Tabla 1: Caracterización físico-química en agua de bebida animal 38,67,68,69,70,71,72
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Elementos traza de importancia nutricional y toxicológica: biotransferencia desde matrices ambientales a alimentos de origen animal
Arellano, F.; Rodriguez, MS; Alvarez-gonçalvez, C; Fernandez Cirelli, A. & Pérez Carrera, A.
Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Veterinarias. Centro de Estudios Transdisciplinarios del Agua (CETA),
Buenos Aires, Argentina. Universidad de Buenos Aires – CONICET. Facultad de Ciencias Veterinarias. Instituto de
Investigaciones en Producción Animal (UBA-CONICET), Buenos Aires, Argentina.
Recibido: 26/10/2021
Aceptado: 08/04/2022
Correspondencia e-mail: Alejo Pérez Carrera alpc@fvet.uba.ar
Resumen
En Argentina, existen diferentes regiones de producción animal, donde la calidad de agua y suelo es afectada por la presencia de elementos traza de origen natural y/o antrópico, que pueden ser transferidos a los alimentos derivados de la actividad ganadera. La presencia de estos elementos puede ocasionar un impacto negativo en la producción y la sanidad animal e implicar un riesgo para la salud humana. El análisis de la biotransferencia (BTF), bioacumulación y la determinación de riesgos de exposición son herramientas analíticas que permiten estimar el posible impacto de los elementos traza sobre la calidad de los alimentos y el riesgo en la salud del consumidor. Nuestro grupo de trabajo, integrado por investigadores/as del Centro de Estudios Transdisciplinarios del Agua (CETA, UBA) y del Instituto de Investigaciones en Producción Animal (INPA, CONICET-UBA), ha desarrollado diferentes líneas de investigación, orientadas a estudiar la presencia de elementos traza de importancia nutricional (Cu, Fe, Mn, otros) y toxicológica (As, Cr, Pb, otros) en agua de bebida animal, forraje y suelo, destinados al uso agropecuario; y la biotransferencia de los mismos a alimentos de origen animal, entre los que puede mencionarse la carne, la leche y los derivados lácteos. Nuestros trabajos de investigación han hecho hincapié principalmente en el As, por las elevadas concentraciones en agua subterránea que han sido registradas en extensas áreas de producción agropecuaria de nuestro país. En este marco, el principal objetivo de este trabajo es realizar un análisis de los principales resultados de las líneas de investigación iniciadas en 2002, vinculadas con el estudio del contenido de dichos elementos en matrices ambientales (agua, suelo y forrajes) y alimentos de origen animal, la biotransferencia de los mismos en la cadena de producción pecuaria y el posible riesgo para los consumidores.
Palabras clave: arsénico, elementos traza, biotransferencia, alimentos, calidad de agua
Trace elements of nutritional and toxicological importance: biotransference from the environment to food of animal origin
Summary
In Argentina, animal production takes place in several regions where water and soil quality are affected by the occurrence of trace elements both of natural or anthopogenic origin, which may be transferred to the food chain. Their presence may have a negative impact in both animal production and health and may be a risk to human health. Biotransference analysis (BTF), bioaccumulation and exposition risk determination are analytical tools that enable the estimation of the possible impact of trace elements on food quality and health risk for consumers. In Centro de Estudios Transdisciplinarios del Agua (CETA, UBA) and Instituto de Investigaciones en Producción Animal (INPA, CONICET-UBA), our research team has studied the occurrence of trace elements of nutritional significance (i.e. Cu, Fe, Mn) as well as toxicological relevant (i.e, As, Cr, Pb) in animal drinking water, forage and soil and their biotransference to animal food, such as meat, milk and derivatives. Our investigations focus on As, because of the high concentrations registered in groundwater in areas destinated to animal production. The aim of the present review is to analyse the main results obtained sence 2002 on the occurrence of specific trace elements in the environment (water, food, forage) and animal food, and their biotransference to human food with possible risk for consumers.
Key words: arsenic, trace elements, biotransference, food, water quality
INTRODUCCIÓN
En las últimas décadas, el proceso
de agriculturización que se ha producido en
Argentina se ha caracterizado principalmente
por la intensificación de los sistemas ganaderos
en algunas regiones y la marginalización de la
ganadería en otras, el incremento en superficie
destinada a cultivos, el avance de la soja y de
la tecnología, sumado al crecimiento de la
población, la creciente demanda de alimentos
y la falta de contemplación de externalidades
en cuanto a aspectos ambientales. Estos hechos,
principalmente por el corrimiento de la frontera
agropecuaria a tierras menos favorables para la
producción, han aumentado el riesgo de deterioro
de los suelos y de la calidad del agua utilizada para
bebida animal. Muchas de esas fuentes de agua
han sido y son utilizadas con este fin; sin embargo
en varias ocasiones su aptitud se ve afectada por
la presencia excesiva de sales disueltas y/o por
concentraciones elevadas de elementos como
arsénico (As), vanadio (V), boro (B) y flúor (F),
perjudiciales para la salud del ganado 8,15,36,71,72,97,.
En la actualidad, el aumento en la demanda
y el consumo de productos agropecuarios se
produce en el marco de requerimientos de
estándares de calidad cada vez más estrictos. La
caracterización composicional y la cuantificación
de micronutrientes y microcontaminantes son
esenciales para brindar información acerca de la
calidad nutricional e inocuidad en los alimentos
a los consumidores, sobre esta temática existe
información publicada a nivel internacional31,34,48.
