, en seguida agregar una
mezcla de HNO3 (8 ml) + HCLO4 (2 ml), tapar con una luna de reloj y someterla
a mineralización nítrico-perclórica por una hora.
- Colocar la mezcla en una placa calentadora a 180°C por 90 min hasta la
digestión total. La digestión estará completa cuando aparezca el humo blanco y
la formación de un líquido incoloro.
- Filtrar el extracto en un balón de 50 ml y llevarlo a volumen con agua
desionizada.
- Realizar las lecturas respectivas en el espectrofotómetro de absorción atómica
con horno de grafito.
3.7.2. Digestión acida con microondas (Según AOAC 999.10)
Para productos con bajo contenido de grasa (≤40 %)
- Pesar 0,2 - 0,5 g de muestra seca en el envase de digestión, si se utilizan
productos que contienen agua, el peso máximo se limita a 2 g, pero el
contenido de materia seca no debe
superar los 0,5 g. Por ejemplo, si el producto tiene un contenido de agua de
50%, tomar un máximo de 1 g (= 0,5 g materia seca). Si un producto tiene un
contenido de agua de 95 %, tomar 2 g (< 0,5 g de materia seca).
- Añadir 5 ml de HNO3 concentrado al 65%, y 2 ml de H2O2 al 30 %, cerrar los
vasos herméticamente y someter a digestión en microondas, el perfil de la
temperatura permitirá llegar a 180°C± 5 º C en men os de 5.5 min, y
permanecerá a 180 ± 5 º C durante 9,5 minutos para la finalización de las
reacciones específicas.
- Dejar enfriar completamente los vasos de digestión antes de abrirlos, después
el contenido del recipiente se puede filtrar, centrifugar, o se les permite que se
asiente y luego se procede a decantar.
- Transferir a un matraz aforado de 25 ml y enrasar con agua desionizada, luego
transferir esta solución en un envase de polipropileno de 50 ml. Tratar los
blancos de la misma forma.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
34
- Si la solución requiere dilución por la alta concentración de metal, se diluirá
con HNO3 3M, con el fin de mantener la concentración de ácido antes de la
determinación de metales.
3.7.3. Digestión por vía seca (Según NTP 208.030 y AOAC 999.11)
Llevar a ceniza los productos con un alto contenido de grasa (≥40 %), y hacerlo
con mucho cuidado para evitar auto-ignición.
- E
n un crisol, pesar 10 g – 20 g de la porción de ensayo, con una aproximación
de 0.01 g.
- Secar en un horno de secado, sobre un baño de agua, o sobre una placa de
calentamiento a 100°C, si existe el riesgo de un ex ceso de ebullición en la
calcinación. Proceder de acuerdo con el tipo de horno.
- Calcinación en un horno programable: Colocar la capsula en un horno
programable a la temperatura inicial no mayor a 100°C. Aumentar la
temperatura hasta 450 °C a una velocidad máxima de 50°C/h. Dejar reposar la
capsula durante por lo menos 8 horas o durante toda la noche.
- Calcinación en un horno de mufla con termostato: Luego del secado y pre-
calcinación (aparato de pre-calcinación de muestras), colocar el crisol con la
porción de ensayo cubierto con tapa de vidrio sobre el producto. Previamente
llevar a ceniza el producto incrementando la temperatura lentamente con
lámpara infrarrojo (IR) por incremento gradual de temperatura sobre la placa
cerámica hasta llegar al máximo. La temperatura final sobre la placa cerámica
debe ser de 300 °C aproximadamente. El tiempo reque rido para pre-
calcinación varia con el producto. Poner el crisol en el horno de mufla a 200°C
– 250°C e incrementar lentamente la temperatura has ta 450°C a una velocidad
no mayor de 50°C/h. Dejar reposar durante 8 horas o toda la noche. Sacar el
crisol del horno y dejar enfriar.
- Solución: Humedecer la ceniza con 1 ml – 3 ml de agua y evaporar en baño de
agua o placa de calentamiento. Poner nuevamente el crisol en el horno a
200°C como máximo y levantar la temperatura (50°C/h – 100 °C/h) hasta
450°C. Proceder llevando a ceniza a 450°C por 1 hor a – 2 horas o más.
Repetir el procedimiento hasta que el producto este completamente calcinado,
la ceniza debe ser blanca/gris o ligeramente coloreada. El número de
repeticiones necesarias varía dependiendo del tipo de producto.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
35
- Adicionar 5 ml de HCl 6 M, al crisol asegurando que toda la ceniza entre en
contacto con el ácido. Evaporar el ácido en un baño de agua o placa de
calentamiento.
- Disolver el residuo en 10 ml – 30 ml al 0.1 ml más cercano de HNO3 0.1 M.
Agitar el crisol con cuidado para que toda la ceniza entre en contacto con el
ácido. Tapar con una luna de reloj y dejar reposar por 1 -2 horas.
- Agitar bien la solución del crisol con una varilla de agitación y filtrar en un balón
aforado de 100 ml, aforar a ese volumen con solución de ácido nítrico 1% y
trasvasar el contenido en botellas de plásticas. [29]
- Incluir 2 blancos por cada lote analítico y leer en el equipo de espectrometría.
3.8. CALIBRACION DEL EQUIPO DE ESPECTROMETRIA DE ABSORCION
ATOMICA POR HORNO DE GRAFITO
3.8.1. Calibración
Es necesario comprobar que se tiene una calibración inicial y periódica aceptable.
Se inicia la configuración operacional del instrumento y en el sistema de
adquisición de datos. Permitir un periodo no menor a 30 minutos para el
calentamiento de las lámparas de descarga sin electrodos.
Se debe verificar la estabilidad del instrumento mediante el análisis de una
solución estándar 20 veces más concentrada que el límite de detección del
instrumento (LDI) para el analito, leída un mínimo de cinco veces y calculando
la desviación estándar resultante, la cual debe ser menor al 5%.
El instrumento debe calibrarse para el analito a determinar usando el blanco de
calibración y los estándares de calibración preparados a 3 o 4 niveles de
concentración dentro del intervalo dinámico de concentración del analito.
Ajustar el instrumento a 0 con el blanco de calibración. Introducir los
estándares de calibración del analito de menor a mayor concentración y
registrar al menos tres réplicas de la absorbancia de cada uno.
Elaborar una curva de calibración graficando área de pico o altura máxima
contra concentración del analito.
La calibración mediante el uso de una computadora o una calculadora basada
en el ajuste sobre los datos de concentración respuesta es aceptada.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
36
Lo anterior puede llevarse a cabo en equipos que se programan directamente,
en los cuales sólo es necesario introducir los estándares y marcar su
concentración teórica. [34].
3.8.2. Operación del Instrumento
Después de que se ha realizado la calibración, se debe verificar que el instrumento
trabaje adecuadamente para el analito. Para ello se analiza una muestra de control
de calidad. Si las mediciones varían en ± 10% o más, al valor establecido para la
MCC, el análisis debe interrumpirse y buscar la posible causa de error, el
instrumento se debe recalibrar y verificar la nueva calibración.
Para verificar que el instrumento no presenta deriva, por cada 10 análisis se debe
analizar el blanco de calibración. Si el valor verdadero del analito difiere ± 10% o
más, el instrumento debe recalibrarse. Si el error persiste debe identificarse el
problema y corregirse. Si la matriz de la muestra es responsable de la deriva o
afecta la respuesta del analito puede ser necesario trabajar por adiciones
estándar.
La demostración de la operatividad inicial del instrumento se hace estableciendo
los límites de detección del método (LDM) para el analito y el intervalo de
calibración lineal. Para determinar el LDM se usa un blanco de reactivos fortificado
con una concentración del analito equivalente de 2 a 5 veces el límite de detección
estimado. Se hacen al menos 4 réplicas de lectura de absorbancia del blanco de
reactivos fortificado procesado a través de todo el método analítico. Los LDM se
calculan de acuerdo a:
LDM= t x s
t= valor de la "T" de Student a un intervalo de confianza de 99% y una desviación
estándar estimada para n-1 grados de libertad. t = 3,14 para 7 réplicas.
s= desviación estándar de las réplicas del análisis.
El intervalo lineal de calibración se establece a partir de por lo menos 4 estándares
de diferente concentración, uno de los cuales debe estar próximo al límite superior
del intervalo lineal. [34].
Para la determinación de cadmio en el equipo, ajustar el instrumento de absorción
atómica en las condiciones adecuadas para la determinación del analito, de
acuerdo a las recomendaciones del manual del instrumento.
El programa de temperaturas para el horno de grafito puede variar dependiendo
de la matriz de la muestra. En el caso de existir interferencias no específicas
(absorción molecular o dispersión de la luz), se recomienda consultar la
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
37
bibliografía existente en cuanto a los métodos disponibles para eliminarlas, así
como en el caso de interferencias de matriz. [34].
3.9. DETERMINACIÓN DE CADMIO POR ESPECTROFOTOMETRÍA DE
ABSORCIÓN ATÓMICA CON HORNO DE GRAFITO
Para la determinación de cadmio, las muestras se depositan en un tubo de grafito
pequeña, que puede ser calentado para vaporizar y atomizar el analito. La mayoría
de GFAAS disponibles en la actualidad están totalmente controlados desde un
equipo personal que tiene un software compatible con Windows.
Las muestras acuosas deben ser acidificadas (normalmente con ácido nítrico,
HNO3 a un pH de 2.0 o menos. La decoloración en una muestra puede indicar que
los metales están presentes en la muestra, por ejemplo, un color verdoso puede
indicar un alto contenido de níquel, o un color azulado puede indicar un alto
contenido de cobre. Una buena regla a seguir es analizar clara (relativamente
diluida) las primeras muestras, a continuación, analizar de color (relativamente
concentrada) muestras.
En el Cuadro 03, se encuentran los parámetros instrumentales para
espectrofotometría de absorción atómica con horno de grafito para un equipo
Perkin Elmer HGA-500. Para otros instrumentos es muy probable que se tengan
que cambiar los parámetros de acuerdo al manual proporcionado con el
instrumento.
Cuadro 03. Ejemplo de parámetros instrumentales para la espectrometría de
absorción atómica con horno de grafito.
Programa de temperaturas
Metal Longitud
de Onda,
nm
Paso
1
Paso
2
Paso
3
Paso
4
Volumen de
solución de
prueba, µl
Tubo de
grafito
Cd 228.8
30 s,
T°=
130°C
350
5
10
1200
0
2
2500
2
2
10
Sin
recubrimiento
Fuente: NTP 208.030-2010
La absorbancia de las muestras se lee directamente a una longitud de onda de
228.8 nm. A partir del patrón certificado de 1000mg/L de Cadmio. Realizar las
curvas de calibración de 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.8, 1.0, 1.3, 1.5, 1.8 mg/L. de acuerdo
al requerimiento del analista.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
38
3.9.1. Desarrollo de la Técnica Analítica
En este punto se detalla el procedimiento usado para el cálculo de las principales
figuras de mérito a utilizarse como criterio de confianza en la implementación de
las metodologías de medición.
Con la técnica de horno de grafito, debe usarse siempre el método de adición.
Cuando se utiliza el método de adición, las mediciones se deben hacer dentro del
rango lineal. Las mediciones se realizan de preferencia con el área de pico más
que con la altura de pico.
3.9.2. Curvas de calibración para Cadmio
Tomar 5 ml de un patrón de cadmio 1000 mg/L, colocar en un balón aforado de
500 ml, y aforar con HNO3 al 1%. Esta solución de 10 mg/L de cadmio será
rotulado como “solución madre”.
De la solución madre se tomaran alícuotas de 1, 2, 3, 5, 7, 10, 13 y 15 ml que
serán aforados a 100 ml con agua destilada en HNO3 al 1% para preparar
patrones de 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 1.3, y 1.5 mg/L de cadmio,
respectivamente. Preparar un blanco que contenga agua destilada en HNO3 al
1%. La curva de calibración será leída cada vez que se analicen las muestras y
patrones. [29].
3.9.3. Cálculos y evaluación de los resultados
Límite de detección: Calcular el límite de detección, LD para cadmio como sigue
a continuación.
LD = 3 x desviación estándar del promedio de las determinaciones del blanco (n ≥
20).
Calcular la concentración C, del metal en la muestra de ensayo de acuerdo con la
siguiente formula:
C = (a-b) x V
m
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
39
Donde:
C= Concentración de la muestra de ensayo (mg/Kg)
a= Concentración en las soluciones de ensayo (mg/L)
b= Concentración promedio en las soluciones del blanco (mg/L)
V= Volumen de la solución de ensayo (ml)
m= Peso de la porción de ensayo (g)
Si (a – b) es menor que el LD, entonces se sustituye (a – b) por el LD para
calcular el límite de detección en la porción de ensayo.
Si la porción de prueba se ha diluido, entonces se tiene que tomar en cuenta el
factor de la dilución. Cuando se corren los duplicados, el promedio de los
resultados se debe dar con 2 cifras significativas. [25]
3.9.4. Informe de ensayo:
Los resultados se informaran en mg/kg o µg/kg de Cadmio. [25]
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
40
IV. SUGERENCIAS
Realizar pruebas de laboratorio, aplicando los distintos tratamientos a las
muestras de cacao y derivados, con el fin de conocer cuál de ellas tiene
menos interferencias y no tenga pérdidas de analitos durante el
tratamiento.
Para la validación de un método analítico de determinación de Cadmio en
cacao, se debe realizar ensayos en laboratorios certificados utilizando las
diferentes técnicas analíticas y evaluar las ventajas y desventajas de cada
una de ellas, así como el costo de los análisis.
Ampliar la presente guía, con la formulación de protocolos para la
determinación de cadmio en insumos agrícolas, suelos, agua y tejidos de la
planta del cacao.
Realizar estudios minuciosos sobre la presencia de cadmio en cacao en las
diferentes zonas productoras de cacao, con el fin de contrarrestar y evitar
la contaminación del producto final.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
41
V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición. (AESAN). 2013. Cadmio.
Consultado 05 nov. 2013 (en línea). Disponible en Página Web:
http://www.aesan.msc.es/AESAN/web/cadena_alimentaria/subdetalle/qui_metales
pesados.shtml
2. Agrodataperu. 2013. Exportaciones de cacao en grano 2012. Consultado 05 nov.
2013. Disponible en Página Web:
http://www.agrodataperu.com/category/cacao-grano-exportacion
3. Alimentación sana. 2013. Metales Pesados en Alimentos. Consultado 27 oct. 2013
(En línea). Disponible en página Web:
http://www.alimentacionsana.org/PortalNuevo/actualizaciones/metalesalimentos.ht
m
4. Alonzo, D.2011.Metales pesados. Revisión Septiembre 2011. Secretaria de Estado
de Turismo y Comercio. CATICE de Gandía.
5. Association of Official Analytical Chemists. (AOAC INTERNATIONAL). 2002.
Method 999.10. Lead, Cadmium, Zinc, Copper and Iron in Foods. Atomic
Absorption Spectrophotometry after Microwave digestion.
6. Association of Official Analytical Chemists. (AOAC INTERNATIONAL). 2002.
Method 999.11. Determination of Lead, Cadmium, Copper, Iron, and Zinc in Foods.
Atomic Absorption Spectrophotometry after Dry Ashing.
7. Adams, M. y Carrasquero, A. (2012). Determinación de los procesos asociados a
la contaminacion con cadmio en cacao en Ocumare de la Costa, Estado de
Aragua. Postgrado en ciencias del suelo. Fac. de Agronomia – UCV. Apartado
1017. Las acacias, Maracay, Venezuela.
8. Centro de Innovación Tecnológica del Cacao. (CITE CACAO - USAID PDA). 2011.
Estudio “Contenido de Cadmio y Plomo en la Producción de Cacao en San
Martín”. Consultores: Huamani, H y Huauya, M. Tarapoto, San Martin, Perú.
9. Codex Stan 228-2001. 2001. Métodos de Análisis Generales para los
contaminantes.
10. Comisión Europea. 2007. Reglamento CE N°333/200 7. Por el que se establecen
los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los niveles de plomo,
cadmio, mercurio, estaño inorgánico, 3-MCPD y benzo(a)pireno en los productos
alimenticios. Fecha pub. 29.3.2007. Diario Oficial de la Unión Europea L 88. P. 29-
38.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
42
11. Comisión Europea. 2006. Reglamento CE N°1881/20 06, Por el que se fija el
contenido máximo de determinados contaminantes en los productos alimenticios.
Fecha pub. 20.12.2006. Diario Oficial de la Unión Europea L 364. P. 5.
12. Comisión Europea. (2013). Amending Regulation (EC) N° 1881/2006 as regards
maximum levels of cadmium in foodstuffs. SANCO/10617/2009.rev.09.Brussels
13. Cooperativa Agraria Cafetalera la Divisoria. 2010. Resultados de análisis de
cadmio en suelos y tejidos de cacao de la Divisoria. Laboratorio de suelos de la
Universidad Nacional Agraria la Selva UNAS-Tingo María, Huánuco, Perú.
14. Cooperativa Agraria Industrial Naranjillo. (COOPAIN LTDA). 2011. Informe de
evaluación preliminar de cadmio en suelos tropicales y almendras de cacao en la
influencia de la COOPAIN. Tingo María, Huánuco, Perú.
15. Crozier, J. 2012. Heavy Metals in Cocoa. International workshop on possible EU
regulations on cadmium in cocoa and chocolate products. Nature and Food Quality
Quality in the Netherlands (LNV), the European Cocoa Association (ECA) &
CAOBISCO. E-mail: j.crozier@cabi.org, Página Web: www.cabi.org.
16. Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, (CYTED). 2009. Metodologías analíticas
para la determinación y especiación de Arsénico en aguas y suelo. Argentina
17. Espectrometria.com. 2013. Espectrometría, consultado 11 de Nov. 2013 (en línea),
Disponible en Pagina web:
http://www.espectrometria.com/espectrometra_de_absorcin_atmica
18. FAO/OMS Comité Conjunto de Expertos en aditivos para los alimentos (JECFA).
2013. Guía para la generación de datos requeridos para la realización de la
“evaluación de la exposición al cadmio en el cacao y los productos del cacao”.
Quito, Ecuador, 12-15 de agosto de 2013.
19. FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, (JECFA). 2011. Safety evaluation
of certain food additives and contaminants. Who Food Additives Series: 64.
20. Fundación Hondureña de Investigación Agrícola, FHIA. 2011. Cacao y
Agroforestería Informe Técnico 2011. Honduras.
21. Gieco, L. y Maté, C. 2003. “Cadmio un toxico encubierto”. Licenciatura en Gestión
Ambiental, materia Toxicología Ambiental, U. CAECE.
22. Huamani, H. et all. 2012. Presencia de Metales Pesados en el Cultivo de Cacao
Orgánico. Universidad Nacional Agraria de la Selva, UNAS, Tingo María, Huánuco,
Perú.
23. Instituto de Cultivos Tropicales & Programa de Desarrollo Rural Sostenible.
(ICT/GTZ). 2008. Monitoreo de la presencia de cadmio en almendras de cacao,
suelos y aguas en San Martin y Amazonas. Tarapoto, San Martin, Perú.
24. Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA). 2013. Evolución
del tema de cadmio en cacao en la OMC y el CODEX. Bolaños Ledezma, Erick.
Programa SAIA-IICA-Sede Central.
25. INDECOPI. (2010) NTP. 208.030.2010. Productos de Cacao. Determinación de
plomo, cadmio, cobre, hierro y cinc. 2a
Edicion. Lima Perú.
26. Instituto Nacional para la Vigilancia de Alimentos y Medicamentos (INVIMA). 2013.
Caracterización de las concentraciones de cadmio en derivados de cacao y otros
alimentos y evaluación de la exposición dieta. Colombia.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
43
27. La Republica. 2013. Economía, F. pub. 06 jul. 2013, Consultado 11 nov. 2013. (en
línea), Disponible en Pagina Web: http://www.larepublica.pe/06-07-2013/los-
envios-de-cacao-peruano-al-exterior-crecerian-hasta-20-durante-este-ano
28. Laboratorio Nacional de Referencia para la Determinación de Residuos Químicos.
2012. Análisis de Elementos para categorías de ensayo NT-18. Mediante técnicas
de espectrometría atómica o espectrometría de masas. España.
29. Martínez, G., & Palacio, C. 2010. Tesis: Determinación de metales pesados
cadmio y plomo en suelos y granos de cacao frescos y fermentados mediante
espectroscopia de absorción atómica de llama. Universidad Industrial de
Santander, Bucaramanga, Colombia.
30. Ministerio de Agricultura - Dirección General de Competitividad Agraria. 2012.
Cacao Perú. Lima, Perú.
31. Ministerio de Comercio Exterior de Ecuador. 2013. F. Pub. 25 set. 2013.
Consultado 12 Nov. 2013, (en línea). Disponible en página web:
http://comercioexterior.gob.ec/la-union-europea-aprueba-niveles-maximosderesi
duos-nm-para-el-cadmio-en-productos-elaborados-con-cacao/
32. Ministerio de Comercio Exterior y Turismo. 2007. “Diagnóstico y propuesta de
parámetros para la estandarización y homogenización del tratamiento pos cosecha
de cacao” (Vol. 3). Perú.
33. Mite, F., Carrillo, M., & Durango, W. 2010. Avances del monitoreo de presencia de
cadmio en las almendras de cacao, suelos y aguas en Ecuador. Instituto Nacional
Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP). Estación Tropical
Pichilingue. Departamento Nacional de Manejo de Suelos y Aguas. E-mail:
fmitev@gye.satnet.net, Ecuador.
34. Norma Oficial Mexicana NOM 117-SSA 1-1994. 1994. Método de Prueba para la
determinación de cadmio, arsénico, plomo, estaño, etc. en alimentos, agua potable
y agua purificada por espectrometría de absorción atómica. México.
35. Organización Mundial de la Salud. (OMS). 2013. Guía breve de métodos analíticos
para determinar las concentraciones de plomo en la sangre. Ginebra 27, Suiza.
36. Sifuentes, Cesar. 2013. Comida Peruana, el cacao peruano, Consultado 27 oct.
2013 (en línea), Disponible en Pagina Web:
http://comidaperuana.about.com/od/Ingredientes/a/El-Cacao-Peruano.htm
37. Takrama, J., & Ofori, K. 2012. Cadmium in Ghana Soils, Cocoa and Cocoa
Products. Ghana.
38. UMA, Servicio de Espectrometría Atómica. 2013. Espectrometría de Absorción
Atómica. Consultado 30 nov. 2013 (en línea), Disponible en Pagina Web:
http://www.uma.es/investigadores/servinv/labea/tec_analiticas/tec_analiticas.html
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
44
VI. ANEXOS
ANEXO 1. Tabla de Valoración de Estudios sobre Cadmio en Cacao
ANEXO 2. Requisitos de acceso para cacao orgánico al mercado de Holanda
ANEXO 3. Reglamento CE N°1881/2006
ANEXO 4. Enmienda al Reglamento CE N°1881/2006
ANEXO 5. Reglamento CE N°333/2007
ANEXO 6. AOAC 999.10 Official Method.
ANEXO 7. AOAC 999.11Official Method.
ANEXO 8. NTP 208.030-2010.
ANEXO 9. CODEX STAN 228-2001.
ANEXO 10. Norma Oficial Mexicana NOM 117-SSA1-1994.
ANEXO 11. Cotización de análisis de metales pesados en cacao por ICP MS. Lab.
ANDES CONTROL
OTROS ANEXOS.
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
45
ANEXO 1. Tabla de Valoración sobre estudios de cadmio en cacao
FECHA NOMBRE DE ESTUDIO AUTOR LUGAR/AMBITO OBJETIVO TIPO DE MUESTRAS RESULTADOS
TECNICA Y/O METODO
DE ANALISIS
LABORATORIO
2007 Diagnostico y propuesta de
parametros para la
estandarizacion y
homogenizacion del
tratamiento poscosecha de
cacao
Ministerio de Comercio
Exterior y Turismo
(MINCETUR)
1. Ayacucho-San Fco
VRAE
2.Cuzco-Quillabamba
3. Junin-Satipo
4. Huanuco-Tingo
5. Tumbes-Zarumilla
6. Piura-San Juan de
Bigote
7. Amazonas-Bagua
Chica-La Peca
8. San Martin-Tarapoto-
Juanjui
• Elaborar un diagnostico
respecto a los
tratamientos poscosecha
de cacao.
• Determinacion de
cadmio en almendras de
cacao en el laboratorio
SGS FRESENIUS GMBH
en Alemania
3. Granos fermentados y
secos de acopio
Contenido de cadmio en mg/Kg
en almendras de cacao
1. 0.64
2. 0.085
3. 0.37
4. 1.2
5. 0.75
6. 1.2
7. 0.24
8. 0.32
Promedio Total 0.60 mg/Kg
3 (Laboratorio SGS
FRESENIUS GMBH en
Alemania)
2008 Monitoreo de la Presencia
de Cadmio en Alamendras
de Cacao, Suelos y Aguas
en San Martin y Amazonas
INSTITUTO DE CULTIVOS
TROPICALES / ICT
&
PROGRAMA
DESARROLLO RURAL
SOSTENIBLE /GTZ
San Martin-Bagua-La
Peca y Copallin en la
Region Amazonas
1. Determinar las áreas
con presencia de cadmio
en los sistemas de cultivo
de cacao en estas
regiones.
2. Determinar las
concentraciones de
Cadmio en cacao
comercial en las
principales zonas
cacaoteras de ambas
regiones.
1. Suelo
2.Granos frescos de
cacao
3. Granos fermentados y
secos de acopio
8. Agua
Cadmio en suelo; tenores de
0.02 a 0.46 ppm.
Cadmio en Grano Fresco;
Rango de 0.10-2.97 ppm.
Cadmio en Grano de Acopio; de
0.10-2.29 ppm.
2 (Laboratorio del ICT-
Tarapoto)
2010 Resultados de Analisis de
suelos realizado en la
Universidad Nacional
Agraria La Selva UNAS-
Tingo Maria
COOPERATIVA AGRARIA
CAFETALERA LA
DIVISORIA LTDA.
Huanuco-Leoncio
Prado-La Divisoria
Determinacion del
contenido de Cd. En los
suelos y tejidos de cacao
en la Divisoria.
1. Suelo
4. Tejidos de la planta de
cacao
Cadmio en suelos: de 0.37 ppm -
1.52 ppm
Cadmio en Hojas y tallos: de
0.17 - 0.33 ppm
1 (Laboratorio de suelos
UNAS)
2011 Informe de Evaluacion
Preliminar de Cadmio en
suelos tropicales y
almendras de cacao en la
influencia de la COOPAIN
COOPERATIVA AGRARIA
INDUSTRIAL NARANJILLO
LTDA.
Distritos de las
regiones de Huanuco y
San Martin
Determinar la
Concentración de cadmio
en almendras de Cacao,
suelos y roca fosforica
3. Granos fermentados y
secos de acopio
Almendra de cacao: de 0.04 -
4.11 mg/Kg Cd.
Suelo: de 0.089 -3.028 mg/Kg
Cd.
Roca Fosforica: 12.782 ppm
Almendra de cacao: 1
En suelo y Roca Fosforica:
5
(Laboratorio CERPER)
2011 Contenido de Cadmio y
Plomo en la Producción de
Cacao en San Martín
CITE CACAO-USAID
PDA/TECHNOSERVE
San Martin (Provincias) Determinar la correlación
entre el contenido de
cadmio y plomo extraíble
del suelo con el contenido
de cadmio y plomo total
en las almendras del
cacao.
1. Suelo
3. Granos frescos de
cacao
Cadmio en Almendras frescas
de cacao: 1.33 ppm
Cadmio en Suelo: 0.110 ppm
2
2011 Tesis: Presencia de
metales pesados en el
cultivo de cacao organico
Huamani Yupanqui, Hugo
Alfredo
Ucayali y Huanuco Evaluacion de los
contenidos de cadmio y
plomo en suelos y hojas
de cacao
1. Suelo
4. Tejidos de la planta de
cacao
Cd suelo: 0.53 ppm
Cd Hojas Cacao: 0.21 ppm
1
Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao
46
2010 Tesis: Determinacion de
metales pesados cadmio y
plomo en suelos y granos
de cacao frescos y
fermentados, mediante
espectroscopia de
absorcion atomica de llama
Martinez, Genny Colombia-Santander-
San Vicente de Cuchuri
Determinar el contenido
de cadmio en muestras
de cacao y suelos
1. Suelo
3.Granos frescos de
cacao
Cd suelo: 0.33 - 6.0 mg/Kg
Cd Almendra: 4.0 - 7.0 mg/Kg
2 (Laboratorio de la
Universidad Industrial de
Santander)
2010 Avances del monitoreo de
presencia de cadmio en
almendras, suelos y aguas
en el Ecuador
Mite, Francisco Ecuador Identificar las áreas y los
niveles de contaminación
por cadmio en los
diferentes sistemas de
cultivo
de cacao en el Ecuador.
1. Suelo
2. Grano fresco de cacao
4. Tejidos de la planta de
cacao
5. Cascara
6. Testa o cascarilla
8. Agua
Cd en Cascara: 1.01 mg/Kg
Cd en Hojas: 1.52 mg/Kg
Cd en Maguey: 0.67 mg/Kg
Cd en Almendras: 0.84 mg/Kg
Cd en Testa: 1.51 mg/Kg
Cd en Agua: 0.31 µl/L
2 (INIAP-Estacion
experimental Pichilingue)
2012 Metales pesados en cacao Crozier, J. Peru y Venezuela Establecer el nivel de
metales pesados en los
granos de cacao de Perú
y Venezuela,
especialmente el cadmio,
el plomo y el aluminio.
1. Suelo
3. Granos fermentados y
secos de acopio
Cd en Almendras Peru: 0.03 -
2.51 mg/Kg
Cd en Almendras Venezuela:
0.03 - 3.52 mg/Kg
Almendras: 4
Suelos: 3 y 4
Determinacion de los
procesos asociados a la
contaminacion con cadmio
en Cacao
Adams M, Carrasquero A. Venzuela- Ocumare de
la Costa
Cuantificar los niveles de
cadmio en el sistema
geoquimico de las
plantaciones de cacao
1. Suelo
2. Grano fresco de cacao
Cd suelo: Menor a 0.1 ppm
Cd en Almendra: no supera los
0.05 ppm
2
Cadmio en suelos, cacao y
productos de cacao en
Ghana
Takrama Jemmy, K. Ofori
Frimpong - Cocoa
Research Institute
Ghana Determinacion de cadmio
en suelos, cacao y
productos de cacao en
Ghana
1. Suelo
3. Grano fermentado y
seco de cacao
6. Testa o cascarilla
7. Derivados de cacao
Cd en almendra: 0.269 ppm
Cd en cascarilla: 0.309 ppm
Cd en Polvo de cacao: 0.250
ppm
Cd en chocolate sin azucar:
0.10 ppm
Cd en chocolate: 0.150 ppm
2 (Laboratorio - Cocoa
Research Institute of
Ghana)
Tipos de muestras
1. Suelo
2. Granos Frescos de Cacao
3. Granos Fermentados y secos de acopio
4. Tejidos de la planta
5. Cascara
6. Testa o cascarilla
7. Derivados de cacao (Chocolate, polvo de cacao)
8. Agua
Técnicas y/o método de Análisis
1. Espectrometria de absorcion atomica (sin
especificar)
2. Espectrometria de absorcion atomica de llama
3. Espectrometria de masas con plasma de
acoplamiento inductivo (ICP-MS)
4. Espectrometria de emision optica con plasma
acoplado inductivamente (ICP-OES)
5. ICP sin especificar

