Rodrigo Ortega BluIng. Agrónomo, MS, PhD
Nutrición en hortalizas de hoja: potenciales peligros químicos.
Introducción• Las frutas y hortalizas son alimentos importantes en la dieta por su
aporte de minerales, vitaminas, fibra y otros nutrientes. • Son numerosas las campañas nacionales e internacionales para
incrementar su consumo diario; sin embargo, estos alimentos pueden presentar problemas de inocuidad química y biológica, particularmente nitratos, metales y patógenos humanos.
• La calidad química y microbiológica del suelo, abonos químicos y orgánicos, aguas de riego y el manejo de post-cosecha son factores críticos dentro del sistema productivo que determinan la inocuidad del producto final.
Contaminación con nitratos• El nitrato (NO3
-) está presente en el agua de forma natural, pudiéndose incrementar su concentración por actividades humanas.
‣ Fuentes:‣ Fertilizantes inorgánicos y orgánicos.
‣ Purines y estiércol.
‣ Actividades industriales y urbanas (vertidos efluentes, aguas residuales, etc.).
‣ Herbicidas y plaguicidas que contienen nitratos.
‣ Los nitratos se disuelven fácilmente en el agua. No confieren ningún sabor u olor a las aguas de bebida.
‣ En Chile, el limite máximo de nitrato permitido en agua potable es 10 mg/L de N-NO3.
Concentración de N en agua de pozo, VI región.
N-NO3 mg/L 41.8
N-NH4 mg/L 1.89Total mg/L 43.7
Peligros del consumo de nitrato• Metahemoglobinemia: se afecta el transporte de
oxigeno en la sangre, particularmente en niños lactantes (síndrome del “bebé azul”).
• Formación de compuestos nitrosamínicos considerados cancerígenos. Estudios muestran asociación entre incidencia de cáncer gástrico y contaminación del agua por nitrato.
Expresiones
• N-NO3: se determina NO3- y se expresa como N.
• N-NH4: se determina NH4+ y se expresa como N.
– Ambas formas de N se pueden sumar si se expresan como N.
• Para pasar de NO3 a N-NO3: x 0.23• Para pasar de N-NO3 a NO3: x 4.43
• Para pasar de NH4 a N-NH4: x 0.78• Para pasar de N-NH4 a NH4: x 1.29
Límites máximos de nitratosEuropean Food Safety Authority (2010)
Especie Tipomg NO3/kg
frescomg NO3/kg
secomg N-NO3/kg
secoEspinaca Invierno 3000 30000 6774
Verano 2500 25000 5645En conserva o congelado 2000 20000 4516
Lechuga Invernadero-invierno 4500 45000 10161Invernadero-verano 3500 35000 7903Aire libre-invierno 4000 40000 9032Aire libre-verano 2500 25000 5645
Lechuga-Iceberg Invernadero 2500 25000 5645Aire libre 2000 20000 4516
Dinámica del nitrógeno en el suelo
Urea
NO3- NO2- NH4-
Nitrificación
N2
N2OFertilizante
NH3Pérdidas por volatización
Pérdidas por desnitrificación
Absorción
Mineralización
Inmovilización
Materia orgánica
Pérdidas por lixiviación
Catión intercambiable
Arcilla
Pérdidas por lixiviación
xilema
floema
HazEpidermis
Estomas
Envés
Asimilación de NO3-
NO3-
NH4-
C5N2
floema
xilema
NO3- NO3-
C5N2
floema
C5N2C5N2
C5N2
NO3-
NO2-
NO2-
NH4+
NO3-
NiR6e-
+C
ATP,Mg, GS
NR 2e-
Glutamina
Raíz Hoja
vacuola
Asimilación de NH4+
C6N4
floema
xilema
C5N2 C5N2
floema
C5N2
C5N2
C5N2
+C
ATP, Mg, GS
Glutamina
Raíz Hoja
C6N4
NH4+ NH4+ NH4+
NH4+
C6N4
NH4+
+C
Arginina
Cálculo del N metabolizado
%32100*74,155,0
55,0)1000011854(74,1(%)
100.%
dometabolizaN
dometabolizaN
totalNdometabolizaNmetN
eextractablNtotalNdometabolizaNeextractablNdometabolizaNtotalNAnálisis Valor
N (%) 1,74N-NO3 (ppm) 7916N-NH4 (ppm) 3938N-extractable (ppm) 11854N-metabolizado (%) 32
Proyecto FONIS SA11I2131
Lechugas N-NO3
Espinacas N-NO3
Repollo N-NO3
Consumo de N-NO3 en ChileLímite consumo: 3.65 mg NO 3 /día*kg peso (FAO, 2002)Límite consumo: 0.82 mg N-NO 3 /día*kg peso (FAO, 2002)
Dosis de Nitrógeno Adecuadas
minaguaresidual NNN(kg/ha)SuministroN/tonkgton/ha(kg/ha)Demanda
EficienciasuministroDemandaN(kg/ha)deDosis
Contenidos de N-NO3 en agua de riego y nivel crítico para agua potable.