Sin embargo, en Latinoamérica, los estudios son
más escasos. Por otra parte, existe información
en la literatura enfocada en la influencia de la
alimentación de los animales sobre la composición
de la leche y productos derivados 2,22,25.
En las últimas décadas, determinar de
la presencia de elementos trazas, tales como el
arsénico (As), cromo (Cr), manganeso (Mn), niquel
(Ni), y/o plomo (Pb), en matrices ambientales
y alimentos derivados de origen animal, ha sido
foco de estudio en varios países desde el punto de
vista de la trazabilidad desde el agua o alimento
a derivados cárnicos o lácteos1,14,23,31,42,89. Además,
en algunos casos, se ha realizado el análisis sobre
el riesgo de exposición a través de la ingesta por
parte de los consumidores.
A continuación se detallan algunos efectos posibles debido a la presencia de distintos
elementos traza, teniendo en cuenta que a corto
o largo plazo, pueden afectar de distintas formas
a la salud del ganado y, por lo tanto, verse reflejado en los niveles productivos. La presencia de
Pb en agua o alimento puede afectar el desarrollo de los animales e incluso generar abortos encabras cuando la concentración ingerida es alta.
En cuanto a la exposición prolongada a As y/o Cr,
puede generar problemas en la piel, problemas
circulatorios, aumento de riesgo de aparición de
neoplasias y daños en distintos tejidos u órganos. En el caso del Cu, si bien es considerado un
micronutriente entre los 0,1 y 1 ppm en el agua,
cuando su concentración excede los valores umbrales, además de generar gusto y olor desagradable en el agua, llevando a una menor ingesta
de la misma y puede causar daños en el hígado
y riñones. Por otra parte, elevadas concentraciones de Fe y Mn pueden generar una reducción en
la ingesta del agua por parte del animal debido
al sabor metálico, además, ambos elementos interfieren en la absorción de Zn y Mo por ser elementos antagónicos, pudiendo generar fallas en
el organismo por una deficiencia metabólica 11.
En nuestro equipo de trabajo, se han
desarrollado diferentes líneas de investigación asociadas al estudio de la presencia de
elementos traza de importancia nutricional y
toxicológica en agua utilizada para bebida del
ganado y su biotransferencia a alimentos de
origen animal. Se ha puesto especial énfasis en
el As teniendo en cuenta su presencia en concentraciones elevadas en agua subterránea en
diferentes regiones de importancia agropecuaria en Argentina, el impacto sobre la seguridad
alimentaria y el riesgo para la salud que supone la exposición a este elemento 11,13,49,67,71,75 . La
cuantificación de los elementos analizados en
las muestras de agua de bebida, suelo y alimentos se realizó por espectrofotometría atómica
por plasma de acoplamiento inductivo (ICPOES), según las recomendaciones de la US-EPA
(200.7)94. El equipo utilizado fue un espectrómetro PERKIN ELMER Optima 2000 DV. En el
caso de las muestras de leche en polvo y fórmulas comerciales infantiles, la determinación
de elementos traza se realizó por espectrofotometría de masas por plasma de acoplamiento
inductivo (ICP-MS). Los análisis químicos en las
muestras de agua fueron realizados según técnicas empleadas habitualmente y descriptas en
APHA10 y Rodier81 .Las metodologías analíticas
utilizadas en suelos figuran en manuales de instituciones tales como el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos94, la bibliografía
internacional30,90 y los manuales habitualmente
utilizados en la República Argentina33.
Elementos traza en agua de bebida animal
En el caso particular de la producción
animal, el agua ocupa un lugar destacado pues debe
asegurarse una provisión adecuada en cantidad y
calidad para cubrir los requerimientos de cada
especie animal y los servicios de agua asociados,
vinculados, por ejemplo, con la utilizada para la
limpieza de los animales e instalaciones, enfriado
de la leche y otros procesos que requieren
cantidades significativas de agua.
Esta provisión de agua en cantidad
suficiente y de buena calidad es fundamental
para todos los sistemas productivos, ya que
garantiza cubrir los requerimientos nutricionales
y sanitarios de las diferentes especies, el
rendimiento productivo e incide sobre la calidad
de los productos obtenidos.