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Humedad y cenizas
Humedad y cenizasHumedad y cenizas
Humedad y cenizasesmegonz
 
Extraccion de pectina informe
Extraccion de pectina informeExtraccion de pectina informe
Extraccion de pectina informeJaime T Ch
 
Ntp 205-011-1 arroz
Ntp 205-011-1 arrozNtp 205-011-1 arroz
Ntp 205-011-1 arrozRaul Porras
 
Trabajo almibar
 Trabajo almibar Trabajo almibar
Trabajo almibarprujelp
 
86248635 determinacion-de-cloruros-en-agua
86248635 determinacion-de-cloruros-en-agua86248635 determinacion-de-cloruros-en-agua
86248635 determinacion-de-cloruros-en-aguaKevin Rojas Vargas
 
384619393 ntp-211-009-2012-bebidas-alcoholicas
384619393 ntp-211-009-2012-bebidas-alcoholicas384619393 ntp-211-009-2012-bebidas-alcoholicas
384619393 ntp-211-009-2012-bebidas-alcoholicashenry jimeso
 
Determinación de sulfatos en agua de río. Tarea 1 (7 hojas)
Determinación de sulfatos en agua de río. Tarea 1 (7 hojas)Determinación de sulfatos en agua de río. Tarea 1 (7 hojas)
Determinación de sulfatos en agua de río. Tarea 1 (7 hojas)Victor Jimenez
 
Determinacion de proteinas metodo kjeldahl
Determinacion de proteinas metodo kjeldahlDeterminacion de proteinas metodo kjeldahl
Determinacion de proteinas metodo kjeldahlJhonás A. Vega
 
Cinetica de la destruccion termica
Cinetica de la destruccion termicaCinetica de la destruccion termica
Cinetica de la destruccion termicaUNFV
 
Practica#9 determinacion de dureza
Practica#9 determinacion de durezaPractica#9 determinacion de dureza
Practica#9 determinacion de durezaiqinstrumentales3
 
Mesh tablas equivalencias a micrones
Mesh tablas equivalencias a micronesMesh tablas equivalencias a micrones
Mesh tablas equivalencias a micronesAndrés Manrique
 

La actualidad más candente (20)

Elaboracion nectar
Elaboracion nectarElaboracion nectar
Elaboracion nectar
 
Humedad y cenizas
Humedad y cenizasHumedad y cenizas
Humedad y cenizas
 
Extraccion de pectina informe
Extraccion de pectina informeExtraccion de pectina informe
Extraccion de pectina informe
 
Nectares
NectaresNectares
Nectares
 
Ntp 205-011-1 arroz
Ntp 205-011-1 arrozNtp 205-011-1 arroz
Ntp 205-011-1 arroz
 
Elaboracion nectar
Elaboracion nectarElaboracion nectar
Elaboracion nectar
 
Informe 3 alcalinidad
Informe 3 alcalinidadInforme 3 alcalinidad
Informe 3 alcalinidad
 
Nectar de durazno
Nectar de duraznoNectar de durazno
Nectar de durazno
 
Trabajo almibar
 Trabajo almibar Trabajo almibar
Trabajo almibar
 
86248635 determinacion-de-cloruros-en-agua
86248635 determinacion-de-cloruros-en-agua86248635 determinacion-de-cloruros-en-agua
86248635 determinacion-de-cloruros-en-agua
 
Actividad de agua
Actividad de aguaActividad de agua
Actividad de agua
 
SECADOR DE BANDEJAS
SECADOR DE BANDEJASSECADOR DE BANDEJAS
SECADOR DE BANDEJAS
 
384619393 ntp-211-009-2012-bebidas-alcoholicas
384619393 ntp-211-009-2012-bebidas-alcoholicas384619393 ntp-211-009-2012-bebidas-alcoholicas
384619393 ntp-211-009-2012-bebidas-alcoholicas
 
Determinación del porcentaje de humedad
Determinación del porcentaje de humedadDeterminación del porcentaje de humedad
Determinación del porcentaje de humedad
 
Determinación de sulfatos en agua de río. Tarea 1 (7 hojas)
Determinación de sulfatos en agua de río. Tarea 1 (7 hojas)Determinación de sulfatos en agua de río. Tarea 1 (7 hojas)
Determinación de sulfatos en agua de río. Tarea 1 (7 hojas)
 
Determinacion de proteinas metodo kjeldahl
Determinacion de proteinas metodo kjeldahlDeterminacion de proteinas metodo kjeldahl
Determinacion de proteinas metodo kjeldahl
 
Cinetica de la destruccion termica
Cinetica de la destruccion termicaCinetica de la destruccion termica
Cinetica de la destruccion termica
 
Practica#9 determinacion de dureza
Practica#9 determinacion de durezaPractica#9 determinacion de dureza
Practica#9 determinacion de dureza
 
Fabricación de bebidas cerveza
Fabricación de bebidas cervezaFabricación de bebidas cerveza
Fabricación de bebidas cerveza
 
Mesh tablas equivalencias a micrones
Mesh tablas equivalencias a micronesMesh tablas equivalencias a micrones
Mesh tablas equivalencias a micrones
 

Similar a Guia de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao

Guía metodológica muestreo y detección de Cadmio
Guía metodológica muestreo y detección de CadmioGuía metodológica muestreo y detección de Cadmio
Guía metodológica muestreo y detección de CadmioRIICCHPeru
 