Contenidos de N-NO3 en suelo y nivel crítico para suelo.
Variabilidad espacial de la mineralización de N.
Statistic 1 2 Average
Average 0.5 0.3 0.5Min 0.1 -0.1 0.1Max 1.5 1.2 1.5CV (%) 68 100 68
Site
kg N ha-1 d-1
Martinez, Ortega, Janssens, 2009
Balance de N en hortalizas de hoja, RM.
Ortega et al. 2013.
Inhibidores de la nitrificación
NH4+ NO2
- NO3-
Nitrosomonas
AMO
Nitrobacter
Nitrito Oxidasa
Inhibidor de la NitrificaciónAmonio Nitrito Nitrato
Manejo sitio-específico del N
Contenidos máximos de metales en hortalizas.Norma Cd Cu Ni Pb Zn
----------------------------------mg/kg------------------------------FAO/OMS CODEX alimentarius
2,0 (0,2) 3,0 (0,3)
Comunidad Europea
0,5 (0,05) 3,0 (0,3)
Norma Chilena alimentos
100 (10) 1000 (100)
UdeCh/SAG 0,66 8,1 1,8 3,6 73
Efectos del plomo (Pb)• La exposición al plomo inorgánico puede afectar múltiples
órganos y sistemas. • Infantes y lactantes son particularmente susceptibles,
pudiendo producir dificultades motoras y en cuanto a su desarrollo cognitivo.
• Adultos con altos niveles de plomo en la sangre (sobre 40 μg/dL) pueden tener una síntesis del hemo deficiente y afecciones hepáticas (EPA, 2004).
Efectos del cadmio (Cd).• La intoxicación con cadmio se ha asociado a varios
problemas de salud humana como deficiencias renales, enfisema pulmonar, osteoporosis, hipertensión arterial y algunas formas de cáncer como el prostático.
• Se ha observado un aumento progresivo en los niveles de cadmio en algunos suelos agrícolas, consecuencia de una prolongada fertilización fosfatada.
• La concentración de cadmio en plantas de lechuga (materia seca) puede ser hasta 16 veces la concentración en el suelo (Lehoczky et al., 2000).
Contenido de metales en muestras de hortalizas.
Elemento Cd Cu Ni Pb ZnPromedio 0,67 4,2 3,9 3,6 76,5Mediana 0,55 4,0 2,2 2,7 78,5Rango 0,12-1,57 0,8-10,1 0,5-18,2 0,8-
12,221,0-137
CV (%) 55 46 110 67 32
0.5 ppm UE 3 ppm UE
Hipótesis respecto a contaminación con MP
Consumo de metales pesados• OMS a través del Codex alimentarius:
– Cd 0,0010 mg/kg masa corporal/día-0,070 mg de Cd/día para 70 kg
– Pb 0,0036 mg/kg masa corporal/día-0,25 mg de Pb/día para 70 kg.
• Asumiendo:– Consumo promedio 0,22 g de vegetales (masa seca) por kg de
peso/día– 15,4 g de vegetales para una persona promedio de 70 kg– considerando los valores promedio de Cd y Pb determinados – consumo sería: 0,0103 de Cd y 0,055 mg de Pb/día, < que
estándar OMS:
Conclusiones• Peligros químicos derivados de manejos agronómicos
inadecuados como la contaminación por NO3 están presentes en las hortalizas de hoja de la RM.
• Contaminación por metales pesados en hortalizas es una realidad que preocupa y que podría deberse a problemas de contaminación ambiental. Peligro para agricultura urbana.
• Conocimiento de los potenciales peligros químicos y sus mecanismos es esencial para diseñar BPA.
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