Existen guías de calidad de agua de
bebida animal que recomiendan los valores
máximos de determinados componentes
químicos presentes en el agua, entre las que
pueden mencionarse aquellas de la USEPA95, y
la Organización de las Naciones Unidas para la
Alimentación y la Agricultura (FAO)37. A nivel
nacional, la Ley de Residuos Peligrosos (Ley
24.051)54 indica las concentraciones máximas de
algunos compuestos orgánicos e inorgánicos que
pueden estar presentes en el agua para consumo
animal, pero esta ley contempla únicamente
aquellos compuestos que son considerados
como peligrosos, dejando de lado determinados
parámetros físico-químicos (por ejemplo:
cloruros, conductividad eléctrica, pH, dureza) y
compuestos que si bien no son peligrosos, pueden
influir negativamente en la calidad del agua de
bebida y representar un riesgo para la salud de
los animales afectando así la producción. Por otro
lado, esta ley no contempla especie, raza ni sistema
productivo. Por otro lado, la Subsecretaría de
Recursos Hídricos de la Nación establece valores
máximos recomendados de algunos compuestos
inorgánicos en agua de bebida animal teniendo
en cuenta la especie animal, tipo de producción y
ocurrencia real o potencial del contaminante en
el territorio nacional, analizando la información
toxicológica disponible91. Algunos autores como
Sager86,87 recomiendan niveles máximos y mínimos
de otros parámetros importantes al momento de
evaluar la aptitud del agua para bebida animal,
entre los que se encuentran el pH, sólidos totales disueltos (STD), dureza total, dureza de calcio
(Ca) y de magnesio (Mg), sulfatos y nitratos,
entre otros. Por otro lado, Bavera et al16 propone
una clasificación cualitativa del agua de bebida
para bovinos en función de su composición: muy
buena, buena, aceptable, deficiente o mala según
la concentración de determinados elementos o
sales (sulfato, nitrato, cloruro de sodio, sólidos
totales y As) presentes en el agua.
En la llanura Chaco Pampeana, tanto
nuestro equipo de trabajo como otros autores, han
realizado estudios para determinar la calidad del
agua de bebida animal para la producción de especies animales tradicionales en cuanto a la composición físico-química38,68,69,84, y a la determinación
de elementos traza inorgánicos21,35,36,74,75. Pese a
esto, la información respecto a la composición del
agua de bebida animal en diferentes regiones de
la llanura Pampeana sigue siendo escasa. Por otro
lado, hay muchas zonas de producción animal para
las cuales no hay información disponible sobre la
calidad del agua utilizada. En las zonas estudiadas
por nuestro grupo de investigación (sudeste de
Córdoba y noroeste de Buenos Aires), los resultados obtenidos evidencian que la calidad del agua
de los establecimientos de producción analizados
presenta diferencias significativas, aún dentro de
una misma zona (Tablas 1 y 2). La determinación
de los parámetros físico-químicos se realizaron
según las técnicas descriptas por APHA10.
Tabla 1: Caracterización físico-química en agua de bebida animal 38,67,68,69,70,71,72
En las muestras analizadas, los principales parámetros que presentaron mayor variabilidad y diferencias estadísticamente significativas entre provincias fueron CE y concentración de Ca, V, Mg y en menor medida de As, presentando los valores más elevados en los establecimientos del sudeste de Córdoba, a excepción del Mg cuyos niveles más altos se encontraron en los establecimientos relevados de la provincia de Buenos Aires. En cuanto al Mo, se observaron niveles mayores en las muestras provenientes del sudeste de Córdoba.
Tabla 2: Rango de concentración y media +/- DS de elementos traza de importancia nutricional y toxicológica en
agua de bebida animal 21,35,36,54,67,68,69,70,71,72,84
Entre los resultados más importantes
desde el punto de vista del posible impacto
productivo se destacan los niveles de salinidad
del agua. Los resultados mostraron que el 47% de
las muestras analizadas presentaban niveles de
salinidad por debajo 1500 mg/L, límite inferior
recomendado para bebida de bovinos87. Los niveles
de As encontrados fueron significativamente
diferentes en las dos áreas de estudio, encontrando
los niveles más elevados en el sudeste de Córdoba
(Tabla 2). En las muestras analizadas se observó
una correlación positiva de los niveles de As-F
y As-V posiblemente debido al origen común
de estos elementos. La CE también se encontró
correlacionada con los niveles de As en agua.
En la misma zona de estudio, se determinó
que las muestras de agua pertenecientes al sudeste
de la provincia de Córdoba presentaron diferencias
significativas en STD, porcentaje de NaCl y conductividad, siendo mayores los valores que los determinados en las muestras provenientes de la provincia
de Buenos Aires. Sólo un 30 % de las muestras provenientes del sudeste de Córdoba se encontraron
dentro de un rango de uso aceptable para el ganado,
mientras que el 73 % de las muestras provenientes de establecimientos ubicados en el noroeste de
Buenos Aires entraban en ese rango. En cambio, la
dureza total y de Mg, las concentraciones de Mg, de
cloruros (Cl-
) y de fosfatos (PO4
3-) fueron significativamente mayores en las muestras provenientes de
Buenos Aires. Del total de muestras analizadas, el
43 % corresponden a aguas muy duras y salobres.