Esterilizacion y Aspartame
Esterilizacion y AspartameEsterilizacion y Aspartame
Esterilizacion y AspartameDiana Coello
 
Trabajo final-de-la-galleta-chia
Trabajo final-de-la-galleta-chiaTrabajo final-de-la-galleta-chia
Trabajo final-de-la-galleta-chiasofia vega soto
 
El manejo del cianuro en la extraccion del oro
El manejo del cianuro en la extraccion del oroEl manejo del cianuro en la extraccion del oro
El manejo del cianuro en la extraccion del oroMario Guillermo Simonovich
 
NTC 1322 Productos de la pesca análisis fisicoquímico.pdf
NTC 1322 Productos de la pesca análisis fisicoquímico.pdfNTC 1322 Productos de la pesca análisis fisicoquímico.pdf
NTC 1322 Productos de la pesca análisis fisicoquímico.pdfCarolinaAlfaro24
 
2012 - Microscopía convencional versus FISH en la identificación, abundancia ...
2012 - Microscopía convencional versus FISH en la identificación, abundancia ...2012 - Microscopía convencional versus FISH en la identificación, abundancia ...
2012 - Microscopía convencional versus FISH en la identificación, abundancia ...WALEBUBLÉ
 
Principales plagas del cultivo de melon y sus enemigos naturales
Principales plagas del cultivo de melon y sus enemigos naturalesPrincipales plagas del cultivo de melon y sus enemigos naturales
Principales plagas del cultivo de melon y sus enemigos naturalesredubon
 
Implementacion de una planta de oro
Implementacion de una planta de oroImplementacion de una planta de oro
Implementacion de una planta de oroSusana Condori
 
Manglares de-panama-
Manglares de-panama-Manglares de-panama-
Manglares de-panama-freddyalexis6
 

Similar a Guia de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao (20)

Guía metodológica muestreo y detección de Cadmio
Guía metodológica muestreo y detección de CadmioGuía metodológica muestreo y detección de Cadmio
Guía metodológica muestreo y detección de Cadmio
 
Aguacate 2006
Aguacate 2006Aguacate 2006
Aguacate 2006
 
Esterilizacion y Aspartame
Esterilizacion y AspartameEsterilizacion y Aspartame
Esterilizacion y Aspartame
 
Biodigestores
BiodigestoresBiodigestores
Biodigestores
 
Trabajo final-de-la-galleta-chia
Trabajo final-de-la-galleta-chiaTrabajo final-de-la-galleta-chia
Trabajo final-de-la-galleta-chia
 
Proceso de cianuracion
Proceso de cianuracionProceso de cianuracion
Proceso de cianuracion
 
El manejo del cianuro en la extraccion del oro
El manejo del cianuro en la extraccion del oroEl manejo del cianuro en la extraccion del oro
El manejo del cianuro en la extraccion del oro
 
Null
NullNull
Null
 
Cacao
CacaoCacao
Cacao
 
Cacao
CacaoCacao
Cacao
 
NTC 1322 Productos de la pesca análisis fisicoquímico.pdf
NTC 1322 Productos de la pesca análisis fisicoquímico.pdfNTC 1322 Productos de la pesca análisis fisicoquímico.pdf
NTC 1322 Productos de la pesca análisis fisicoquímico.pdf
 
2012 - Microscopía convencional versus FISH en la identificación, abundancia ...
2012 - Microscopía convencional versus FISH en la identificación, abundancia ...2012 - Microscopía convencional versus FISH en la identificación, abundancia ...
2012 - Microscopía convencional versus FISH en la identificación, abundancia ...
 
Producción de Cedro Rojo.
Producción de Cedro Rojo.Producción de Cedro Rojo.
Producción de Cedro Rojo.
 
Cadena platano
Cadena platanoCadena platano
Cadena platano
 
Toxicologia, ceramica
Toxicologia, ceramica Toxicologia, ceramica
Toxicologia, ceramica
 
Beneficio humedo
Beneficio humedoBeneficio humedo
Beneficio humedo
 
Principales plagas del cultivo de melon y sus enemigos naturales
Principales plagas del cultivo de melon y sus enemigos naturalesPrincipales plagas del cultivo de melon y sus enemigos naturales
Principales plagas del cultivo de melon y sus enemigos naturales
 
Nmx cacao
Nmx cacaoNmx cacao
Nmx cacao
 
Implementacion de una planta de oro
Implementacion de una planta de oroImplementacion de una planta de oro
Implementacion de una planta de oro
 
Manglares de-panama-
Manglares de-panama-Manglares de-panama-
Manglares de-panama-
 

Más de RIICCHPeru

Análisis de la Cadena de Valor de Cacao en la Región Piura - bajo la
Análisis de la Cadena de Valor de Cacao en la Región Piura - bajo laAnálisis de la Cadena de Valor de Cacao en la Región Piura - bajo la
Análisis de la Cadena de Valor de Cacao en la Región Piura - bajo laRIICCHPeru
 
PNCTI Valoración de la Biodiversidad CONCYTEC 2014 COP 20 Mmatchmaking
PNCTI Valoración de la Biodiversidad CONCYTEC 2014 COP 20 MmatchmakingPNCTI Valoración de la Biodiversidad CONCYTEC 2014 COP 20 Mmatchmaking
PNCTI Valoración de la Biodiversidad CONCYTEC 2014 COP 20 MmatchmakingRIICCHPeru
 
iNAMAzonia COP20 MatchMaking
iNAMAzonia COP20 MatchMakingiNAMAzonia COP20 MatchMaking
iNAMAzonia COP20 MatchMakingRIICCHPeru
 
Cultivares de Cacao, por Luis García. Segunda Reimpresión 2014
Cultivares de Cacao, por Luis García. Segunda Reimpresión 2014Cultivares de Cacao, por Luis García. Segunda Reimpresión 2014
Cultivares de Cacao, por Luis García. Segunda Reimpresión 2014RIICCHPeru
 
Identificación de Cacao Nativo,-San-Martín, por Enrique Arevalo_perubiodivers...
Identificación de Cacao Nativo,-San-Martín, por Enrique Arevalo_perubiodivers...Identificación de Cacao Nativo,-San-Martín, por Enrique Arevalo_perubiodivers...
Identificación de Cacao Nativo,-San-Martín, por Enrique Arevalo_perubiodivers...RIICCHPeru
 
Control calidad cacao-centros_acopio_m_gutierrez_seijasgtz2007
Control calidad cacao-centros_acopio_m_gutierrez_seijasgtz2007Control calidad cacao-centros_acopio_m_gutierrez_seijasgtz2007
Control calidad cacao-centros_acopio_m_gutierrez_seijasgtz2007RIICCHPeru
 

Más de RIICCHPeru (6)

Análisis de la Cadena de Valor de Cacao en la Región Piura - bajo la
Análisis de la Cadena de Valor de Cacao en la Región Piura - bajo laAnálisis de la Cadena de Valor de Cacao en la Región Piura - bajo la
Análisis de la Cadena de Valor de Cacao en la Región Piura - bajo la
 
PNCTI Valoración de la Biodiversidad CONCYTEC 2014 COP 20 Mmatchmaking
PNCTI Valoración de la Biodiversidad CONCYTEC 2014 COP 20 MmatchmakingPNCTI Valoración de la Biodiversidad CONCYTEC 2014 COP 20 Mmatchmaking
PNCTI Valoración de la Biodiversidad CONCYTEC 2014 COP 20 Mmatchmaking
 
iNAMAzonia COP20 MatchMaking
iNAMAzonia COP20 MatchMakingiNAMAzonia COP20 MatchMaking
iNAMAzonia COP20 MatchMaking
 
Cultivares de Cacao, por Luis García. Segunda Reimpresión 2014
Cultivares de Cacao, por Luis García. Segunda Reimpresión 2014Cultivares de Cacao, por Luis García. Segunda Reimpresión 2014
Cultivares de Cacao, por Luis García. Segunda Reimpresión 2014
 
Identificación de Cacao Nativo,-San-Martín, por Enrique Arevalo_perubiodivers...
Identificación de Cacao Nativo,-San-Martín, por Enrique Arevalo_perubiodivers...Identificación de Cacao Nativo,-San-Martín, por Enrique Arevalo_perubiodivers...
Identificación de Cacao Nativo,-San-Martín, por Enrique Arevalo_perubiodivers...
 
Control calidad cacao-centros_acopio_m_gutierrez_seijasgtz2007
Control calidad cacao-centros_acopio_m_gutierrez_seijasgtz2007Control calidad cacao-centros_acopio_m_gutierrez_seijasgtz2007
Control calidad cacao-centros_acopio_m_gutierrez_seijasgtz2007
 

Último

La materia orgánica del suelo y su relación con la sostenibilidad de los ecos...
La materia orgánica del suelo y su relación con la sostenibilidad de los ecos...La materia orgánica del suelo y su relación con la sostenibilidad de los ecos...
La materia orgánica del suelo y su relación con la sostenibilidad de los ecos...Universidad Popular Carmen de Michelena
 
La estivación: ADAPTACIÓN FISIOLOGICA DE LOS ANIMALES .pdf
La estivación: ADAPTACIÓN FISIOLOGICA  DE LOS ANIMALES .pdfLa estivación: ADAPTACIÓN FISIOLOGICA  DE LOS ANIMALES .pdf
La estivación: ADAPTACIÓN FISIOLOGICA DE LOS ANIMALES .pdfareynaga2
 
UNU_AGRONOMIA_2019_L_RITARIVARUIZ (1).pdf
UNU_AGRONOMIA_2019_L_RITARIVARUIZ (1).pdfUNU_AGRONOMIA_2019_L_RITARIVARUIZ (1).pdf
UNU_AGRONOMIA_2019_L_RITARIVARUIZ (1).pdfmarvinanccoquintana
 
Presentación Características de la comunidad de macroinvertebrados en lagunas...
Presentación Características de la comunidad de macroinvertebrados en lagunas...Presentación Características de la comunidad de macroinvertebrados en lagunas...
Presentación Características de la comunidad de macroinvertebrados en lagunas...haideetrabajo
 
ANIMALES ECTOTERMOS estudiantes UTEA Enfermería .pdf
ANIMALES ECTOTERMOS estudiantes UTEA Enfermería .pdfANIMALES ECTOTERMOS estudiantes UTEA Enfermería .pdf
ANIMALES ECTOTERMOS estudiantes UTEA Enfermería .pdfareynaga2
 
La degradación del suelo en los ecosistemas agrícolas. Seminario Seminario "E...
La degradación del suelo en los ecosistemas agrícolas. Seminario Seminario "E...La degradación del suelo en los ecosistemas agrícolas. Seminario Seminario "E...
La degradación del suelo en los ecosistemas agrícolas. Seminario Seminario "E...Universidad Popular Carmen de Michelena
 
Guía de Educación Ambiental en la Gestión Integral de Residuos Sólidos.pdf
Guía de Educación Ambiental en la Gestión Integral de Residuos Sólidos.pdfGuía de Educación Ambiental en la Gestión Integral de Residuos Sólidos.pdf
Guía de Educación Ambiental en la Gestión Integral de Residuos Sólidos.pdfDanielSuarezRaldez
 
1RA UNIDAD Los Seres Vivos-PRIMERO DE SECUNDARIA
1RA UNIDAD Los Seres Vivos-PRIMERO DE SECUNDARIA1RA UNIDAD Los Seres Vivos-PRIMERO DE SECUNDARIA
1RA UNIDAD Los Seres Vivos-PRIMERO DE SECUNDARIAAlcira20
 
Atlas del Socioecosistema Río Grande de Comitán-Lagos de Montebello, Chiapas
Atlas  del Socioecosistema  Río Grande de Comitán-Lagos de Montebello, ChiapasAtlas  del Socioecosistema  Río Grande de Comitán-Lagos de Montebello, Chiapas
Atlas del Socioecosistema Río Grande de Comitán-Lagos de Montebello, ChiapasSUSMAI
 
Deficit Energético en México y su impacto
Deficit Energético en México y su impactoDeficit Energético en México y su impacto
Deficit Energético en México y su impactoPedroAntonioRuizCuet
 
Desastres naturales que afectan nuestro mundo
Desastres naturales que afectan nuestro mundoDesastres naturales que afectan nuestro mundo
Desastres naturales que afectan nuestro mundogreciabarajasss
 
HOMEOSTOSIS exposiciones bilogía UTEA.pdf
HOMEOSTOSIS exposiciones bilogía UTEA.pdfHOMEOSTOSIS exposiciones bilogía UTEA.pdf
HOMEOSTOSIS exposiciones bilogía UTEA.pdfareynaga2
 
Amensalismo Y Comensalismo.investigaciónpdf
Amensalismo Y Comensalismo.investigaciónpdfAmensalismo Y Comensalismo.investigaciónpdf
Amensalismo Y Comensalismo.investigaciónpdf74279452
 

Último (14)

La materia orgánica del suelo y su relación con la sostenibilidad de los ecos...
La materia orgánica del suelo y su relación con la sostenibilidad de los ecos...La materia orgánica del suelo y su relación con la sostenibilidad de los ecos...
La materia orgánica del suelo y su relación con la sostenibilidad de los ecos...
 
La estivación: ADAPTACIÓN FISIOLOGICA DE LOS ANIMALES .pdf
La estivación: ADAPTACIÓN FISIOLOGICA  DE LOS ANIMALES .pdfLa estivación: ADAPTACIÓN FISIOLOGICA  DE LOS ANIMALES .pdf
La estivación: ADAPTACIÓN FISIOLOGICA DE LOS ANIMALES .pdf
 
UNU_AGRONOMIA_2019_L_RITARIVARUIZ (1).pdf
UNU_AGRONOMIA_2019_L_RITARIVARUIZ (1).pdfUNU_AGRONOMIA_2019_L_RITARIVARUIZ (1).pdf
UNU_AGRONOMIA_2019_L_RITARIVARUIZ (1).pdf
 
Presentación Características de la comunidad de macroinvertebrados en lagunas...
Presentación Características de la comunidad de macroinvertebrados en lagunas...Presentación Características de la comunidad de macroinvertebrados en lagunas...
Presentación Características de la comunidad de macroinvertebrados en lagunas...
 
ANIMALES ECTOTERMOS estudiantes UTEA Enfermería .pdf
ANIMALES ECTOTERMOS estudiantes UTEA Enfermería .pdfANIMALES ECTOTERMOS estudiantes UTEA Enfermería .pdf
ANIMALES ECTOTERMOS estudiantes UTEA Enfermería .pdf
 
La degradación del suelo en los ecosistemas agrícolas. Seminario Seminario "E...
La degradación del suelo en los ecosistemas agrícolas. Seminario Seminario "E...La degradación del suelo en los ecosistemas agrícolas. Seminario Seminario "E...
La degradación del suelo en los ecosistemas agrícolas. Seminario Seminario "E...
 
Cálculo de la huella de Carbono. Seminario Huella Carbono
Cálculo de la huella de Carbono. Seminario Huella CarbonoCálculo de la huella de Carbono. Seminario Huella Carbono
Cálculo de la huella de Carbono. Seminario Huella Carbono
 
Guía de Educación Ambiental en la Gestión Integral de Residuos Sólidos.pdf
Guía de Educación Ambiental en la Gestión Integral de Residuos Sólidos.pdfGuía de Educación Ambiental en la Gestión Integral de Residuos Sólidos.pdf
Guía de Educación Ambiental en la Gestión Integral de Residuos Sólidos.pdf
 
1RA UNIDAD Los Seres Vivos-PRIMERO DE SECUNDARIA
1RA UNIDAD Los Seres Vivos-PRIMERO DE SECUNDARIA1RA UNIDAD Los Seres Vivos-PRIMERO DE SECUNDARIA
1RA UNIDAD Los Seres Vivos-PRIMERO DE SECUNDARIA
 
Atlas del Socioecosistema Río Grande de Comitán-Lagos de Montebello, Chiapas
Atlas  del Socioecosistema  Río Grande de Comitán-Lagos de Montebello, ChiapasAtlas  del Socioecosistema  Río Grande de Comitán-Lagos de Montebello, Chiapas
Atlas del Socioecosistema Río Grande de Comitán-Lagos de Montebello, Chiapas
 
Deficit Energético en México y su impacto
Deficit Energético en México y su impactoDeficit Energético en México y su impacto
Deficit Energético en México y su impacto
 
Desastres naturales que afectan nuestro mundo
Desastres naturales que afectan nuestro mundoDesastres naturales que afectan nuestro mundo
Desastres naturales que afectan nuestro mundo
 
HOMEOSTOSIS exposiciones bilogía UTEA.pdf
HOMEOSTOSIS exposiciones bilogía UTEA.pdfHOMEOSTOSIS exposiciones bilogía UTEA.pdf
HOMEOSTOSIS exposiciones bilogía UTEA.pdf
 
Amensalismo Y Comensalismo.investigaciónpdf
Amensalismo Y Comensalismo.investigaciónpdfAmensalismo Y Comensalismo.investigaciónpdf
Amensalismo Y Comensalismo.investigaciónpdf
 