El 86 % de estas muestras pertenecen a la capa freática. Sólo el 19 % de las muestras provenientes del noroeste de la provincia de Buenos Aires entran
dentro del rango de blandas o moderadamente
duras. En el caso de los Cl-
, se observó una
correlación negativa respecto del porcentaje de
NaCl, siendo mayor la concentración de Cl-
en las
muestras provenientes de la provincia de Buenos
Aires, pero menor el % de NaCl, respecto de los
establecimientos relevados en el sudeste de
Córdoba. En ningún caso se observaron niveles
superiores a los sugeridos para agua de consumo
de bovinos. Los niveles de As encontrados en
las muestras de agua de los establecimientos
estudiados se encontraron entre valores por
debajo del límite de detección (LD = 10 µg/L) y
2079 µg/L. El 34 % de las muestras presentaron
niveles de As inferiores a los recomendados
por el Código Alimentario Argentino (CAA) y la
Organización Mundial de la Salud (OMS) para
agua potable de consumo humano (10 µg/L). En
cuanto a las recomendaciones para bebida animal,
sólo 7,3 % superó los valores recomendados a
nivel internacional (NRC64, 200 µg/L). Sólo una de
las muestras, proveniente de la localidad de Bell
Ville (Córdoba), superó los niveles recomendados
a nivel nacional para agua de bebida animal de
500 µg/L54. En trabajos previos se observaron,
en el sudeste de la provincia de Córdoba, valores
muy por encima de los recomendados a nivel
nacional con niveles entre 61 y 4550 µg/L, en
muestras de agua provenientes de la capa freática
y entre <LD y 189 µg/L en muestras provenientes
de pozos semisurgentes70,71. Los valores son
similares a los reportados por nuestro equipo
de trabajo67,68,69,70,71,72,84 y por otros autores para
la zona 36,41,45,66. Además, se detectó la presencia
de V en concentraciones altamente variables,
encontrándose valores menores a 8µg/L (LD)
hasta 442 µg/L. En sudeste de Córdoba se
encontraron los mayores niveles de V, alcanzando
una mediana de 41 µg/L, mientras que en las
muestras provenientes de los establecimientos
de la provincia de Buenos Aires la mediana fue
de 10 µg/L. Las concentraciones de este elemento
se corresponden con los valores informados
previamente por Pérez Carrera et al74 para la
zona del sudeste de Córdoba. Con respecto al F,
se detectó su presencia en concentraciones que se
encontraban entre 0,22 mg/L y 3,42 mg/L, con una
media de 1,08 mg/L. No se encontraron diferencias
significativas (H=0,13; p=0,7235) entre los niveles
encontrados en los establecimientos relevados en
ambas zonas de estudio. Las concentraciones de
este elemento presentaron una gran variabilidad
y se corresponden con los valores informados
previamente por otros autores35,72. En el 33,3
% de las muestras los niveles de F fueron
superiores a los recomendados a nivel nacional
(<1 mg/L), superando el 20,5 % los niveles
recomendados nacionales e internacionalmente
para agua de bebida animal (<1mg/L). Las
concentraciones de Mo en las muestras de agua
analizadas fueron muy variables encontrándose
niveles por debajo del límite de detección
(LD=10 µg/L) hasta 634 µg/L, con una media
de 42,3 µg/L para las muestras provenientes
de la provincia de Córdoba y una media de
21,7 µg/L para las muestras provenientes de
la provincia de Buenos Aires. En general, los
niveles encontrados se corresponden con los
valores informados previamente para la región
Chaco-Pampeana5,70.
Elementos traza en suelo
El suelo es reconocido como un recurso
esencial para el desarrollo de las actividades
agropecuarias, desempeñando valiosas funciones
ecosistémicas y cumpliendo un rol fundamental
en la seguridad alimentaria38.
En Argentina, una de las limitantes del
desarrollo de la actividad ganadera está vinculada con la calidad del suelo para la implantación
de forrajes, ya que las variaciones en sus características impactan en la calidad de los mismos. En
la actualidad los forrajes siguen manteniendo su
importancia trascendental para el desarrollo humano ya que constituyen, para los productores, la
fuente más económica de alimentación para el ganado, por eso los impactos sobre ellos se traducen
en consecuencias sobre la salud y producción animal72. A pesar de la importancia económica de las
especies forrajeras, los efectos del As y otros elementos traza asociados no han sido estudiados en
profundidad en las especies más utilizadas como
alimento para el ganado.
Con respecto a los suelos de las zonas
estudiadas (Tabla 3), todos los parámetros físicoquímicos analizados se encontraron dentro de
los límites establecidos por la Ley 24.05154 para
uso agrícola, por lo que, desde este punto de vista,
presentan una buena aptitud para la implantación
de forrajes. Con respecto a los elementos traza, el
As se encontró por debajo del límite de detección
de la técnica utilizada (3 mg/kg), pero sí se detectó
presencia de otros elementos traza asociados al
As, como Mo y V en la mayoría de las muestras,
sin embargo, en ninguna de ellas se superaron los
valores recomendados por la Ley 24.05154 (Tabla 3).
Tabla 3: Caracterización fisico-química y contenido de elementos traza en muestras de suelo
agropecuario53, 67, 68, 69,70, 71.
Elementos traza en especies forrajeras
La exposición de las plantas a diferentes
metales traza, suele causar diferentes alteraciones
en su fisiología dependiendo de numerosos
factores tales como el elemento en cuestión, las
interacciones con otros elementos y el tipo de
suelo, la especie vegetal y el grado de exposición19,
20, 59,74, 82, 84. Hay evidencia de que el As presente
en las matrices ambientales se biotransfiere a
los vegetales. Algunas plantas pueden acumular
elementos dentro y fuera de sus tejidos, de
manera que pueden transferirse a los animales y
al ser humano 19,20,59,69,70,72,82. Las plantas a su vez,
pueden acumularlos o metabolizarlos cambiando
las propiedades químicas y toxicológicas de los
compuestos que absorbieron19, 52 .
Teniendo en cuenta el tipo de dieta de cada
especie pecuaria y los niveles de elementos traza
presentes, se puede estimar la exposición tanto a
elementos traza de importancia nutricional, como
lo son el Fe, el Mn, el Cu o el Zn como aquellos de importancia toxicológica como el As, el Cr o el Pb, entre
otros. Para conocer el contenido de dichos elementos en los distintos tipos de alimentos destinados al
consumo del ganado, se analizaron agrupándolos
según el contenido de agua en los mismos, para
esto se pesó 1g de cada alimento antes y después
de llevarlo a estufa (a sequedad) para determinar
el porcentaje de humedad. Teniendo en cuenta esto
se los clasificó de la siguiente manera: alimentos de
alto contenido hídrico (forraje/pastura fresca, hidroponías), contenido hídrico medio (ensilados y
fardos) y bajo contenido hídrico (pellet, granos de
maíz, de algodón, otros), según lo descrito por otros
autores40, 50. Se observó que el 7,1 % de las muestras superaron niveles de toxicidad descritos para
Cu, Fe, Mn, Mo y Zn, siendo mayoritariamente los
alimentos de alto y medio contenido hídrico los que
exceden los límites máximos sugeridos por el NRC64.
En relación a los elementos traza de
importancia toxicológica, se observó que los
valores medios y medianos se encontraban dentro
de los rangos descritos por otros autores (Tabla
4). Sin embargo, las concentraciones de Pb, Cr y As
superaron dichos rangos (aproximadamente un 6,5
% de las muestras), principalmente en los alimentos
de contenido hídrico medio como son los ensilados
de sorgo, maíz o trigo, fardos y similares.
En trabajos previos realizados en
nuestro laboratorio se determinaron niveles de
As en alfalfa proveniente de establecimientos
del sudeste de la provincia de Córdoba, que
estuvieron entre 0,07 y 1,5 mg/kg68,69,70 .Los
valores de As determinados en forraje son
similares a los descritos previamente por otros
autores 53,60,85,97, 98.
Tabla 4: Rangos de concentración de elementos traza determinados en μg/g de MS según el grupo de alimento
determinado por el grado de humedad. Grupo A: menor porcentaje de humedad (8,6 a 21,3%), Grupo B: humedad
intermedia (21,5 a 63,6%) y Grupo C: mayor humedad (65,3 a 90,6%) 42, 47,5 3, 60, 64, 67, 68, 69,70, 85, 97,98
Elementos traza en alimentos de origen animal
Los alimentos de origen animal, como
carne y leche o derivados lácteos, constituyen
una parte fundamental de la alimentación
humana, siendo una fuente importante de
nutrientes y minerales. Sin embargo, en algunos
casos, puede producirse la acumulación de
determinados contaminantes, lo que implicaría
diversos riesgos para la salud humana y animal.
Los contaminantes presentes en los alimentos
pueden ser de naturaleza biológica, (por ej. por el
manejo inadecuado de los productos), o química
(por ej. por el uso incorrecto de medicamentos
veterinarios o plaguicidas, o contaminación
ambiental con contaminantes orgánicos o
elementos traza inorgánicos).
Cabe destacar que en los establecimientos
de producción lechera, los animales permanecen
un tiempo prolongado en el sistema productivo.
Este hecho permite estudiar el efecto crónico de la
exposición a elementos traza a través de la dieta,
sus consecuencias para el organismo animal y la
biotransferencia a la leche y derivados lácteos.
Estudio de elementos traza en leche cruda y derivados lácteos
Los elementos traza ingresan al organismo animal principalmente a través de la dieta (alimento, suplementos o el agua de bebida) y pueden acumularse en los tejidos o por transferencia pueden llegar a la leche 12,75,76. En algunos casos, como el Cu, Fe y Zn, son componentes presentes habitualmente en la leche, sin embargo la información es escasa respecto de sus concentraciones o cómo varían según el tipo de ganado o la dieta 32,58.
Tabla 5: Rango de concentración de elementos traza inorgánicos tóxicos y nutricionales. MR: material de referencia 8435.
Referencias Rangos descritos por otros autores en leche cruda para las distintas especies pecuarias 7, 11, 12, 17, 28, 34, 51,61,80,92.
También puede ocurrir que algunos
elementos traza lleguen al producto final por
el manejo inadecuado de la materia prima en la
cadena de producción o comercial 28, 78.
Teniendo en cuenta esta información, se
realizó una caracterización de la composición de
elementos traza de importancia nutricional (Cu,
Fe, Mn, Zn, otros) y/o toxicológica (As, Cr, Pb, V,
otros) en leche cruda de origen ovino, bovino y
caprino. Las muestras fueron digeridas y llevadas
a sequedad. Posteriormente, se llevaron a horno
mufla hasta la aparición de cenizas blancas y luego
llevadas a un 10 % con HNO3
y las determinaciones
se realizaron a través de ICP-OES, como se indicó
anteriormente94. Además, se realizó un estudio
comparativo, con publicaciones previas de
otros autores a nivel mundial con los resultados
obtenidos en nuestro laboratorio (Tabla 5).