Guia de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao

  • 1. http://www.naturalzing.com/idevaffiliate/idevaffiliate.php?id=1056&url=577 Consultora: Sayet V. Barrueta Rivera Ing. Agroindustrial Lima, Noviembre del 2013 “GUÍA DE MÉTODOS DE DETECCIÓN Y ANÁLISIS DE CADMIO EN CACAO (Theobroma Cacao L)”
  • 2. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 1 INDICE INTRODUCCION............................................................................................................... 3 I. MARCO DE REFERENCIA........................................................................................ 4 1.1. GENERALIDADES DEL CULTIVO DE CACAO.................................................. 4 1.1.1. Exportaciones del Cacao Peruano................................................................ 5 1.1.2. Contaminación de Cacao con Cadmio.......................................................... 6 1.2. METALES PESADOS EN ALIMENTOS .............................................................. 7 1.2.1. Cadmio......................................................................................................... 7 1.3. REGULACIONES INTERNACIONALES QUE ESTABLECEN LOS LIMITES MAXIMOS PARA EL CADMIO EN CACAO.................................................................... 8 1.4. REGULACIONES PARA LA EXPORTACIÓN DE CACAO A LOS MERCADOS INTERNACIONALES ..................................................................................................... 9 1.4.1. Unión Europea.............................................................................................. 9 1.4.2. Estados Unidos: ......................................................................................... 11 II. TECNICAS ANALITICAS DISPONIBLES PARA LA DETERMINACION DE CADMIO EN ALIMENTOS.............................................................................................................. 12 2.1. ESPECTROMETRIA ATOMICA ........................................................................ 13 2.1.1. Espectrometría de Absorción Atómica........................................................ 14 2.1.2. Espectrometría de Emisión Atómica........................................................... 18 2.2. ESPECTROMETRÍA DE MASAS CON PLASMA DE ACOPLAMIENTO INDUCTIVO (ICP-MS).................................................................................................. 20 2.3. INTERFERENCIAS ........................................................................................... 21 2.4. PREPARACION DE LAS MUESTRAS .............................................................. 22 2.5. DESARROLLO DE LA TECNICA ANALITICA ................................................... 23 III. PROTOCOLO PARA LA DETERMINACION DE CADMIO EN GRANOS DE CACAO Y DERIVADOS.................................................................................................. 24 3.1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN ........................................................... 24 3.2. FUNDAMENTO ................................................................................................. 24 3.3. REFERENCIAS NORMATIVAS......................................................................... 25 3.4. DEFINICIONES................................................................................................. 25
  • 3. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 2 3.5. MATERIALES, EQUIPO Y REACTIVOS ........................................................... 28 3.5.1. Equipos y materiales .................................................................................. 28 3.5.2. Reactivos.................................................................................................... 29 3.5.3. Procedimiento de lavado de materiales de vidrio y plástico ........................ 30 3.6. PROTOCOLO DE MUESTREO DE GRANOS DE CACAO Y DERIVADOS ...... 31 3.6.1. Procedimiento para la obtención de muestras de granos de cacao y derivados.................................................................................................................. 31 3.7. PROTOCOLO DE TRATAMIENTO DE LAS MUESTRAS PARA LA DETERMINACIÓN DE CADMIO EN CACAO Y DERIVADOS...................................... 32 3.7.1. Método de digestión húmeda de la muestra ............................................... 32 3.7.2. Digestión acida con microondas (Según AOAC 999.10)............................. 33 3.7.3. Digestión por vía seca (Según NTP 208.030 y AOAC 999.11) ................... 34 3.8. CALIBRACION DEL EQUIPO DE ESPECTROMETRIA DE ABSORCION ATOMICA POR HORNO DE GRAFITO ....................................................................... 35 3.8.1. Calibración ................................................................................................. 35 3.8.2. Operación del Instrumento.......................................................................... 36 3.9. DETERMINACIÓN DE CADMIO POR ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA CON HORNO DE GRAFITO................................................. 37 3.9.1. Desarrollo de la Técnica Analítica............................................................... 38 3.9.2. Curvas de calibración para Cadmio............................................................ 38 3.9.3. Cálculos y evaluación de los resultados ..................................................... 38 3.9.4. Informe de ensayo...................................................................................... 39 IV. SUGERENCIAS.................................................................................................... 40 V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS......................................................................... 41 VI. ANEXOS............................................................................................................... 44
  • 4. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 3 INTRODUCCION El cacao es un cultivo de mucha importancia económica en el Perú, ya que en la actualidad existen 144,232 hectáreas cultivadas de cacao, gran parte de las cuales se han instalado gracias a los programas de Desarrollo Alternativo, que promueven la siembra del cacao en la selva peruana. Así mismo las exportaciones de cacao orgánico y convencional han ido evolucionando, siendo reconocidos por su gran calidad en eventos internacionales. Sin embargo en estos últimos años la presencia de cadmio en el cacao y sus derivados, ha generado gran preocupación tanto en los países productores como en los países importadores, así como también en los organismos de Regulación Internacional como la OMS y la FAO. El 16 de septiembre de 2013, la Unión Europea notificó al Comité de Medidas Sanitarias y Fitosanitarias de la Organización Mundial del Comercio (OMC) la Enmienda al Reglamento Europeo No. 1881/2006, en la cual se establecen niveles máximos (NM) de cadmio para el chocolate y productos derivados del cacao, que entrarán en vigor a partir del 1 de enero del 2019. Considerando como contenidos máximos de cadmio en diversos productos de cacao en un rango de 0.10 a 0.80 mg/kg. El Cadmio es una sustancia natural presente en la corteza terrestre, que ha adquirido una gran importancia toxicológica; cuya presencia en algunos cultivos está asociado a la actividad antrópica. Los usos más habituales de este metal son en la industria de la galvanoplastia, la fabricación de baterías y la estabilización de algunos plásticos, aunque el cadmio se ha utilizado también en la elaboración de algunos plaguicidas y fertilizantes. El vertido al suelo de los ácidos utilizados para la producción de pasta básica de cocaína es otro de los vehículos para su asimilación por los cultivos y especies silvestres. Existen muchas técnicas analíticas para la determinación de metales pesados en alimentos, entre los más utilizados tenemos la Espectrometría de Absorción Atómica y la Espectrometría de Masas. La absorción atómica es una técnica capaz de detectar y determinar cuantitativamente la mayoría de los elementos del sistema periódico. Su campo de aplicación es muy diverso, entre ellos la industria alimentaria. El método consiste en la medición de las especies atómicas por su absorción a una longitud de onda particular. En la presente guía se establece un protocolo de análisis para la determinación de Cadmio en granos de cacao y derivados mediante Espectrometría de Absorción Atómica con Horno de Grafito (GFAAS), con tres pre tratamientos de la muestra; digestión acida por vía húmeda y seca, y digestión acida asistida por microondas.
  • 5. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 4 I. MARCO DE REFERENCIA 1.1. GENERALIDADES DEL CULTIVO DE CACAO El nombre científico del cacao es Theobroma cacao, pertenece a la familia de las esterculiáceas y es una especie cuyo centro de origen es América del Sur y México. La altura del árbol es entre 6 y 10 metros, con un adecuado cultivo mide de 2 a 3 metros. A las semillas y granos del fruto se les denomina cacao, que luego de un proceso de fermentación y secado son utilizadas para la elaboración del chocolate. El cacao es un producto de mucha importancia económica y estratégica en nuestro país, ya que permite mejorar la calidad de vida de las familias de la Amazonia peruana, además de ser un producto que viene siendo promovido por los programas de Desarrollo Alternativo para la erradicación de cultivos ilícitos. Fig. 01. El cacao El Perú es uno de los principales lugares originarios del cacao, posee el 60% de las variedades de cacao del mundo y es el segundo productor mundial de cacao orgánico. En los últimos años se incrementó la producción de cacao orgánico en Perú, posicionándose en los primeros lugares en los nichos especiales del mercado mundial. [36]. En el año 2012 la producción nacional de cacao fue de 60 mil toneladas, involucrando a 40 mil familias dedicadas a su cultivo. [27]. El Perú ha sido calificado por la Organización Internacional del Cacao (ICCO) como un país en donde se produce y se exporta un cacao fino y de aroma, logrando el 36% de la producción mundial de este tipo. [36].
  • 6. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 5 En el año 2012, el cacao fue declarado Patrimonio Natural de la Nación, reconociéndose al cacao como uno de los cultivos más importantes del Perú, y en Octubre del 2013, fue declarado producto bandera. Las variedades más cultivadas de cacao son: • Criollo: es el más antiguo y proviene de la selva norte. • Forastero : es el más abundante y representa el 90 % de la producción mundial • Trinitario : original de la isla de Trinidad, es un híbrido biológico natural, cruce del criollo y el forastero Los principales usos del cacao son: - Cacao en polvo: para elaborar el chocolate y aromatizar diferentes tipos de bebidas, galletas, pasteles, etc. - Pulpa de cacao: elaboración de bebidas como licores con café y gaseosas. - Manteca de cacao: se utiliza en la fabricación de medicamentos, cosméticos, jabones, etc. - Jugo de cacao : para la elaboración de mermeladas y jaleas Algunas de las propiedades medicinales del cacao, es que posee gran cantidad de minerales y vitaminas, y es uno de los alimentos que contiene antioxidantes, también posee anandamida que ayuda en el tratamiento de la depresión y el ánimo, también se utiliza en el tratamiento de la diabetes, es diurético y es bueno para la hipertensión. [36]. 1.1.1. Exportaciones del Cacao Peruano En el 2012, las exportaciones de cacao y sus derivados sumaron los US$ 101,552.8 millones. Los principales países de destino fueron los mercados de Estados Unidos, Holanda, Bélgica, Alemania e Italia. Cuadro 01. Exportaciones de cacao y derivados en valor FOB U$ Fuente: Informe Anual Promperu. 2012
  • 7. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 6 La exportación de cacao Grano en el 2012 alcanzó los U$ 62.9 millones a un precio promedio de U$ 2.57 el kilo. Holanda y Bélgica son nuestros principales destinos con U$ 11.9 millones cada uno (19%), le siguen Alemania U$ 8.1 millones (13%) e Italia U$ 7.9 millones (13%), entre 32 Países compradores. En el 2012 las principales empresas exportadoras de cacao en grano fueron: Amazonas Trading que lidero las ventas con U$ 9.9 millones (16% del total), seguida de la cooperativa ACOPAGRO con U$ 8.2 millones (13%) y la Cooperativa Agraria Naranjillo U$ 7.9 millones (13%), entre otras 47 Empresas exportadoras, la mayoría ubicadas en zonas conflictivas del VRAE. [2] 1.1.2. Contaminación de Cacao con Cadmio Los metales pesados en los alimentos tienen múltiples orígenes. En el caso del cacao es posible que la contaminación del producto se de en las etapas de cultivo, producción y transformación. Conocer el origen de la contaminación en alimentos es fundamental para determinar las acciones a seguir y para establecer la calidad del producto. A nivel experimental, el análisis de metales pesados en alimentos y suelos involucra recolección, preparación de muestras, extracción de los metales, eliminación de interferencias y finalmente detección y cuantificación mediante técnicas analíticas instrumentales. [29] La planta de cacao absorbe ligeramente los metales pesados que existen por naturaleza en los suelos y los concentra en las semillas grasosas. Según las regiones, el grado de concentración de metales pesados es diferente. [8] La principal fuente de contaminación de cadmio son los fertilizantes provenientes de roca fosfórica. Por estas razones se hace necesario determinar cuál es la condición actual de los suelos y de algunos productos agrícolas que por su alto consumo podrían representar un peligro para la salud humana. Esta información también permitirá establecer una línea base que servirá de referencia para el monitoreo de estos metales en el futuro. Estudios realizados en Estados Unidos muestran que el factor que más contribuye a la concentración de cadmio en cultivos es el pH del suelo. En suelos ácidos la absorción de cadmio es mayor, pues los suelos donde se cultiva cacao son de tendencia ácida, típico de la región húmeda tropical. Experimentos realizados en Estados Unidos muestran que la aplicación de cal para la corrección del pH reduciendo la acidez, disminuye significativamente la absorción de cadmio. [20]
  • 8. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 7 1.2. METALES PESADOS EN ALIMENTOS Los metales pesados que están en los alimentos provienen de diversas fuentes, las más importantes son: la composición mineralógica del suelo en el que se producen los alimentos para el hombre y los animales; los lodos residuales, los fertilizantes químicos y plaguicidas empleados en agricultura. La presencia de metales pesados en alimentos y particularmente en productos lácteos, constituye un tema de actualidad por los daños que ocasionan a la salud pública. Es necesario enfatizar que los riesgos a la salud de la población infantil necesitan ser evaluados de una manera integral, considerando la exposición crónica de metales pesados en alimentos que por lo regular se presenta de forma asintomática durante un tiempo prolongado de vida. [3]. Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que presentan una densidad relativamente alta y toxicidad para el ser humano, aunque algunos son elementos esenciales en el ser humano, independientemente de que a determinadas concentraciones puedan ser tóxicos en alguna de sus formas. Sin embargo, hay una serie de elementos que en alguna de sus formas pueden representar un serio problema medioambiental y es común referirse a ellos con el término genérico de "metales pesados". La peligrosidad de los metales pesados es mayor al no ser química ni biológicamente degradables. Una vez emitidos, principalmente debido a la actividad industrial y minera, pueden permanecer en el ambiente durante cientos de años, contaminando el suelo y acumulándose en las plantas y los tejidos orgánicos. Además, su concentración en los seres vivos aumenta a lo largo de la cadena alimentaria. Los metales pesados tóxicos más conocidos son el mercurio, el plomo y el cadmio. [1]. 1.2.1. Cadmio El Cadmio es un componente de la corteza terrestre que se encuentra en pequeñas cantidades asociado a minerales de cinc, cobre o plomo. Su contenido medio en el suelo es minoritario y está estimado en torno a 0,10-0,15 mg/Kg. Su presencia en el medio ambiente es, por tanto, de origen natural, a través de la erosión, pero su nivel puede verse incrementado por la acción del hombre, debido principalmente a actividades como la minería o también derivado de su uso en distintas aplicaciones (pinturas, baterías, etc.).
  • 9. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 8 El reglamento de la Unión Europea N°1881/2006 fija los contenidos máximos para este metal en ciertos productos alimenticios, en particular en carne, vísceras, productos de la pesca, cereales, frutas y hortalizas. La absorción del cadmio en el aparato digestivo es baja (5-10%), sin embargo, el cadmio se acumula en el organismo, principalmente en el hígado y riñón, estando su vida media estimada en unos 20-30 años en humanos. [1]. donde podrá ejercer sus efectos toxicológicos. [21] El JECFA calcula la exposición dietética con base a los datos reportados por los países al Sistema Mundial de Vigilancia del Medio Ambiente SIMUVIMA, la estimación resultante de la exposición alimentaria puede compararse entonces con el valor de la Ingesta Diaria Admisible IDA o valor de referencia toxicológico asignado al contaminante que, en el caso del Cadmio, fue establecida una ingesta de forma semanal en 5,8 µg/kg de peso corporal/semana. [18] 1.3. REGULACIONES INTERNACIONALES QUE ESTABLECEN LOS LIMITES MAXIMOS PARA EL CADMIO EN CACAO A continuación se detalla la evolución de las regulaciones con respecto al Cadmio en Cacao en la OMC y el CODEX Comunidades Europeas y su LM para Cadmio - El 19 de diciembre de 2006, la Unión Europea (UE) expidió el Reglamento (CE) N°1881/2006, que señala los niveles de cadmio tolerables para los distintos productos. En esta Reglamentación no se encuentran definidos los límites tolerables para el cacao y sus derivados, pues no se consideraba al cacao y chocolates como una fuente significativa de consumo de cadmio. - En el 2007, por una publicación en la revista “Der Spiegel” de Alemania sobre la presencia de cadmio en el chocolate y la posibilidad de que este metal sea un agente cancerígeno, el tema se convirtió en una preocupación sanitaria que llevó a la discusión internacional sobre esta Reglamentación. - En mayo del 2011, se presenta la propuesta de modificación del reglamento N°1881/2006 EC, por la Dirección General de Salud y Protección al Consumidor DG-SANCO. En la cual se sugiere el nivel cadmio en cacao y chocolates sea de 0.30 -0.50 mg/kg. La UE analiza la posibilidad de enmendar el Reglamento (CE) No. 1881/2006, para incluir en la lista los límites máximos (LM) de cadmio para el cacao y productos de