De acuerdo con los resultados obtenidos
en nuestros estudios, y comparando con los
valores determinados en leche cruda, se observó
que los rangos de concentración obtenidos
fueron mayores, para la mayoría de los elementos
analizados a excepción del Fe, Pb y Zn, que los
descritos por otros autores (Tabla 5). Además,
se observaron diferencias significativas (p<
0,05) entre el contenido de elementos traza
de importancia nutricional (Cu, Fe, Mo y Zn)
determinados entre las muestras de leche de las
distintas especies pecuarias estudiadas (Tabla 6),
siendo el contenido de Cu similar en leche ovina
y bovina y el contenido de Fe, Mo y Zn similar
en leche caprina y bovina. Por otra parte, se
obtuvieron valores de As y Pb por encima de los
LMR (límites máximos tolerables) de 20 ng/g para
estos elementos.
En la Tabla 6 se comparan los rangos de
concentración de elementos traza determinados
en leche cruda, comercial (fluida y leche en polvo)
y quesos. Comparando los valores medianos de
concentración obtenidos entre leche cruda y leche
comercial, la primera presentó concentraciones
significativamente mayores (p< 0,05) en todos
los elementos analizados; las muestras de leche
comercial presentaron menos de un 10 % del
contenido descrito en leche cruda según el tipo
de elemento, a excepción del As que se encontró
por debajo del LD en leche cruda mientras que en
leche comercial fue de 26,7±4,2 ng/g, siendo dicho
valor mayor al LMR de 20 ng/g sugerido por el
Reglamento Técnico del Mercosur (decreto N°14,
2013). Por otro lado, las concentraciones medias
de Cu, Fe, Cr, Pb y V fueron significativamente
mayores en las muestras de leche cruda que
en las de queso, siendo menor al 10 % de las
concentraciones determinadas en la leche cruda.
En cuanto a las concentraciones medias de Mn,
Mo, Zn y As, se observó una tendencia a mayores
concentraciones en las muestras de queso que
en las de leche cruda, siendo el queso de oveja el
que presentó una media mayor para Mn y Mo
principalmente. Por otro lado, según el análisis de
Kruskal Wallis se observó que los valores medios de
As, Cr, Cu, Mn, Mo, Pb y V presentaron diferencias
significativas, siendo las concentraciones medias
de Cr, Mn, Mo y Pb mayores en quesos que en leche
comercial (Tabla 6). Las concentraciones medias
de As, Cu y V fueron significativamente mayores
en leche comercial (fluida y en polvo) que en las
muestras de queso. Por otra parte, en comparación
con los niveles informados por diferentes autores,
los valores determinados en nuestros estudios
se encontraron dentro de los rangos descritos
en la literatura 28,79,86,87,88,99 , tanto para leches
comerciales, como quesos de las distintas especies
pecuarias estudiadas (Tabla 6).
Por otro lado, se analizó el contenido de
elementos traza en muestras de leche en polvo
y fórmulas infantiles de marcas comerciales,
las mismas representaron un alto porcentaje
(aprox. 70 %) de las marcas que el mercado
ofrece al público en Argentina13. Las muestras
se digirieron por vía húmeda, utilizando un
horno microondas y las determinaciones de los
elementos traza se realizaron por ICP-MS como
se mencionó anteriormente94.
Tabla 6: Rangos de valores mínimos y máximos de ET determinados en leche cruda y derivados lácteos4,27,31,32, 42, 51, 55, 58, 71,72,77,65, 78
Se observó una alta variabilidad en las concentraciones determinadas y se encontraron diferencias significativas en el contenido de aquellos elementos traza de importancia nutricional únicamente. Las concentraciones de Cu y Fe fueron mayores en las muestras de fórmula infantil, la de Mo mayor en las de leche en polvo descremada y entera, la de B solo en leche en polvo descremada. Las concentraciones de Mn y Zn fueron significativamente mayores en las muestras de fórmula infantil y leche en polvo descremada. En general, el rango obtenido para los elementos traza determinados se encontró entre los valores descriptos por otros autores28,86,87,88,99. Por otro lado, las concentraciones de As y Mo determinadas en todas las muestras de leche en polvo y de V en leche en polvo descremada fueron mayores a las informadas por Nardi63. Caso contrario fue lo observado para las concentraciones medias de Cr y Pb en todas la leches en polvo y para V en leche en polvo entera fueron menores a los descritas por dicho autor.
Estudio de elementos traza en hígado y riñón de origen bovino
En Argentina, la carne bovina constituye
una parte fundamental de la dieta. La misma
requiere altos estándares de calidad y controles
de seguridad. Las menudencias y las achuras,
son parte de la dieta de las poblaciones,
principalmente de las de bajos recursos 100. Entre
los menudos de mayor consumo en la Argentina,
podemos mencionar al riñón y el hígado. Estos
órganos, son los encargados de eliminar toxinas
del organismo 26. Es por lo anteriormente
descripto que es imprescindible conocer las
concentraciones de elementos traza que pueden
estar presentes en dichos órganos.
En la Tabla 7 se muestran los rangos
de concentraciones determinados en nuestro
laboratorio para As y elementos asociados
y aquellos informados por otros autores en
hígado y riñón.