  • 10. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 9 chocolate, a través de la Regulación (CE) No 420/2011 y de acuerdo a la definición de la Directiva 2000/36/EC. Chocolate y cacao en polvo, en un rango de 0.30 a 0.50 mg/Kg, los cuales se establecerían de manera definitiva entre diciembre 2011 y enero 2012 Los argumentos científicos del proyecto de enmienda se basan en las opiniones científicas de la EFSA (“European Food Safety Authority”) sobre la ingesta de cadmio en la dieta humana. [24]. - El 16 de septiembre de 2013, la Unión Europea notificó al Comité de Medidas Sanitarias y Fitosanitarias de la Organización Mundial del Comercio (OMC) la Enmienda al Reglamento Europeo No. 1881/2006, en la cual se establecen niveles máximos (NM) de cadmio para el chocolate y productos derivados del cacao, que entrarán en vigor a partir del 1 de enero del 2019. [31]. Otras Regulaciones internacionales - Según Legislación Australiana y Neozelandesa de Metales Pesados (Australian New Zealand Food Code), el contenido máximo de Cadmio para chocolates y productos de cacao es de 0.50 mg/Kg. [4]. - Reglamento (CE) N°333/2007, Control oficial de l os niveles de plomo, cadmio, mercurio, estaño inorgánico, 3-MCPD y benzo(a)pireno en los productos alimenticios. 1.4. REGULACIONES PARA LA EXPORTACIÓN DE CACAO A LOS MERCADOS INTERNACIONALES Aun no existen regulaciones específicas en cuanto al contenido de metales pesados en granos de cacao y derivados, sin embargo se han considerado otros requisitos para la exportación de granos de cacao y derivados, en cuanto a la regulación para el contenido de metales pesados en cacao y derivados, ya existe una enmienda al Reglamento N°1881/2006, lo cual ent rara en vigor a partir del 01 de enero del 2019, en la actualidad la mayor parte del cacao, está siendo exportado a los países de la Unión Europea y Estados Unidos cuyos requisitos se mencionan a continuación. 1.4.1. Unión Europea Principales requisitos en la Unión Europea
  • 11. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 10 • Legislación Alimentaria General Reglamento (CE) 178/2002: en este Reglamentos se establece los principios básicos de la Ley General de Alimentos y que es aplicado a todas las etapas de la producción, transformación y distribución de productos alimenticios. • Higiene de productos alimenticios Reglamento (CE) 852/2004: Este reglamento presenta una serie de requisitos de higiene o limpieza para los alimentos importados a la UE. Está basado en el sistema de Análisis de riesgos y puntos críticos de control (conocido como HACCP), el cual se aplica a las empresas de procesamiento, tratamiento, envasado, transporte, distribución y comercialización de productos alimenticios, es decir, a través de toda la cadena de valor del producto. • Específica para los productos de cacao Directiva (CE) 2000/36: Establece los requisitos para los productos de cacao y chocolate destinados al consumo humano. Esta directiva se refiere a la manteca de cacao, cacao en polvo, chocolate, chocolate con leche, chocolate familiar con leche, chocolate blanco, chocolate relleno, chocolate de taza, chocolate familiar de taza y el chocolate o praliné. • Directiva 2000/13/EC donde se establece los requisitos de etiquetado y publicidad. Principales restricciones para el cacao en grano • Contenidos Máximos de Contaminantes Reglamento (CE) 1881/2006: Este reglamento fija el contenido máximo de determinados contaminantes en los productos alimenticios que vayan a ser comercializados en la UE. Los contaminantes incluidos en el reglamento son los nitratos, la patulina, ciertos metales pesados, micotoxinas, dioxinas y un contaminante llamado 3-MCPD. • Reglamento (CE) 149/2008: Plaguicidas –LMR: El reglamento establece una lista de plaguicidas autorizados y prohibidos para el cacao, así como los Límites Máximos de Residuos (LMR), permitidos en el cacao. En cuanto a las sustancias activas para las que no se ha establecido un LMR, por defecto debe ser de 0,01 mg / kg, a menos que los usuarios proporcionen una justificación para utilizar niveles más altos. Desde septiembre del año 2008, todas las importaciones de cacao en grano en la UE están sujetas a las disposiciones de ésta legislación. Además para el caso de la UE, es necesario tomar en cuenta que las actuales tendencias de los consumidores europeos prestan mayor atención a la forma como se producen, es por esta razón que los compradores solicitan certificaciones para comprobar que el cacao es producido de manera justa, amigable con el
  • 12. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 11 medio ambiente y socialmente responsable. Las certificaciones más solicitadas en la UE son Comercio Justo (Fairtrade), Rainforest Aliance y Certificaciones UTZ. 1.4.2. Estados Unidos: Cumplir con las disposiciones de la Ley contra el Bioterrorismo que empezó a regir en los EE.UU. a partir del 2003 el cual se encuentra destinado a proteger la producción, distribución y venta de alimentos de origen norteamericano e importado, en contra de posibles atentados terroristas. El procedimiento para la aplicación de la presente Ley considera las siguientes etapas: - Registro de instalaciones alimenticias. - Notificación previa de alimentos importados. - Detención administrativa. - Norma final de establecimiento y mantenimiento de registros. Sin embargo las dos primeras etapas son de cumplimiento obligatorio para las empresas extranjeras. Además la FDA impone un límite legal de granos dañados más bajo, más estrictos que los establecidos por las Normas Internacionales y no se aceptan productos que hayan sido tratados con plaguicidas prohibidos, así no existan residuos en el momento del análisis y se impone una detención obligatoria previa al muestreo como detención automática. También es preciso señalar que se debe de cumplir con los Límites máximos de Residuos (LMR) permitidos para este producto. Por otro lado, y dependiendo de la presentación del producto, la FDA prohíbe la importación de artículos adulterados o mal etiquetados y productos defectuosos, inseguros, sucios o en condiciones insalubres. Los productos no pueden estar mal etiquetados, tener diseños o imágenes falsas o engañosas o etiquetas que no proporcionen la información requerida. Por lo tanto se debe cumplir con las disposiciones de la FDA que se rige por el Código de Regulaciones Federales o Code of Federal Regulations CFR, Título 21, Capítulo 101; que se basa en la Ley Federal de Alimentos, Drogas y Cosméticos FD & C Act; en la Ley de Empaque y Etiquetado Justo FPLA; y, en la Ley de Etiquetado y Educación sobre Nutrición NLEA. Cuando corresponda, los embalajes de madera deben de cumplir con la NIMF 15. [30]. Algunos otros alcances en cuanto a Regulaciones para la exportación se encuentra en el Anexo 2.
  • 13. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 12 II. TECNICAS ANALITICAS DISPONIBLES PARA LA DETERMINACION DE CADMIO EN ALIMENTOS Desde hace más de treinta años, los métodos de análisis instrumental han tenido un desarrollo importante y son ampliamente utilizados de forma rutinaria en laboratorios de control y de investigación. En el numeral 3.2 del capítulo “Cadmium” del documento Safety Evaluation of Certain Food Additives and Contaminants - WHO FOOD ADDITIVES SERIES 64, se resume las diferentes técnicas analíticas para cuantificar cadmio en alimentos, tales técnicas de detección incluyen la espectrometría de absorción atómica de llama (FAAS), electrotérmico (horno de grafito y el horno de Zeeman), espectrometría de absorción atómica (ETAAS), espectrometría de fluorescencia atómica con generación de hidruros (HG -AFS), espectrometría de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente (ICP- OES ) y Espectrofotometría de emisión de plasma con acoplamiento inductivo (ICP- MS). [19] La Espectrometría es una técnica instrumental que permite determinar el mayor número de elementos en una gran variedad de matrices, basada en la identificación de analitos mediante el espectro emitido o absorbido por los mismos, pudiéndose diferenciar entre atómica o de masas. [28] Dentro de las técnicas espectrométricas tenemos a la Espectrometría Atómica y la Espectrometría de masas. En el Cuadro 02, se muestras algunas ventajas y limitaciones de algunos métodos analíticos utilizados para la detección de metales pesados.
  • 14. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 13 MÉTODO VENTAJAS LIMITACIONES Espectrometría de absorción atómica por llama • Requiere solo conocimientos básicos de laboratorio • Prueba rápida • Tamaño reducido de la muestra con la copa de Delves (50–100 µl) • Bajo precio y bajos costos de funcionamiento • Relativamente pocas interferencias • Interfaz robusta • Límite de detección relativamente alto (~10 µg/dl) • Tiempo necesario para la pre concentración o digestión de la muestra si no se utiliza la cubeta de Delves. • Se necesitan muestras de gran tamaño para los métodos de nebulización. • No se puede dejar el equipo funcionando sin atención. Espectrometría de absorción atómica por horno de grafito • Buen límite de detección (<1–2 µg/dl) • Tamaño reducido de la muestra • Precio y costos de funcionamiento moderados • Moderada capacidad para analizar múltiples elementos • Relativamente pocas interferencias(aunque más que con la espectrometría de absorción atómica por llama) • Ampliamente utilizada, existen múltiples proveedores • La prueba lleva más tiempo • Requiere algo de experiencia de laboratorio (más que con la espectrometría de absorción atómica por llama) • Mayor potencial de interferencia espectral que con la espectrometría de absorción atómica por llama. Espectrometría de masa con fuente de plasma de acoplamiento inductivo • Límite de detección excelente (~0,1µg/dl) • Rapidez • Tamaño reducido de la muestra (50–100 µl) • Relativamente pocas interferencias espectrales, bien conocidas. • Permite mediciones isotópicas. • Método económico si se procesan grandes cantidades de muestras. • Capacidad para investigar más de un elemento. • Precio y costos de funcionamiento elevados • Requiere operadores altamente especializados Cuadro 02. Resumen de algunos métodos analíticos para determinar Metales Pesados Fuente: OMS, 2013 2.1. ESPECTROMETRIA ATOMICA La espectrometría atómica, en términos generales, está basada en la absorción, emisión o fluorescencia por átomos o iones elementales. Hay dos regiones del espectro que dan información atómica: la ultravioleta/visible y la de rayos X. Los espectros atómicos ultravioleta y visible se obtienen mediante un adecuado tratamiento térmico que convierte los componentes de una muestra en átomos o iones elementales gaseosos. La emisión, absorción o fluorescencia de la mezcla
  • 15. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 14 gaseosa resultante sirve a continuación para la determinación cualitativa y cuantitativa de uno o varios de los elementos presentes en la muestra. [38] Fig. 02. Espectrofotómetro de Absorción Atómica. En la espectrometría atómica podemos medir un átomo al pasar del estado fundamental al estado excitado o viceversa. Así tenemos Espectrometría de Absorción Atómica y espectrometría de emisión atómica. 2.1.1. Espectrometría de Absorción Atómica En química analítica, la espectrometría de absorción atómica es una técnica para determinar la concentración de un elemento metálico determinado en una muestra. Puede utilizarse para analizar la concentración de más de 62 metales diferentes en una solución. Principios en los que se basa La técnica hace uso de la espectrometría de absorción para evaluar la concentración de un analito en una muestra. Se basa en gran medida en la ley de Beer-Lambert. En resumen, los electrones de los átomos en el atomizador pueden ser promovidos a orbitales más altos por un instante mediante la absorción de una cantidad de energía (es decir, luz de una determinada longitud de onda). Esta cantidad de energía (o longitud de onda) se refiere específicamente a una
  • 16. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 15 transición de electrones en un elemento particular, y en general, cada longitud de onda corresponde a un solo elemento. Como la cantidad de energía que se pone en la llama es conocida, y la cantidad restante en el otro lado (el detector) se puede medir, es posible, a partir de la ley de Beer-Lambert, calcular cuántas de estas transiciones tienen lugar, y así obtener una señal que es proporcional a la concentración del elemento que se mide. Instrumentos Para analizar los constituyentes atómicos de una muestra es necesario atomizarla. La muestra debe ser iluminada por la luz. Finalmente, la luz es transmitida y medida por un detector. Con el fin de reducir el efecto de emisión del atomizador (por ejemplo, la radiación de cuerpo negro) o del ambiente, normalmente se usa un espectrómetro entre el atomizador y el detector. Tipos de atomizadores Para atomizar la muestra normalmente se usa una llama, pero también pueden usarse otros atomizadores como el horno de grafito o los plasmas, principalmente los plasmas de acoplamiento inductivo. Cuando se usa una llama, se dispone de tal modo que pase a lo largo lateralmente (10 cm) y no en profundidad. La altura de la llama sobre la cabeza del quemador se puede controlar mediante un ajuste del flujo de mezcla de combustible. Un haz de luz pasa a través de esta llama en el lado más largo del eje (el eje lateral) e impacta en un detector. Fuentes de luz La fuente de luz elegida tiene una anchura espectral más estrecha que la de las transiciones atómicas. Lámparas de cátodo hueco. En su modo de funcionamiento convencional, la luz es producida por una lámpara de cátodo hueco. En el interior de la lámpara hay un cátodo cilíndrico de metal que contiene el metal de excitación, y un ánodo. Cuando un alto voltaje se aplica a través del ánodo y el cátodo, los átomos de metal en el cátodo se excitan y producen luz con una determinada longitud de onda. El tipo de tubo catódico hueco depende del metal que se analiza. Para analizar la concentración de cobre en un mineral, se utiliza un tubo catódico de cobre, y así para cualquier otro metal que se analice. Láser de diodo. La espectrometría de absorción atómica también puede ser llevada a cabo mediante láser, principalmente un láser de diodo, ya que sus propiedades son apropiadas para la espectrometría de absorción láser. La técnica
  • 17. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 16 se denomina espectrometría de absorción atómica por láser de diodo (DLAAS o DLAS), o bien, espectrometría de absorción por modulación de longitud de onda. Métodos de corrección de fondo El estrecho ancho de banda de las lámparas catódicas huecas hace que sea raro el solapamiento espectral. Es decir, es poco probable que una línea de absorción de un elemento se solape con otra. La emisión molecular es mucho más amplia, por lo que es más probable que algunas bandas de absorción molecular se superpongan con una línea atómica. Esto puede resultar en una absorción artificialmente alta y un cálculo exagerado de la concentración en la solución. Se utilizan tres métodos para corregir esto: Corrección de Zeeman. Se usa un campo magnético para dividir la línea atómica en dos bandas laterales. Estas bandas laterales están lo suficientemente cerca de la longitud de onda original como para solaparse con las bandas moleculares, pero están lo suficientemente lejos como para no coincidir con las bandas atómicas. Se puede comparar la absorción en presencia y ausencia de un campo magnético, siendo la diferencia la absorción atómica de interés. Corrección de Smith-Hieftje (inventada por Stanley B. Smith y Gary M. Hieftje), La lámpara catódica hueca genera pulsos de alta corriente, provocando una mayor población de átomos y auto-absorción durante los pulsos. Esta auto-absorción provoca una ampliación de la línea y una reducción de la intensidad de la línea a la longitud de onda original. Lámpara de corrección de deuterio. En este caso, se usa una fuente de amplia emisión (una lámpara de deuterio), para medir la emisión de fondo. El uso de una lámpara separada hace de este método el menos exacto, pero su relativa simplicidad (y el hecho de que es el más antiguo de los tres) lo convierte en el más utilizado. [17]. En general la espectrometría de Absorción Atómica, mide la luz absorbida por un átomo en estado fundamental al pasar al estado excitado, así tenemos: Espectrometría de Absorción Atómica de Llama (F-AAS), de Atomización Electrotérmico (ETAAS), de Generación de Hidruros (HG- AAS), de Vapor frío (CV- AAS), de Análisis elemental/directo (AMA / DMA). [28] 2.1.1.1. Espectrometría de Absorción Atómica con Llama (F-AAS) El espectrómetro de absorción atómica de llama (FAAS) permite la detección y determinación de metales en cualquier tipo de muestra industrial siempre y cuando pueda ser solubilizada. Los límites de detección en este caso son del orden de la ppm (partes por millón).
  • 18. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 17 Esta técnica analítica está especialmente indicada para determinar elementos alcalinos, alcalinotérreos y metales pesados presentes en cualquier tipo de muestra susceptible de ser disuelta. Los niveles de concentración que se pueden analizar van desde % hasta ppb (partes por billón ó 1 mg/Tm). [38] La FAAS, es una técnica monoelemental y está sujeta a muchas interferencias químicas o de matriz que se producen como consecuencia de diversos procesos químicos que ocurren durante la atomización y que alteran las características de absorción del analito. El tipo más común de interferencia es el producido por aniones que forman compuestos de baja volatilidad con el analito y reducen así su velocidad de atomización lo que origina resultados menores de lo esperado. Las interferencias espectrales son poco frecuentes debido a que las líneas de la fuente son extremadamente estrechas y específicas. [28] 2.1.1.2. Espectrometría de Absorción Atómica con Cámara de Grafito (GFAAS) El espectrómetro de absorción atómica con cámara de grafito (GFAAS), también llamada con atomización electrotérmica, permite trabajar con muestras de volumen muy reducido (inferior a 100 µL) o directamente sobre muestras orgánicas líquidas. Habitualmente se analizan muestras de material biológico de origen clínico (sangre, suero, orina, biopsias hepáticas, etc.). Por su elevada sensibilidad (niveles de ppb), la técnica se aplica en la detección de metales en productos de alta pureza, como por ejemplo fármacos, alimentos (peces y carne) y productos industriales, y también en aguas de bebida y de acuíferos (determinación de la presencia de Cu, Cd, Pb, As, Hg, etc.). [38]. La espectrometría de absorción atómica por horno de grafito utiliza un tubo de grafito calentado mediante electricidad para vaporizar y atomizar el analito a temperaturas de hasta 3000 °C, antes de su detecció n. Se pueden analizar muestras de volúmenes de 10–50 µl. Como la totalidad de la muestra se atomiza en un volumen pequeño, se obtiene una alta densidad de átomos. Esto hace que este tipo de espectrometría sea sumamente sensible. Se han desarrollado métodos que permiten medir concentraciones por debajo de 0,1 µg/dl, sin embargo, en la práctica habitual el límite de detección es de alrededor de 1–2 µg/dl. [35]. Actualmente, la espectrometría de absorción atómica por horno de grafito es uno de los métodos más utilizados para determinar las concentraciones de metales pesados en alimentos. 2.1.1.3. Espectrometría de Absorción Atómica con Generación de Hidruros (HG- AAS)