Tabla 7:
Rango de concentración de elementos traza (µg/kg) determinados en hígado y riñón de
muestras bovinas procedentes de la provincia de Buenos Aires y Córdoba 3,9,18,24,29,56,57,65,67
Se encontraron diferencias significativas
(de acuerdo al test de Kruskall-Wallis, p< 0,05)
en los niveles de As total presente entre las
muestras provenientes de ambas regiones, siendo
las muestras de hígado y riñón provenientes del
Sudeste de Córdoba (zona de elevada exposición
a As) las que presentaban mayores niveles de
este elemento. Las muestras de riñón e hígado
provenientes de la provincia de Buenos Aires
presentaron una mediana de 134 μg/kg (MS) y
de 43 μg/kg (MS), mientras que en las de Córdoba
la mediana fue de 270 μg/kg (MS) y de 106μg/
kg (MS), respectivamente. Esto indicaría que
al aumentar los niveles de As en la dieta de los
bovinos, las concentraciones de estos elementos
en los tejidos se incrementa. En todos los casos
los niveles de As se encontraron por debajo de
los límites máximos permitidos a nivel nacional
(1000 mg/kg (MH), Plan CREHA 2012). Además,
los niveles de As hallados en el presente trabajo
son similares a los reportados previamente por
otros autores.
Los niveles de V determinados fueron
mayores a los reportados previamente por Pérez
Carrera68. Se encontraron diferencias significativas
en los niveles de V entre las muestras de riñón
provenientes de ambas zonas (sudeste de Córdoba
y provincia de Buenos Aires), caso contrario a lo
ocurrido entre las muestras de hígado de ambos
sitios. Esta diferencia puede verse asociada a que
la concentración media de V en las muestras de
agua provenientes del sudoeste de la provincia de
Córdoba es significativamente mayor que en las de
Buenos Aires.
Los niveles de Mo observados tanto en
hígado como en riñón presentaron una elevada
variabilidad y, además, no mostraron diferencias
significativas entre las mismas.
Biotransferencia, Ingesta diaria y análisis de riesgo
Biotransferencia
En trabajos publicados previamente
por nuestro equipo de trabajo 11,67,68,69,70,71 se
estudió el factor de biotransferencia (BTF) como
herramienta, para estimar la transferencia y/o
acumulación de As en leche cruda a partir de
la exposición del ganado a través del agua de
bebida y/o alimentos.
Este factor relaciona el contenido de As y
demás elementos traza presentes en la leche respecto
del contenido de dichos elementos presentes en
agua y alimento del ganado en la dieta 72, 75.
Se determinó la concentración de dicho
elemento en agua de bebida animal, suelo y
forraje y se pudo observar que la principal fuente
de exposición al As para el ganado es el agua de
bebida. Para estimar el BTF de los elementos traza
analizados se tuvieron en cuenta los valores de
ingesta de alimento, agua y peso medio de cada
especie en función de datos obtenidos de NRC64
e INTA50 para vacas lecheras Holstein, cabras
lecheras Anglonubian y Saanen y ovejas lecheras
Pampita y Frisona.
El cálculo de este BTF a partir de los
resultados obtenidos en las diferentes campañas
de recolección de muestras realizadas permitió,
además, estimar la concentración de As en leche
cruda a partir de los niveles de As determinados en
las muestras de agua de bebida animal analizadas
en diversos establecimientos de la provincia de
Buenos Aires y sudeste de Córdoba.
Se determinaron los valores de BTF
para elementos traza de importancia nutricional
y toxicológica (Tabla 8). Teniendo en cuenta los
valores medianos de BTF calculados se observaron
diferencias significativas entre los micronutrientes
(Cu, Mo y Zn) y los microcontaminantes (As, Cr, Pb
y V) analizados entre los distintos tipos de especies
pecuarias estudiadas. La leche ovina presentó valores
medios de BTF significativamente mayores que las
muestras de leche caprina y bovina tanto para Zn
como Cu, mientras que para el Mo el valor mediano de
BTF fue significativamente mayor para leche caprina
en comparación con la ovina y bovina. Para el caso del
Mn y el Fe, no se observaron diferencias significativas
entre los BTF de las muestras de las diferentes
especies estudiadas. Teniendo en cuenta los valores
medianos obtenidos no se observó bioacumulación
de dichos elementos en leche a partir de su ingesta
desde el agua de bebida y el alimento del ganado.
En cuanto a los valores medianos de BTF
calculados para los elementos traza de importancia
toxicológica analizados se observaron diferencias
significativas en la biotransferencia de los mismos entre
las distintas especies pecuarias estudiadas (Tabla 8).
Tabla 8: rangos de BTF estimados para leche cruda calculados teniendo en cuenta el contenido de los elementos en
agua de bebida animal y alimento fresco y balanceado 69,70 .
En leche ovina se observaron valores medios de BTF significativamente mayores que en leche de cabra y vaca para V, Pb y As, mientras que en el caso del Cr, el valor de BTF fue significativamente mayor para leche caprina. Solo se observaron valores de BTF superiores al umbral de 1 para el Cr en la leche ovina y caprina cuando las concentraciones de dicho elemento tanto en agua como alimento superaron el LMR establecido por el CAA y el Mercosur. Por lo tanto, esto sugiere un posible proceso de acumulación del Cr si los niveles en la dieta superan los LMR establecidos. En cuanto al resto de los elementos analizados no se observaron valores de BTF> 1, siendo los mismos no bioacumulables en leche 75,76. Los rangos descritos para As, en leche cruda de bovinos fueron similares a los estimados previamente por nuestro grupo de trabajo67,68,69,70 .