  • 19. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 18 Es una Técnica monoelemental restrictiva a elementos refractarios, que presenta una alta sensibilidad, pero sujeta a interferencias químicas debidas a altas concentraciones de los metales de transición, aunque controlando la acidez del medio y la concentración del NaBH4, son dos factores que permiten reducir al mínimo dichas interferencias. [38] 2.1.1.4. Espectrometría de Absorción Atómica con Vapor Frío (CV- AAS) Al igual que en la Espectrometría Atómica por Generación de Hidruros, se utiliza un agente reductor (borhidruro sódico o el más sensible cloruro estannoso) que consigue reducir las especies de mercurio a su estado elemental, el cual es volátil y es arrastrado por argón hasta la celda de medida. [38] 2.1.2. Espectrometría de Emisión Atómica La espectrometría de emisión es una técnica espectroscópica que analiza las longitudes de onda de los fotones emitidos por los átomos o moléculas durante su transición desde un estado excitado a un estado de inferior energía. Cada elemento emite un conjunto característico de longitudes de onda discretas en función de su estructura electrónica. Mediante la observación de estas longitudes de onda puede determinarse la composición elemental de la muestra. Hay muchas maneras en que los átomos pueden ser llevados a un estado excitado. El método más simple es calentar la muestra a una temperatura alta, produciéndose las excitaciones debido a las colisiones entre átomos de la muestra. Este método se utiliza en la espectrometría de emisión de llama. A pesar de que las líneas de emisión están causadas por una transición entre estados energéticos cuantizados, y pueden ser muy agudas a primera vista, tienen una anchura finita; es decir, se componen de más de una longitud de onda de luz. Esta ampliación de la línea espectral tiene muchas causas diferentes. La espectrometría de emisión suele llamarse a menudo espectrometría de emisión óptica, debido a la naturaleza de la luz que se emite. [17] La espectrometría de emisión atómica mide la luz emitida por un átomo excitado al pasar al estado fundamental, tenemos: Emisión Atómica con Llama (F-AES), Espectrometría atómica de emisión con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP- AES). [28] 2.1.2.1. Espectrometría de Emisión Atómica con Llama (F-AES)
  • 20. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 19 Presenta la ventaja que la llama actúa como fuente, no necesitando como los métodos de absorción una lámpara diferente para cada elemento. La calidad del monocromador no tiene que ser tan alta para alcanzar el mismo grado de selectividad, pero también sufre interferencias químicas semejantes. Resumiendo para estas técnicas estudiadas de Absorción y Emisión Atómica las principales interferencias son las químicas o de matriz. [28] 2.1.2.2. Espectrometría Atómica de Emisión con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-AES) Técnica con gran aceptación hoy en día, que está justificada por las características analíticas de la misma: Un gran número de elementos determinables (> 70) Una reproducibilidad de hasta 0,3% en los mejores casos Buena exactitud Técnica multielemental Pocos efectos de matriz o químicos Una dinámica lineal de concentración cubriendo varios órdenes de magnitud. El ICP tiene una excelente reputación con respecto a los efectos de matriz, particularmente cuando se compara con métodos alternativos como la Espectroscopía de Absorción Atómica (AAS). Sin embargo, los efectos de matriz pueden ser observados en ICP-AES, aunque usualmente la magnitud del efecto es baja. En el caso de soluciones, el concepto de matriz incluye no solo el (los) elemento (s) mayoritario (s), sino los reactivos tales como solventes ácidos u orgánicos, debido a que su naturaleza y concentración pueden influir en la intensidad de la señal del analito. También hay que tener en cuenta que según el nebulizador utilizado los efectos matriz pueden ser muy importantes, por ejemplo si se utiliza el nebulizador ultrasónico (para intentar llegar a los límites exigidos en Pb, Cd, en algunos alimentos) es muy sensible a los efectos matriz, y por eso a veces sólo se recomienda sobre todo para matrices no muy ácidas y limpias tipo aguas, aunque es cierto que si se trabaja con el patrón interno adecuado estos efectos sí se verían reducidos incluso con antorcha en vista axial y nebulizador ultrasónico. La Espectrometría Atómica de Emisión con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-AES) presenta espectros de emisión complejos sujetos interferencias espectrales por lo que es importante tener equipos con una alta resolución. [28].
  • 21. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 20 2.2. ESPECTROMETRÍA DE MASAS CON PLASMA DE ACOPLAMIENTO INDUCTIVO (ICP-MS) La espectrometría de masas con plasma inductivamente acoplado (del inglés Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) es conocida como ICP-MS. Esta técnica de análisis elemental e isotópico se ha venido imponiendo para las más diversas aplicaciones en las últimas dos décadas. Esto se debe principalmente a su capacidad de discriminar isótopos y a sus bajos límites de detección, que pueden llegar a ser inferiores a los 10-6 mg L-1 . Dichos límites son mucho más bajos que los de otras técnicas analíticas más convencionales como fluorescencia de rayos x, espectrometría de emisión o absorción atómica, etc. Ver Fig. 03. [16] Fuente: CYTED. 2009 Fig. 03. Rangos aproximados de los límites de detección en µg L-1 El ICP-MS permite por medio de la atomización de las muestras en un plasma, la determinación de metales mediante emisión atómica. El ICP-MS es de gran importancia en química analítica, por su gran sensibilidad, su capacidad para distinguir un elemento de otro en muestras complejas y la posibilidad de realizar análisis multielemental simultáneo, determinado estos análisis de hasta un nivel de partes por trillón (pg/g). Algunas aplicaciones incluyen la determinación de multivitamínicos, determinación de trazas de metales, detección y cuantificación de elementos traza en plantas y alimentos, análisis de multielementos en combustibles y lubricantes, entre otros. Además, ICP-MS ofrece alta especificidad a través de la interpretación de espectros y la información isotópica. Sin embargo, las interferencias poliatómicos que resultan de la combinación de los iones de la matriz con argón pueden afectar a esta técnica. Algunas de las interferencias pueden ser controladas o eliminadas mediante el uso de diferentes
  • 22. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 21 técnicas de preparación de muestras, como la incineración o digestión de microondas antes de la determinación, mientras que otros tienen que ser controladas utilizando un enfoque matemático. [19] Con la Espectrometría de Masas medimos la relación masa/carga de los iones producidos en un Plasma Óptico de Acoplamiento Inductivo ICP-MS, tiene escasas interferencias de matriz, las cuales se pueden corregir con el uso de patrón interno. Además en este caso, la introducción de muestra suele ser menor que en los ICP-AES ya que habitualmente se trabaja con micronebulizadores, de forma que el efecto matriz es aún menor. Asimismo, los métodos de análisis que utilizan ICP-MS presentan también pocas interferencias espectrales por lo que es la técnica más libre de interferencias. [28] La ICP- MS ofrece una alta especificidad a través de la interpretación de espectros y la información isotópica. Según estudios donde participaron trece laboratorios, y probaron el método ICP-MS en siete productos alimenticios: puré de zanahoria, músculo de pescado, setas, harina de trigo, la dieta simulada, langostinos y polvo de mejillón. La concentración de cadmio elemental (materia seca) osciló entre 0,28 a 1,70 mg / kg. El estudio indicó que el método ICP-MS es satisfactoria para la determinación de cadmio en los alimentos. [19] El precio del dispositivo de espectrometría de masa con fuente de plasma de acoplamiento inductivo es elevado, pero su productividad es alta y, comparativamente, resulta económico cuando se necesita analizar numerosas muestras o elementos. [35]. 2.3. INTERFERENCIAS Los tipos de interferencias pueden ser: a) Interferencias físicas: Causadas por diferencias en las propiedades físicas de las soluciones como la viscosidad, tensión superficial o presión de vapor. b) Interferencias químicas: cualquier alteración en el número total de átomos libres formados por unidad de volumen debido a la formación de compuestos químicos termoestables. Las causas más comunes de éstas son: Disociación incompleta de la molécula formada o formación de una sal difícil de fundir y reacción espontánea de los átomos libres con otros átomos o radicales presentes en el medio ambiente. c) Interferencias ionización: Debido a una excesiva ionización de los átomos, disminuye la población de átomos neutros y disminuye la sensibilidad.
  • 23. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 22 d) Interferencias espectrales: Las interferencias espectrales de línea ocurren cuando hay superposición de dos líneas atómicas o cuando estas no son resueltas por el monocromador. Las interferencias espectrales de banda se producen debido a la absorción de la radiación por moléculas o radicales, y por dispersión de la radiación por sólidos. En conclusión, las técnicas de Absorción y Emisión Atómica están sujetas preferentemente a interferencias de matriz, la Emisión Atómica con Plasma de Acoplamiento Inductivo presenta preferentemente interferencias espectrales y la Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo es la técnica con menor número de interferencias. [28] 2.4. PREPARACION DE LAS MUESTRAS La preparación de la muestra para el análisis de cadmio depende del tipo de matriz de los alimentos, así como el método de cuantificación. Las dos técnicas más utilizadas son la digestión húmeda con ácidos y la técnica de calcinación seguida de lixiviación, la técnica de digestión húmeda utiliza una combinación de ácidos altamente puros (nítrico, clorhídrico, sulfúrico) junto con oxidantes tales como peróxido de hidrógeno, para ayudar a la digestión, esta técnica es comúnmente usada en la preparación de la muestra. La digestión acida asistida por microondas se utiliza ampliamente, esta técnica permite el uso de la muestra grandes (1-2 g) bajo condiciones de temperatura y presión controladas, permite reducir la contaminación y evitar las pérdidas del elemento durante la mineralización. La incineración en seco y la técnica de lixiviación se utilizan en una medida limitada, debido a que la calcinación a temperaturas por encima de 400°C puede inducir pérdidas de cadmio. Otra técnica, que se utiliza con menor frecuencia, es la técnica de muestreo suspensión. Esto tiene algunas ventajas sobre la técnica de digestión ácida asistida por microondas, tal como el menor tiempo de preparación de la muestra, la seguridad y el costo. Sin embargo, esta técnica requiere la optimización de tamaño de partícula, concentración de la suspensión y la homogeneidad, esta técnica se puede utilizar en combinación con ETAAS. [19] Existen varias opciones para la preparación de la muestra que en muchos casos depende de la matriz y la técnica de medición empleada. Sin embargo para análisis de metales en alimentos son comunes los procesos de digestión húmeda y seca, en algunos casos acelerados por radiación de microondas. [29]
  • 24. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 23 2.5. DESARROLLO DE LA TECNICA ANALITICA Durante el desarrollo de una técnica analítica es fundamental la determinación de las figuras de mérito relacionadas con la medición estos parámetros de confiabilidad describen los rangos y condiciones de trabajo de la técnica además de sus atributos y sus limitaciones. Por una parte los límites de detección y cuantificación están relacionados con la cantidad o concentración mínima de sustancia que puede ser detectada por el método, y con la concentración más baja que se puede determinar de otra forma reproducible, con criterios de exactitud y precisión establecidos. El límite de cuantificación se realiza mediante la preparación de un número estipulado de blancos a los cuales se realiza la cuantificación del analito de interés. La linealidad y la sensibilidad se establecen a partir de la curva de calibración y hacen referencia a la proporcionalidad que existe entre la concentración del analito y la señal del instrumento, y el factor de respuesta del instrumento como una función de la concentración, respectivamente. Normalmente, la sensibilidad se mide como la pendiente de la curva de calibración. [29]
  • 25. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 24 III. PROTOCOLO PARA LA DETERMINACION DE CADMIO EN GRANOS DE CACAO Y DERIVADOS 3.1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta guía establece el protocolo de análisis químico para la detección del nivel de cadmio en granos de cacao y derivados, mediante la técnica de Espectrometría de absorción atómica, de acuerdo a las normas y métodos oficiales de análisis de metales pesados en alimentos. 3.2. FUNDAMENTO El presente protocolo para análisis químico del grano de cacao y derivados, se fundamenta en las sugerencias de expertos en aditivos alimentarios y normas oficiales, para la determinación de metales pesados en alimentos. Tal como se menciona a continuación. En la Guia Metodológica del grupo de trabajo regional para el establecimiento de limites máximos de cadmio en la almendra del cacao y productos del cacao1 , sugieren como técnicas de elección para el análisis de Cadmio en Cacao y derivados: la espectrofotometría de absorción atómica electrotérmica (horno de grafito u horno Zeeman) - ETAAS y la espectrofotometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo ICP - MS. El INVIMA2 de la Republica de Colombia, considero como métodos de análisis la Espectrofotometría de Absorción Atómica con Horno de grafito, para la determinación de las concentraciones de cadmio en productos de cacao como Chocolate de mesa, chocolate de leche y licor de cacao, utilizando los Métodos oficiales de la AOAC Official Method 999.10, 999.11. 1 Comité Conjunto de Expertos FAO/OMS en Aditivos para los Alimentos (JECFA). Guía para la generación de datos requeridos para la realización de la “evaluación de la exposición al cadmio en el cacao y los productos del cacao” Ecuador-Colombia, Agosto 2013. 2 INVIMA. Instituto Nacional de Vigilancia de Alimentos y Medicamentos. Caracterización de las concentraciones de cadmio en derivados de cacao y otros alimentos y evaluación de la exposición dieta. Carrera 68 D N°17-11 Bogotá D.C. Colombia. www.invi ma.gov.co
  • 26. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 25 Así mismo según el Anexo 01. Tabla de Valoración de estudios sobre determinación de Cadmio en Cacao, encontramos que la mayoría de determinaciones de cadmio, fueron realizadas mediante la Técnica de Espectrometría de Absorción Atómica de llama, sin embargo cabe precisar que esta técnica posee límites de detección muy altos en comparación con la Espectrometría de Absorción Atómica con Horno de Grafito. Por lo tanto, para el presente protocolo de análisis se consideró la técnica analítica de Espectrofotometría de Absorción Atómica con Horno de grafito, así mismo se detallan las 3 formas más comunes de preparación de las muestras. 3.3. REFERENCIAS NORMATIVAS - Reglamento CE N°333/2007. Por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los niveles de plomo, cadmio, mercurio, estaño inorgánico, 3-MCPD y benzo(a)pireno en los productos alimenticios - NTP 208.030-2010. Productos de cacao. Determinación de plomo, cadmio, cobre, hierro y cinc. - CODEX STAN 228-2001. Métodos de Análisis Generales para los Contaminantes. - AOAC Official Method 999.10. Lead, Cadmium, Zinc, Copper and Iron in Foods. Atomic Absorption Spectrophotometry after Microwave digestion. - AOAC Official Method 999.11. Determination of Lead, Cadmium, Copper, Iron, and Zinc in Foods. Atomic Absorption Spectrophotometry after Dry Ashing. - Norma Oficial Mexicana NOM 117-SSA1-1994. Método de prueba para la determinación de Cadmio, Arsénico, Plomo, estaño, cobre, fierro, zinc y mercurio en alimentos, agua potable y agua purificada por espectrometría de absorción atómica. 3.4. DEFINICIONES Se aplicarán las siguientes definiciones en la toma de muestras de cacao y derivados:
  • 27. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 26 Lote: Cantidad identificable de alimento entregada de una sola vez y que presenta, a juicio del agente responsable, características comunes, (tales como el origen, la variedad, el tipo de envase, el envasador, el expedidor o el etiquetado). Sublote: Parte de un lote grande designada para aplicar en ella el método de muestreo; cada sublote deberá estar separado físicamente y ser identificable. Muestra elemental: Cantidad de material tomada en un único punto del lote o sublote. Muestra global: Agregación de todas las muestras elementales tomadas del lote o sublote, las muestras globales se considerarán representativas de los lotes o sublotes de los que se obtengan. Muestra de laboratorio: Muestra destinada al laboratorio. Muestreador: persona capacitada en materia de procedimientos de muestreo y autorizada para tomar muestras cuando sea necesario. Tamaño de la muestra: número de unidades, o cantidad de material, que constituye la muestra. Unidad: la parte discreta más pequeña de un lote que deberá extraerse para formar la totalidad o parte de una muestra primaria. Se aplicarán las siguientes definiciones en el tratamiento de las muestras y determinación de cadmio en cacao y derivados. Blanco de calibración del instrumento: es la solución del ácido usado como diluyente. Blanco de reactivos: es la solución que contiene todos los reactivos usados en los mismos volúmenes y concentraciones en el procesamiento de la muestra. Este blanco debe seguir los pasos de digestión y preparación de la muestra. Blanco de reactivos fortificado: es la solución que se prepara a partir de una alícuota del blanco de reactivos, añadiendo una alícuota de la solución estándar concentrada "solución madre", para dar una concentración final que produzca una absorbancia aceptable (aproximadamente 0,1) para el analito. El blanco de reactivos fortificado debe seguir el mismo esquema de digestión y preparación de la muestra. Espectrometría: es una rama de la espectroscopia relacionada con la medición de espectros.
  • 28. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 27 Espectrometría de absorción atómica: es una rama del análisis instrumental en el cual un elemento es atomizado en forma tal que permite la observación, selección y medida de su espectro de absorción. Espectrometría de absorción atómica por horno de grafito: es el método mediante el cual el elemento se determina por un espectrómetro de absorción atómica, usado en conjunto con un horno de grafito. El principio es esencialmente el mismo que en absorción atómica de aspiración directa en flama, excepto que se usa un horno en lugar de la flama para atomizar la muestra. Método de adiciones estándar: es el que implica la preparación de estándares en la matriz de la muestra, añadiendo cantidades conocidas de un estándar a una o más alícuotas de la muestra y que compensa los efectos de exaltación o depresión de la señal del analito, pero no corrige interferencias aditivas que causan una desviación de la línea de base y en la cual los resultados obtenidos son válidos si: - La curva analítica es lineal. - La forma química del analito es la misma que en la muestra. - El efecto de interferencia es constante en el intervalo de trabajo. - La señal se corrige por interferencia aditiva. Muestra de control de calidad: es una muestra externa al laboratorio, que contiene una alícuota de concentración conocida del analito, cuyos valores de absorbancia deben estar comprendidos en el rango lineal del método. Muestra fortificada: es la muestra a la cual se le adiciona una alícuota de concentración conocida del analito, diluida en el ácido apropiado de tal forma que la solución resultante tenga una absorbancia de 0,1 aproximadamente. Símbolos y Abreviaturas Cd Cadmio °C grados centígrados % Por ciento cm centimetro g gramo mg miligramo L Litro ml mililitro µg microgramo nm nanómetro N normal M molar v volumen