Ingesta diaria
La ingesta diaria es una herramienta que permite estimar el consumo de diferentes elementos nutritivos o la exposición a elementos tóxicos. Para la realización de este cálculo se tuvo en cuenta el consumo promedio según edad (niños y adultos) de derivados lácteos para su posterior aplicación en las herramientas de análisis de riesgo. De manera tal de poder evaluar la exposición a los diversos elementos analizados a través de la dieta (Tabla 9).
Tabla 9:: CDI de elementos traza en leche y derivados lácteos para niños (0 a 8 años) y adultos (> a 9 años) y datos
de referencia (RFC) sugeridos por IRI95.
En cuanto a los valores de la tasa de
ingesta diaria (CDI, chronic daily intake) para
elementos traza de importancia nutricional a
partir de leche cruda (LC) y queso (Q), se observó
que únicamente el Zn presentó valores de CDI
medios mayores a 300 µg/kg*día (RFC de IRI95)
en el grupo de infantes (de 0 a 24 meses).
En cuanto a la tasa de ingesta diaria (ADDI,
average dose daily intake) para elementos traza de
importancia toxicológica, el Pb y el Cr superaron los
RFC sugeridos por EPA95, tanto en queso como leche
comercial. Esto se observó en el caso del Pb con la ingesta
en infantes (0,34 y 0,27 µg/kg*día respectivamente) y
niños (0,09 y 0,23 µg/kg*día respectivamente) y, por
otro lado para el Cr con la ingesta de queso en infantes
(4,15 µg/kg*día). Cabe destacar que los valores
máximos de tasa de ingesta (ADDI y CDI) estimados de
As, Pb, Cr, Cu, Fe y Zn superaron los sugeridos por IRI95
y que los grupos de edad más vulnerables en dichos
casos serían los infantes y niños.
CONSIDERACIONES FINALES
En este trabajo de revisión se
han recopilado los estudios realizados de
biotransferencia de elementos traza desde las
matrices ambientales (agua de bebida y suelo)
y forrajes a productos de consumo humano
derivados de la actividad ganadera. Estos estudios
revisten una importancia fundamental para
poder estimar la exposición a elementos traza
de importancia nutricional (ETN) y toxicológica
(ETT) y que podrían poner en riesgo tanto la
salud humana como animal. Esto se debe a que
los mismos presentan una distribución variable
según el tipo de matriz ambiental, agua, suelo y
forraje, del tipo de ganado (por su fisiología) o el
tipo de alimento de origen animal que se estudie.
A lo largo de nuestro trabajo se logró
determinar que la mayor exposición del ganado
a los ETT se debe, principalmente, a su elevado
contenido en el agua de bebida animal. Mientras
que en el caso de los ETN, la mayor exposición
se debe a su exceso en la dieta del ganado. Es
importante remarcar que el exceso en la ingesta
de ETN y ETT en el ganado puede generar
problemas a nivel fisiológico, ya que varios de ellos
pueden actuar de forma antagónica afectando la
biodisponibilidad de algunos elementos, tal es el
caso del As, Cr, Cu, Fe, Mo, Mn y Zn.
En el estudio comparativo, se observó
que en varias de las muestras de las matrices
ambientales (suelo y agua de bebida) y alimento
para ganado analizadas, tanto ETT (As, Cr, Pb)
como los ETN (F, Mn, Mo y B), superaron los
valores descritos por otros autores. En cuanto a
las concentraciones determinadas en leche cruda,
elementos como Cu, Mn, Zn, As, Cr y V, excedían
los niveles descritos por otros autores. Por otro
lado, en derivados lácteos, la mayoría de las
concentraciones de los elementos analizados, a
excepción del Mo y V, se encontraban dentro del
rango detallado previamente por otros autores.
Posteriormente en un análisis de BTF,
se pudo observar que los ETT son transferidos
principalmente desde el agua de bebida animal a
leche cruda. A su vez, se observó una acumulación
de los mismos en los derivados lácteos
analizados. En el caso de los ETN, lo mismo ocurre
principalmente desde el alimento del ganado, ya
sea forraje, pellet o ensilados. En el caso de los
derivados cárnicos, los elementos traza pueden
acumularse en mayor proporción en hígado y
riñón ya que son órganos que intervienen en
la desintoxicación y eliminación de diferentes
compuestos nocivos para el organismo.
En cuanto al estudio en la exposición a los
consumidores, se observó, que según el tipo de
dieta, los niños e infantes son los más expuestos a
posibles efectos de intoxicación a través de la leche y
derivados lácteos. Mientras que los adultos están más
expuestos por la ingesta de derivados cárnicos.
En el análisis de la ingesta de leche
y derivados lácteos en infantes y niños, se
determinó que los valores de CDI de As, Mn, Mo y
V se encontraban dentro de los límites sugeridos
por IRI (EPA 2016), mientras que algunos de
los valores de ingesta de Cr, Cu, Fe, Pb y Zn, se
encontraban por encima de éstos.
Los estudios realizados hasta el momento
demuestran la importancia del conocimiento de
la presencia de elementos traza de importancia
toxicológica y nutricional a lo largo de la cadena
productiva y que mientras las concentraciones en
las matrices ambientales se conserven dentro de
los parámetros recomendados, el riesgo para la
población es reducido.
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