  • 29. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 28 LDI límite de detección del instrumento LDM límite de detección del método ohmio M megaohmio 3.5. MATERIALES, EQUIPO Y REACTIVOS 3.5.1. Equipos y materiales Para digestión por vía seca - Balanza Analítica - Pipetas y micropipetas - Espectrofotómetro de absorción atómica: Provisto con un horno grafito para determinaciones electrotérmicas, con apropiada corrección de fondo (no atómica). - Lámparas: Lámparas de descarga sin electrodo o con cátodo hueco para cadmio. - Horno: Programable u horno mufla con termostato que mantenga 450°C ± 25°C: Si se utiliza el horno de mufla, se r equiere un dispositivo de precalcinación. - Placa calentadora: Con control térmico, para calentar hasta alrededor de 300°C. - Lámpara: IR 250W, fijada a un soporte de manera que permite ajustar la distancia a la placa calentadora. - Placa cerámica: Por ejemplo, una placa desecadora sobre un soporte con un diámetro que se adecua a la placa calentadora. - Cubierta de vidrio: Cristalizador de 185 mm de diámetro y 100 mm de altura, para colocar en la placa cerámica o equivalente. - Botella de lavado: Depurador, conteniendo H2SO4 para la purificación de aire. - Crisoles de cuarzo o platino: 50 ml – 75 ml. - Botellas de poliestireno: Con cierres herméticos, 100 ml. Para digestión acida asistida con microondas - Balanza Analítica - Pipetas y micropipetas - Espectrofotómetro de absorción atómica: Provisto con un horno grafito para determinaciones electrotérmicas, con apropiada corrección de fondo (no atómica). - Lámparas: Lámparas de descarga sin electrodo o con cátodo hueco para cadmio.
  • 30. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 29 - Vasos de digestión con teflón: De 100 mL, capaz de resistir una presión de al menos 1,4 MPa. - horno de microondas. Diseñado para uso en laboratorio, por ejemplo, MDS-2000, CEM Corp., PO Box 200, Mattews, NC28106-2000, etc. - Matraces aforados: de 25 y 1000 ml. - Embudos: De vidrio o de plástico. - Botellas de plástico: botellas de poliestireno con tapas que cierren herméticamente, de 50-100 ml. - Horno de secado. O equipo de liofilización. Para digestión por vía húmeda - Balanza Analítica - Pipetas y micropipetas - Horno o Estufa de secado - Mortero cerámico - Placa de calentamiento - Balón: 50 ml - Fiola: 100 ml - Matraces aforados: de 25 y 1000 ml. - Embudos: De vidrio o de plástico. 3.5.2. Reactivos Todos los reactivos deben ser de al menos pureza analítica (p.a), preferiblemente ultrapura (Suprapuro) o equivalente. Para digestión por vía seca - Agua: Redestilada o desionizada, resistividad ≥ 18 M · cm - Ácido clorhídrico: 6 M. Diluir 500 ml de HCl al 37% (w/w) con agua hasta 1 L. - Ácido Nítrico: al 65 % (w/w) - Ácido Nítrico: 0.1 M. Diluir 7 ml de HNO3 al 65% con agua desionizada a 1 L. - Solución estándar de cadmio: 1 mg/ml. Disolver 1,000 mg de Cd en 14 ml de agua + 7 ml de HNO3, en una fiola de 1L. Diluir a volumen con agua. - Solución estándar de trabajo: Diluir la solución estándar de cadmio con HNO3 al 0.1 M, a un rango de estándares que cubran el rango lineal del elemento a determinar.
  • 31. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 30 Para digestión acida asistida con microondas - Agua: Redestilada o desionizada, resistividad ≥ 18 M · cm - Ácido Nítrico: al 65 % (w/w) - Ácido Nítrico: 0.1 M. Diluir 7 ml de HNO3 al 65% con agua desionizada a 1 L. - Ácido Nítrico: 3 M. Diluir 200 ml de HNO3 al 65% con agua desionizada a 1 L - Peróxido de hidrógeno: al 30% (w/w). - Solución estándar de cadmio: 1 mg/ml. Disolver 1,000 mg Cd en 14 ml de agua + 7 ml de HNO3 al 65%, en un matraz aforado de 1 L y diluir a volumen con agua. - Solución estándar de trabajo: Diluir la solución estándar de cadmio con HNO3 al 0.1 M, a un rango de estándares que cubran el rango lineal del elemento a determinar. Para digestión por vía húmeda - Agua: Redestilada o desionizada, resistividad ≥ 18 M · cm - Ácido Nítrico: al 65 % (w/w) - Acido Perclórico: HClO4 concentrado. - Solución estándar de cadmio: 1 mg/ml. Disolver 1,000 mg de Cd en 14 ml de agua + 7 ml de HNO3 al 65%, en un matraz aforado de 1 L y diluir a volumen con agua. - Solución estándar de trabajo: Diluir la solución estándar de cadmio con HNO3 al 0.1 M, a un rango de estándares que cubran el rango lineal del elemento a determinar. 3.5.3. Procedimiento de lavado de materiales de vidrio y plástico - Preparar una solución de ácido con 500 ml de HNO3 concentrado + 450 ml de agua desionizada. - Primero lavar todos los materiales de vidrio y plástico con agua y detergente, enjuagar con agua potable, seguido de un enjuague con agua desionizada, luego enjuagar con la solución de ácido diluido. Finalmente enjuagar 4 – 5 veces con agua desionizada. - Remojar los crisoles los crisoles de cuarzo en HNO3 al 20% y enjuagar con agua desionizada antes de usar. Cuando sea necesario, se deben llevar los crisoles a ebullición con HNO3 al 20% antes de usar. Calentar los crisoles de platino hasta que estén al rojo vivo y llevar a ebullición con HCl al 50 % (v/v) antes de usar.
  • 32. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 31 - Llevar todos los materiales de vidrio y plástico a un área de secado, los materiales se deben escurrir y el secado debe ser por goteo, para ello los balones se deben almacenar boca abajo, pipetas y buretas en forma vertical. - Guardar en cuanto este seco para evitar contaminación por partículas en el aire. 3.6. PROTOCOLO DE MUESTREO DE GRANOS DE CACAO Y DERIVADOS Un correcto muestreo es una operación difícil que exige gran cuidado, es así que es necesario insistir en la necesidad de obtener una muestra representativa, un muestreo inexacto y sin cuidado puede conducir a errores en los resultados finales, es así que hemos usado como referencia el Reglamento CE N°333/2007 3 DE LA COMISIÓN, para confeccionar este protocolo de muestreo. 3.6.1. Procedimiento para la obtención de muestras de granos de cacao y derivados Teniendo en cuenta el plan de muestreo del Reglamento CE N°333/2007, para la obtención de las muestras de granos de cacao de los centros de acopio y los derivados de cacao de los almacenes de los centros de transformación agroindustrial, los lotes de gran tamaño se dividirán en sublotes, a condición de que estos puedan separarse físicamente. En el caso de productos que se comercialicen a granel como los granos de cacao, será de aplicación el Cuadro 1, del punto B.2. del Reglamento CE N°333/2007. La muestra global será de al menos 1 kg o 1 L, salvo cuando no sea posible, como ocurre, por ejemplo, cuando la muestra se compone de un envase o una unidad. El número mínimo de muestras elementales que deberán tomarse del lote o sublote será el indicado en el cuadro 3, del punto B.2. del Reglamento CE N°333/2007 . Las muestras elementales tendrán un peso análogo. El peso de una muestra elemental deberá ser de 100 g o 100 ml como mínimo, lo que dará como resultado una muestra global de al menos 1 kg o 1 L aproximadamente. En el caso de lotes o sublotes que estén conformados por envases individuales o unidades como en el caso de Pasta o Licor de cacao, Polvo de cacao y Chocolates, en el Cuadro 4, del punto B.2. del Reglamento CE N°333/2007, se 3 DO L 88/29 de 28.03.2007. Reglamento (CE) N° 333/20 07 de la Comisión, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los niveles de plomo, cadmio, mercurio, estaño inorgánico, 3-MCPD y benzo(a)pireno en los productos alimenticios.
  • 33. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 32 indica el número de envases o unidades que deberán tomarse para formar la muestra global. El requisito básico es obtener una muestra de laboratorio representativa y homogénea sin que se produzca una contaminación secundaria. El material de muestra recibido por el laboratorio deberá usarse en su totalidad para preparar la muestra de laboratorio. Toda muestra deberá colocarse en un recipiente limpio e inerte que ofrezca una protección adecuada contra la contaminación, contra la pérdida de analitos por adsorción en su pared interna y contra daños durante el transporte. Se tomarán todas las precauciones necesarias para evitar que se modifique la composición de la muestra durante el transporte o el almacenamiento. El analista velará por que las muestras no se contaminen al prepararlas. Siempre que sea posible, el instrumental y el equipo que entren en contacto con la muestra no deberán contener los metales objeto de la determinación y deberán estar hechos de materiales inertes, por ejemplo plásticos como el polipropileno, el politetrafluoroetileno (PTFE), etc. Además, deberán limpiarse con ácido para minimizar el riesgo de contaminación. Podrá utilizarse acero inoxidable de alta calidad para los instrumentos cortantes. 3.7. PROTOCOLO DE TRATAMIENTO DE LAS MUESTRAS PARA LA DETERMINACIÓN DE CADMIO EN CACAO Y DERIVADOS La muestra global (granos de cacao seco y fermentado, pasta o licor de cacao, polvo de cacao y chocolates), deberá triturarse finamente (cuando proceda) y mezclarse bien siguiendo un proceso con el que esté demostrado que se obtiene una completa homogeneización. Previamente los granos de cacao deben estar libres de la cascarilla, debiendo retirar las cascarillas con ayuda de un instrumento de acero inoxidable previamente tratado con ácido para evitar contaminación con metales. En el presente protocolo se está considerando 3 tipos de tratamientos que han sido utilizadas en algunas investigaciones y están recomendadas por la AOAC. 3.7.1. Método de digestión húmeda de la muestra Tomado de [33]4 . 4 Mite, F. 2010. Avances del monitoreo de presencia de cadmio en almendras de cacao, suelos y aguas en Ecuador. INIAP (Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias) Estación Experimental Tropical Pichilingue.
  • 34. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 33 - Triturar las muestras con la ayuda de un mortero cerámico para evitar contaminación con metales. - Pesar 0.5 g de muestra en un Becker de 100 ml, en seguida agregar una mezcla de HNO3 (8 ml) + HCLO4 (2 ml), tapar con una luna de reloj y someterla a mineralización nítrico-perclórica por una hora. - Colocar la mezcla en una placa calentadora a 180°C por 90 min hasta la digestión total. La digestión estará completa cuando aparezca el humo blanco y la formación de un líquido incoloro. - Filtrar el extracto en un balón de 50 ml y llevarlo a volumen con agua desionizada. - Realizar las lecturas respectivas en el espectrofotómetro de absorción atómica con horno de grafito. 3.7.2. Digestión acida con microondas (Según AOAC 999.10) Para productos con bajo contenido de grasa (≤40 %) - Pesar 0,2 - 0,5 g de muestra seca en el envase de digestión, si se utilizan productos que contienen agua, el peso máximo se limita a 2 g, pero el contenido de materia seca no debe superar los 0,5 g. Por ejemplo, si el producto tiene un contenido de agua de 50%, tomar un máximo de 1 g (= 0,5 g materia seca). Si un producto tiene un contenido de agua de 95 %, tomar 2 g (< 0,5 g de materia seca). - Añadir 5 ml de HNO3 concentrado al 65%, y 2 ml de H2O2 al 30 %, cerrar los vasos herméticamente y someter a digestión en microondas, el perfil de la temperatura permitirá llegar a 180°C± 5 º C en men os de 5.5 min, y permanecerá a 180 ± 5 º C durante 9,5 minutos para la finalización de las reacciones específicas. - Dejar enfriar completamente los vasos de digestión antes de abrirlos, después el contenido del recipiente se puede filtrar, centrifugar, o se les permite que se asiente y luego se procede a decantar. - Transferir a un matraz aforado de 25 ml y enrasar con agua desionizada, luego transferir esta solución en un envase de polipropileno de 50 ml. Tratar los blancos de la misma forma.
  • 35. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 34 - Si la solución requiere dilución por la alta concentración de metal, se diluirá con HNO3 3M, con el fin de mantener la concentración de ácido antes de la determinación de metales. 3.7.3. Digestión por vía seca (Según NTP 208.030 y AOAC 999.11) Llevar a ceniza los productos con un alto contenido de grasa (≥40 %), y hacerlo con mucho cuidado para evitar auto-ignición. - E n un crisol, pesar 10 g – 20 g de la porción de ensayo, con una aproximación de 0.01 g. - Secar en un horno de secado, sobre un baño de agua, o sobre una placa de calentamiento a 100°C, si existe el riesgo de un ex ceso de ebullición en la calcinación. Proceder de acuerdo con el tipo de horno. - Calcinación en un horno programable: Colocar la capsula en un horno programable a la temperatura inicial no mayor a 100°C. Aumentar la temperatura hasta 450 °C a una velocidad máxima de 50°C/h. Dejar reposar la capsula durante por lo menos 8 horas o durante toda la noche. - Calcinación en un horno de mufla con termostato: Luego del secado y pre- calcinación (aparato de pre-calcinación de muestras), colocar el crisol con la porción de ensayo cubierto con tapa de vidrio sobre el producto. Previamente llevar a ceniza el producto incrementando la temperatura lentamente con lámpara infrarrojo (IR) por incremento gradual de temperatura sobre la placa cerámica hasta llegar al máximo. La temperatura final sobre la placa cerámica debe ser de 300 °C aproximadamente. El tiempo reque rido para pre- calcinación varia con el producto. Poner el crisol en el horno de mufla a 200°C – 250°C e incrementar lentamente la temperatura has ta 450°C a una velocidad no mayor de 50°C/h. Dejar reposar durante 8 horas o toda la noche. Sacar el crisol del horno y dejar enfriar. - Solución: Humedecer la ceniza con 1 ml – 3 ml de agua y evaporar en baño de agua o placa de calentamiento. Poner nuevamente el crisol en el horno a 200°C como máximo y levantar la temperatura (50°C/h – 100 °C/h) hasta 450°C. Proceder llevando a ceniza a 450°C por 1 hor a – 2 horas o más. Repetir el procedimiento hasta que el producto este completamente calcinado, la ceniza debe ser blanca/gris o ligeramente coloreada. El número de repeticiones necesarias varía dependiendo del tipo de producto.
  • 36. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 35 - Adicionar 5 ml de HCl 6 M, al crisol asegurando que toda la ceniza entre en contacto con el ácido. Evaporar el ácido en un baño de agua o placa de calentamiento. - Disolver el residuo en 10 ml – 30 ml al 0.1 ml más cercano de HNO3 0.1 M. Agitar el crisol con cuidado para que toda la ceniza entre en contacto con el ácido. Tapar con una luna de reloj y dejar reposar por 1 -2 horas. - Agitar bien la solución del crisol con una varilla de agitación y filtrar en un balón aforado de 100 ml, aforar a ese volumen con solución de ácido nítrico 1% y trasvasar el contenido en botellas de plásticas. [29] - Incluir 2 blancos por cada lote analítico y leer en el equipo de espectrometría. 3.8. CALIBRACION DEL EQUIPO DE ESPECTROMETRIA DE ABSORCION ATOMICA POR HORNO DE GRAFITO 3.8.1. Calibración Es necesario comprobar que se tiene una calibración inicial y periódica aceptable. Se inicia la configuración operacional del instrumento y en el sistema de adquisición de datos. Permitir un periodo no menor a 30 minutos para el calentamiento de las lámparas de descarga sin electrodos. Se debe verificar la estabilidad del instrumento mediante el análisis de una solución estándar 20 veces más concentrada que el límite de detección del instrumento (LDI) para el analito, leída un mínimo de cinco veces y calculando la desviación estándar resultante, la cual debe ser menor al 5%. El instrumento debe calibrarse para el analito a determinar usando el blanco de calibración y los estándares de calibración preparados a 3 o 4 niveles de concentración dentro del intervalo dinámico de concentración del analito. Ajustar el instrumento a 0 con el blanco de calibración. Introducir los estándares de calibración del analito de menor a mayor concentración y registrar al menos tres réplicas de la absorbancia de cada uno. Elaborar una curva de calibración graficando área de pico o altura máxima contra concentración del analito. La calibración mediante el uso de una computadora o una calculadora basada en el ajuste sobre los datos de concentración respuesta es aceptada.
  • 37. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 36 Lo anterior puede llevarse a cabo en equipos que se programan directamente, en los cuales sólo es necesario introducir los estándares y marcar su concentración teórica. [34]. 3.8.2. Operación del Instrumento Después de que se ha realizado la calibración, se debe verificar que el instrumento trabaje adecuadamente para el analito. Para ello se analiza una muestra de control de calidad. Si las mediciones varían en ± 10% o más, al valor establecido para la MCC, el análisis debe interrumpirse y buscar la posible causa de error, el instrumento se debe recalibrar y verificar la nueva calibración. Para verificar que el instrumento no presenta deriva, por cada 10 análisis se debe analizar el blanco de calibración. Si el valor verdadero del analito difiere ± 10% o más, el instrumento debe recalibrarse. Si el error persiste debe identificarse el problema y corregirse. Si la matriz de la muestra es responsable de la deriva o afecta la respuesta del analito puede ser necesario trabajar por adiciones estándar. La demostración de la operatividad inicial del instrumento se hace estableciendo los límites de detección del método (LDM) para el analito y el intervalo de calibración lineal. Para determinar el LDM se usa un blanco de reactivos fortificado con una concentración del analito equivalente de 2 a 5 veces el límite de detección estimado. Se hacen al menos 4 réplicas de lectura de absorbancia del blanco de reactivos fortificado procesado a través de todo el método analítico. Los LDM se calculan de acuerdo a: LDM= t x s t= valor de la "T" de Student a un intervalo de confianza de 99% y una desviación estándar estimada para n-1 grados de libertad. t = 3,14 para 7 réplicas. s= desviación estándar de las réplicas del análisis. El intervalo lineal de calibración se establece a partir de por lo menos 4 estándares de diferente concentración, uno de los cuales debe estar próximo al límite superior del intervalo lineal. [34]. Para la determinación de cadmio en el equipo, ajustar el instrumento de absorción atómica en las condiciones adecuadas para la determinación del analito, de acuerdo a las recomendaciones del manual del instrumento. El programa de temperaturas para el horno de grafito puede variar dependiendo de la matriz de la muestra. En el caso de existir interferencias no específicas (absorción molecular o dispersión de la luz), se recomienda consultar la
  • 38. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 37 bibliografía existente en cuanto a los métodos disponibles para eliminarlas, así como en el caso de interferencias de matriz. [34]. 3.9. DETERMINACIÓN DE CADMIO POR ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA CON HORNO DE GRAFITO Para la determinación de cadmio, las muestras se depositan en un tubo de grafito pequeña, que puede ser calentado para vaporizar y atomizar el analito. La mayoría de GFAAS disponibles en la actualidad están totalmente controlados desde un equipo personal que tiene un software compatible con Windows. Las muestras acuosas deben ser acidificadas (normalmente con ácido nítrico, HNO3 a un pH de 2.0 o menos. La decoloración en una muestra puede indicar que los metales están presentes en la muestra, por ejemplo, un color verdoso puede indicar un alto contenido de níquel, o un color azulado puede indicar un alto contenido de cobre. Una buena regla a seguir es analizar clara (relativamente diluida) las primeras muestras, a continuación, analizar de color (relativamente concentrada) muestras. En el Cuadro 03, se encuentran los parámetros instrumentales para espectrofotometría de absorción atómica con horno de grafito para un equipo Perkin Elmer HGA-500. Para otros instrumentos es muy probable que se tengan que cambiar los parámetros de acuerdo al manual proporcionado con el instrumento. Cuadro 03. Ejemplo de parámetros instrumentales para la espectrometría de absorción atómica con horno de grafito. Programa de temperaturas Metal Longitud de Onda, nm Paso 1 Paso 2 Paso 3 Paso 4 Volumen de solución de prueba, µl Tubo de grafito Cd 228.8 30 s, T°= 130°C 350 5 10 1200 0 2 2500 2 2 10 Sin recubrimiento Fuente: NTP 208.030-2010 La absorbancia de las muestras se lee directamente a una longitud de onda de 228.8 nm. A partir del patrón certificado de 1000mg/L de Cadmio. Realizar las curvas de calibración de 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.8, 1.0, 1.3, 1.5, 1.8 mg/L. de acuerdo al requerimiento del analista.
  • 39. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 38 3.9.1. Desarrollo de la Técnica Analítica En este punto se detalla el procedimiento usado para el cálculo de las principales figuras de mérito a utilizarse como criterio de confianza en la implementación de las metodologías de medición. Con la técnica de horno de grafito, debe usarse siempre el método de adición. Cuando se utiliza el método de adición, las mediciones se deben hacer dentro del rango lineal. Las mediciones se realizan de preferencia con el área de pico más que con la altura de pico. 3.9.2. Curvas de calibración para Cadmio Tomar 5 ml de un patrón de cadmio 1000 mg/L, colocar en un balón aforado de 500 ml, y aforar con HNO3 al 1%. Esta solución de 10 mg/L de cadmio será rotulado como “solución madre”. De la solución madre se tomaran alícuotas de 1, 2, 3, 5, 7, 10, 13 y 15 ml que serán aforados a 100 ml con agua destilada en HNO3 al 1% para preparar patrones de 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 1.3, y 1.5 mg/L de cadmio, respectivamente. Preparar un blanco que contenga agua destilada en HNO3 al 1%. La curva de calibración será leída cada vez que se analicen las muestras y patrones. [29]. 3.9.3. Cálculos y evaluación de los resultados Límite de detección: Calcular el límite de detección, LD para cadmio como sigue a continuación. LD = 3 x desviación estándar del promedio de las determinaciones del blanco (n ≥ 20). Calcular la concentración C, del metal en la muestra de ensayo de acuerdo con la siguiente formula: C = (a-b) x V m
  • 40. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 39 Donde: C= Concentración de la muestra de ensayo (mg/Kg) a= Concentración en las soluciones de ensayo (mg/L) b= Concentración promedio en las soluciones del blanco (mg/L) V= Volumen de la solución de ensayo (ml) m= Peso de la porción de ensayo (g) Si (a – b) es menor que el LD, entonces se sustituye (a – b) por el LD para calcular el límite de detección en la porción de ensayo. Si la porción de prueba se ha diluido, entonces se tiene que tomar en cuenta el factor de la dilución. Cuando se corren los duplicados, el promedio de los resultados se debe dar con 2 cifras significativas. [25] 3.9.4. Informe de ensayo: Los resultados se informaran en mg/kg o µg/kg de Cadmio. [25]
  • 41. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 40 IV. SUGERENCIAS Realizar pruebas de laboratorio, aplicando los distintos tratamientos a las muestras de cacao y derivados, con el fin de conocer cuál de ellas tiene menos interferencias y no tenga pérdidas de analitos durante el tratamiento. Para la validación de un método analítico de determinación de Cadmio en cacao, se debe realizar ensayos en laboratorios certificados utilizando las diferentes técnicas analíticas y evaluar las ventajas y desventajas de cada una de ellas, así como el costo de los análisis. Ampliar la presente guía, con la formulación de protocolos para la determinación de cadmio en insumos agrícolas, suelos, agua y tejidos de la planta del cacao. Realizar estudios minuciosos sobre la presencia de cadmio en cacao en las diferentes zonas productoras de cacao, con el fin de contrarrestar y evitar la contaminación del producto final.
  • 42. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 41 V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición. (AESAN). 2013. Cadmio. Consultado 05 nov. 2013 (en línea). Disponible en Página Web: http://www.aesan.msc.es/AESAN/web/cadena_alimentaria/subdetalle/qui_metales pesados.shtml 2. Agrodataperu. 2013. Exportaciones de cacao en grano 2012. Consultado 05 nov. 2013. Disponible en Página Web: http://www.agrodataperu.com/category/cacao-grano-exportacion 3. Alimentación sana. 2013. Metales Pesados en Alimentos. Consultado 27 oct. 2013 (En línea). Disponible en página Web: http://www.alimentacionsana.org/PortalNuevo/actualizaciones/metalesalimentos.ht m 4. Alonzo, D.2011.Metales pesados. Revisión Septiembre 2011. Secretaria de Estado de Turismo y Comercio. CATICE de Gandía. 5. Association of Official Analytical Chemists. (AOAC INTERNATIONAL). 2002. Method 999.10. Lead, Cadmium, Zinc, Copper and Iron in Foods. Atomic Absorption Spectrophotometry after Microwave digestion. 6. Association of Official Analytical Chemists. (AOAC INTERNATIONAL). 2002. Method 999.11. Determination of Lead, Cadmium, Copper, Iron, and Zinc in Foods. Atomic Absorption Spectrophotometry after Dry Ashing. 7. Adams, M. y Carrasquero, A. (2012). Determinación de los procesos asociados a la contaminacion con cadmio en cacao en Ocumare de la Costa, Estado de Aragua. Postgrado en ciencias del suelo. Fac. de Agronomia – UCV. Apartado 1017. Las acacias, Maracay, Venezuela. 8. Centro de Innovación Tecnológica del Cacao. (CITE CACAO - USAID PDA). 2011. Estudio “Contenido de Cadmio y Plomo en la Producción de Cacao en San Martín”. Consultores: Huamani, H y Huauya, M. Tarapoto, San Martin, Perú. 9. Codex Stan 228-2001. 2001. Métodos de Análisis Generales para los contaminantes. 10. Comisión Europea. 2007. Reglamento CE N°333/200 7. Por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los niveles de plomo, cadmio, mercurio, estaño inorgánico, 3-MCPD y benzo(a)pireno en los productos alimenticios. Fecha pub. 29.3.2007. Diario Oficial de la Unión Europea L 88. P. 29- 38.
  • 43. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 42 11. Comisión Europea. 2006. Reglamento CE N°1881/20 06, Por el que se fija el contenido máximo de determinados contaminantes en los productos alimenticios. Fecha pub. 20.12.2006. Diario Oficial de la Unión Europea L 364. P. 5. 12. Comisión Europea. (2013). Amending Regulation (EC) N° 1881/2006 as regards maximum levels of cadmium in foodstuffs. SANCO/10617/2009.rev.09.Brussels 13. Cooperativa Agraria Cafetalera la Divisoria. 2010. Resultados de análisis de cadmio en suelos y tejidos de cacao de la Divisoria. Laboratorio de suelos de la Universidad Nacional Agraria la Selva UNAS-Tingo María, Huánuco, Perú. 14. Cooperativa Agraria Industrial Naranjillo. (COOPAIN LTDA). 2011. Informe de evaluación preliminar de cadmio en suelos tropicales y almendras de cacao en la influencia de la COOPAIN. Tingo María, Huánuco, Perú. 15. Crozier, J. 2012. Heavy Metals in Cocoa. International workshop on possible EU regulations on cadmium in cocoa and chocolate products. Nature and Food Quality Quality in the Netherlands (LNV), the European Cocoa Association (ECA) & CAOBISCO. E-mail: j.crozier@cabi.org, Página Web: www.cabi.org. 16. Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, (CYTED). 2009. Metodologías analíticas para la determinación y especiación de Arsénico en aguas y suelo. Argentina 17. Espectrometria.com. 2013. Espectrometría, consultado 11 de Nov. 2013 (en línea), Disponible en Pagina web: http://www.espectrometria.com/espectrometra_de_absorcin_atmica 18. FAO/OMS Comité Conjunto de Expertos en aditivos para los alimentos (JECFA). 2013. Guía para la generación de datos requeridos para la realización de la “evaluación de la exposición al cadmio en el cacao y los productos del cacao”. Quito, Ecuador, 12-15 de agosto de 2013. 19. FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, (JECFA). 2011. Safety evaluation of certain food additives and contaminants. Who Food Additives Series: 64. 20. Fundación Hondureña de Investigación Agrícola, FHIA. 2011. Cacao y Agroforestería Informe Técnico 2011. Honduras. 21. Gieco, L. y Maté, C. 2003. “Cadmio un toxico encubierto”. Licenciatura en Gestión Ambiental, materia Toxicología Ambiental, U. CAECE. 22. Huamani, H. et all. 2012. Presencia de Metales Pesados en el Cultivo de Cacao Orgánico. Universidad Nacional Agraria de la Selva, UNAS, Tingo María, Huánuco, Perú. 23. Instituto de Cultivos Tropicales & Programa de Desarrollo Rural Sostenible. (ICT/GTZ). 2008. Monitoreo de la presencia de cadmio en almendras de cacao, suelos y aguas en San Martin y Amazonas. Tarapoto, San Martin, Perú. 24. Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA). 2013. Evolución del tema de cadmio en cacao en la OMC y el CODEX. Bolaños Ledezma, Erick. Programa SAIA-IICA-Sede Central. 25. INDECOPI. (2010) NTP. 208.030.2010. Productos de Cacao. Determinación de plomo, cadmio, cobre, hierro y cinc. 2a Edicion. Lima Perú. 26. Instituto Nacional para la Vigilancia de Alimentos y Medicamentos (INVIMA). 2013. Caracterización de las concentraciones de cadmio en derivados de cacao y otros alimentos y evaluación de la exposición dieta. Colombia.
  • 44. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 43 27. La Republica. 2013. Economía, F. pub. 06 jul. 2013, Consultado 11 nov. 2013. (en línea), Disponible en Pagina Web: http://www.larepublica.pe/06-07-2013/los- envios-de-cacao-peruano-al-exterior-crecerian-hasta-20-durante-este-ano 28. Laboratorio Nacional de Referencia para la Determinación de Residuos Químicos. 2012. Análisis de Elementos para categorías de ensayo NT-18. Mediante técnicas de espectrometría atómica o espectrometría de masas. España. 29. Martínez, G., & Palacio, C. 2010. Tesis: Determinación de metales pesados cadmio y plomo en suelos y granos de cacao frescos y fermentados mediante espectroscopia de absorción atómica de llama. Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia. 30. Ministerio de Agricultura - Dirección General de Competitividad Agraria. 2012. Cacao Perú. Lima, Perú. 31. Ministerio de Comercio Exterior de Ecuador. 2013. F. Pub. 25 set. 2013. Consultado 12 Nov. 2013, (en línea). Disponible en página web: http://comercioexterior.gob.ec/la-union-europea-aprueba-niveles-maximosderesi duos-nm-para-el-cadmio-en-productos-elaborados-con-cacao/ 32. Ministerio de Comercio Exterior y Turismo. 2007. “Diagnóstico y propuesta de parámetros para la estandarización y homogenización del tratamiento pos cosecha de cacao” (Vol. 3). Perú. 33. Mite, F., Carrillo, M., & Durango, W. 2010. Avances del monitoreo de presencia de cadmio en las almendras de cacao, suelos y aguas en Ecuador. Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP). Estación Tropical Pichilingue. Departamento Nacional de Manejo de Suelos y Aguas. E-mail: fmitev@gye.satnet.net, Ecuador. 34. Norma Oficial Mexicana NOM 117-SSA 1-1994. 1994. Método de Prueba para la determinación de cadmio, arsénico, plomo, estaño, etc. en alimentos, agua potable y agua purificada por espectrometría de absorción atómica. México. 35. Organización Mundial de la Salud. (OMS). 2013. Guía breve de métodos analíticos para determinar las concentraciones de plomo en la sangre. Ginebra 27, Suiza. 36. Sifuentes, Cesar. 2013. Comida Peruana, el cacao peruano, Consultado 27 oct. 2013 (en línea), Disponible en Pagina Web: http://comidaperuana.about.com/od/Ingredientes/a/El-Cacao-Peruano.htm 37. Takrama, J., & Ofori, K. 2012. Cadmium in Ghana Soils, Cocoa and Cocoa Products. Ghana. 38. UMA, Servicio de Espectrometría Atómica. 2013. Espectrometría de Absorción Atómica. Consultado 30 nov. 2013 (en línea), Disponible en Pagina Web: http://www.uma.es/investigadores/servinv/labea/tec_analiticas/tec_analiticas.html
  • 45. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 44 VI. ANEXOS ANEXO 1. Tabla de Valoración de Estudios sobre Cadmio en Cacao ANEXO 2. Requisitos de acceso para cacao orgánico al mercado de Holanda ANEXO 3. Reglamento CE N°1881/2006 ANEXO 4. Enmienda al Reglamento CE N°1881/2006 ANEXO 5. Reglamento CE N°333/2007 ANEXO 6. AOAC 999.10 Official Method. ANEXO 7. AOAC 999.11Official Method. ANEXO 8. NTP 208.030-2010. ANEXO 9. CODEX STAN 228-2001. ANEXO 10. Norma Oficial Mexicana NOM 117-SSA1-1994. ANEXO 11. Cotización de análisis de metales pesados en cacao por ICP MS. Lab. ANDES CONTROL OTROS ANEXOS.
  • 46. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 45 ANEXO 1. Tabla de Valoración sobre estudios de cadmio en cacao FECHA NOMBRE DE ESTUDIO AUTOR LUGAR/AMBITO OBJETIVO TIPO DE MUESTRAS RESULTADOS TECNICA Y/O METODO DE ANALISIS LABORATORIO 2007 Diagnostico y propuesta de parametros para la estandarizacion y homogenizacion del tratamiento poscosecha de cacao Ministerio de Comercio Exterior y Turismo (MINCETUR) 1. Ayacucho-San Fco VRAE 2.Cuzco-Quillabamba 3. Junin-Satipo 4. Huanuco-Tingo 5. Tumbes-Zarumilla 6. Piura-San Juan de Bigote 7. Amazonas-Bagua Chica-La Peca 8. San Martin-Tarapoto- Juanjui • Elaborar un diagnostico respecto a los tratamientos poscosecha de cacao. • Determinacion de cadmio en almendras de cacao en el laboratorio SGS FRESENIUS GMBH en Alemania 3. Granos fermentados y secos de acopio Contenido de cadmio en mg/Kg en almendras de cacao 1. 0.64 2. 0.085 3. 0.37 4. 1.2 5. 0.75 6. 1.2 7. 0.24 8. 0.32 Promedio Total 0.60 mg/Kg 3 (Laboratorio SGS FRESENIUS GMBH en Alemania) 2008 Monitoreo de la Presencia de Cadmio en Alamendras de Cacao, Suelos y Aguas en San Martin y Amazonas INSTITUTO DE CULTIVOS TROPICALES / ICT & PROGRAMA DESARROLLO RURAL SOSTENIBLE /GTZ San Martin-Bagua-La Peca y Copallin en la Region Amazonas 1. Determinar las áreas con presencia de cadmio en los sistemas de cultivo de cacao en estas regiones. 2. Determinar las concentraciones de Cadmio en cacao comercial en las principales zonas cacaoteras de ambas regiones. 1. Suelo 2.Granos frescos de cacao 3. Granos fermentados y secos de acopio 8. Agua Cadmio en suelo; tenores de 0.02 a 0.46 ppm. Cadmio en Grano Fresco; Rango de 0.10-2.97 ppm. Cadmio en Grano de Acopio; de 0.10-2.29 ppm. 2 (Laboratorio del ICT- Tarapoto) 2010 Resultados de Analisis de suelos realizado en la Universidad Nacional Agraria La Selva UNAS- Tingo Maria COOPERATIVA AGRARIA CAFETALERA LA DIVISORIA LTDA. Huanuco-Leoncio Prado-La Divisoria Determinacion del contenido de Cd. En los suelos y tejidos de cacao en la Divisoria. 1. Suelo 4. Tejidos de la planta de cacao Cadmio en suelos: de 0.37 ppm - 1.52 ppm Cadmio en Hojas y tallos: de 0.17 - 0.33 ppm 1 (Laboratorio de suelos UNAS) 2011 Informe de Evaluacion Preliminar de Cadmio en suelos tropicales y almendras de cacao en la influencia de la COOPAIN COOPERATIVA AGRARIA INDUSTRIAL NARANJILLO LTDA. Distritos de las regiones de Huanuco y San Martin Determinar la Concentración de cadmio en almendras de Cacao, suelos y roca fosforica 3. Granos fermentados y secos de acopio Almendra de cacao: de 0.04 - 4.11 mg/Kg Cd. Suelo: de 0.089 -3.028 mg/Kg Cd. Roca Fosforica: 12.782 ppm Almendra de cacao: 1 En suelo y Roca Fosforica: 5 (Laboratorio CERPER) 2011 Contenido de Cadmio y Plomo en la Producción de Cacao en San Martín CITE CACAO-USAID PDA/TECHNOSERVE San Martin (Provincias) Determinar la correlación entre el contenido de cadmio y plomo extraíble del suelo con el contenido de cadmio y plomo total en las almendras del cacao. 1. Suelo 3. Granos frescos de cacao Cadmio en Almendras frescas de cacao: 1.33 ppm Cadmio en Suelo: 0.110 ppm 2 2011 Tesis: Presencia de metales pesados en el cultivo de cacao organico Huamani Yupanqui, Hugo Alfredo Ucayali y Huanuco Evaluacion de los contenidos de cadmio y plomo en suelos y hojas de cacao 1. Suelo 4. Tejidos de la planta de cacao Cd suelo: 0.53 ppm Cd Hojas Cacao: 0.21 ppm 1
  • 47. Guía de Métodos de Detección y Análisis de Cadmio en Cacao 46 2010 Tesis: Determinacion de metales pesados cadmio y plomo en suelos y granos de cacao frescos y fermentados, mediante espectroscopia de absorcion atomica de llama Martinez, Genny Colombia-Santander- San Vicente de Cuchuri Determinar el contenido de cadmio en muestras de cacao y suelos 1. Suelo 3.Granos frescos de cacao Cd suelo: 0.33 - 6.0 mg/Kg Cd Almendra: 4.0 - 7.0 mg/Kg 2 (Laboratorio de la Universidad Industrial de Santander) 2010 Avances del monitoreo de presencia de cadmio en almendras, suelos y aguas en el Ecuador Mite, Francisco Ecuador Identificar las áreas y los niveles de contaminación por cadmio en los diferentes sistemas de cultivo de cacao en el Ecuador. 1. Suelo 2. Grano fresco de cacao 4. Tejidos de la planta de cacao 5. Cascara 6. Testa o cascarilla 8. Agua Cd en Cascara: 1.01 mg/Kg Cd en Hojas: 1.52 mg/Kg Cd en Maguey: 0.67 mg/Kg Cd en Almendras: 0.84 mg/Kg Cd en Testa: 1.51 mg/Kg Cd en Agua: 0.31 µl/L 2 (INIAP-Estacion experimental Pichilingue) 2012 Metales pesados en cacao Crozier, J. Peru y Venezuela Establecer el nivel de metales pesados en los granos de cacao de Perú y Venezuela, especialmente el cadmio, el plomo y el aluminio. 1. Suelo 3. Granos fermentados y secos de acopio Cd en Almendras Peru: 0.03 - 2.51 mg/Kg Cd en Almendras Venezuela: 0.03 - 3.52 mg/Kg Almendras: 4 Suelos: 3 y 4 Determinacion de los procesos asociados a la contaminacion con cadmio en Cacao Adams M, Carrasquero A. Venzuela- Ocumare de la Costa Cuantificar los niveles de cadmio en el sistema geoquimico de las plantaciones de cacao 1. Suelo 2. Grano fresco de cacao Cd suelo: Menor a 0.1 ppm Cd en Almendra: no supera los 0.05 ppm 2 Cadmio en suelos, cacao y productos de cacao en Ghana Takrama Jemmy, K. Ofori Frimpong - Cocoa Research Institute Ghana Determinacion de cadmio en suelos, cacao y productos de cacao en Ghana 1. Suelo 3. Grano fermentado y seco de cacao 6. Testa o cascarilla 7. Derivados de cacao Cd en almendra: 0.269 ppm Cd en cascarilla: 0.309 ppm Cd en Polvo de cacao: 0.250 ppm Cd en chocolate sin azucar: 0.10 ppm Cd en chocolate: 0.150 ppm 2 (Laboratorio - Cocoa Research Institute of Ghana) Tipos de muestras 1. Suelo 2. Granos Frescos de Cacao 3. Granos Fermentados y secos de acopio 4. Tejidos de la planta 5. Cascara 6. Testa o cascarilla 7. Derivados de cacao (Chocolate, polvo de cacao) 8. Agua Técnicas y/o método de Análisis 1. Espectrometria de absorcion atomica (sin especificar) 2. Espectrometria de absorcion atomica de llama 3. Espectrometria de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS) 4. Espectrometria de emision optica con plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) 5. ICP sin especificar