Translate PaperArtículo originalAnálisis de plaguicidas y calidad de frutos cítricos en el mercado interno de Corrientes- Argentina
María de las M. Yfran-Elvira [1] [*]
María Laura Ortiz-Alegre [1]
María José Fuentes-García [1]
Martín Miguel Michellod-Muth [2]
[1] Universidad
de la Cuenca del Plata. Facultad de Ingeniería y Tecnología, Carrera
Ingeniería en Alimentos. Lavalle 50, Corrientes, CP 3400. Argentina
[2] Director Laboratorio CETEPRO, Ministerio de Producción, Ruta Nacional Nº 12, Corrientes, CP 3400. Argentina
[*] Autor para correspondencia. mariyfran077@hotmail.com; yfranelviramaria_cen@ucp.edu.ar
RESUMENCorrientes, entre
las principales provincias productoras de cítricos, aporta un 23 % de
la producción nacional. La utilización de muy diversos productos
químicos en la producción agrícola para controlar plagas y enfermedades,
para disminuir riesgos y pérdidas de los sistemas agrícolas, ha sido un
reto permanente. El uso de tales productos se debe a las propiedades
biocidas y selectividad que poseen. El objetivo fue evaluar presencia de
residuos de plaguicidas en el jugo y parámetros de calidad de frutos
mediante características fisicoquímicas. Se realizaron tres muestreos en
dos años consecutivos recolectando muestras con cinco repeticiones,
evaluándose presencia de residuos de pesticidas piretroides
(cipermetrina, deltametrina, alfacipermetrina, lambdacihalotrina)
carbamatos (aldicarb, carbofuran) y organoclorados (endosulfan) y las
variables: espesor de corteza, diámetro ecuatorial, masa fresca,
contenido y porcentaje de jugo, sólidos solubles totales, acidez total e
índice de madurez. Las frutas no presentaron residuos de pesticidas
detectables. Los parámetros de calidad de frutos de naranja Valencia,
mandarinas Nova, Murcott y limón Eureka presentaron adecuado tamaño de
fruto, elevada cantidad de jugo y °Brix que superan los niveles
estándares. Los mayores valores de jugo e índice de madurez se
encontraron en naranja y mandarinas resultando de interés tanto para
consumo fresco como industria.
INTRODUCCIONLa
República Argentina manifiesta un continuo crecimiento del sector
citrícola, tanto en frutos frescos como en procesados. Corrientes,
colocada como una de las principales provincias productora de naranjas y
mandarinas del nordeste argentino, aportando un 23 % de la producción
nacional 1. La citricultura de la provincia
se centra en la producción de fruta para consumo fresco. El destino a
industria es secundario o más bien es un subproducto. El otro punto es
que en la fase de producción primaria habría una primera diferencia
entre la producción para exportación y mercado interno. En principio, en
el primer caso, dependiendo de la región de destino, existen diferentes
requisitos de producción para poder exportar; por lo tanto, la
distinción entre un destino y otro comienza en el campo. Según los
parámetros de calidad de fruta de exportación, puede existir fruta que
no cumpla con las especificaciones, por lo tanto, desde un empaque de
exportación puede redestinarse cierta fruta hacia mercado interno o
industria 2. A su vez, el consumo de frutas
y verduras es cada vez mayor, debido a la concientización en dietas
sanas, algunos autores aseguran que es recomendable la promoción del
consumo de frutas y verduras por parte de ocho miembros de Alianza
Internacional de Asociaciones y Movimientos “5 al día” (AIAM5) para
alcanzar sus objetivos de promoción del consumo de frutas y verduras 3.
La ingesta insuficiente de frutas y verduras es un factor de riesgo
fundamental y común de varias enfermedades crónicas no transmisibles. La
baja ingesta de frutas y verduras ocasiona 1,7 millones de muertes al
año, en su mayor parte por enfermedades cardiovasculares, cáncer,
enfermedades respiratorias y diabetes. El consumo habitual de frutas y
verduras se ha asociado a un menor riesgo de enfermedad y mortalidad 4.
Por
otro lado, el uso actual de pesticidas ha proporcionado indudables
mejoras en el rendimiento de producción. Estos compuestos comprenden un
gran número de sustancias, con diferentes niveles de persistencia y
selectividad 5-7,
que se dividen en diferentes clases (herbicidas, fungicidas,
insecticidas, etc.). Sin embargo, la aplicación incorrecta de pesticidas
puede dejar residuos en alimentos, lo que ha llevado a los diferentes
gobiernos a establecer límites máximos de residuos (LMR) para los
alimentos. En Argentina, las Directrices Generales para la coordinación
de inocuidad de productos de origen vegetal, así como el sistema de
control de frutas y hortalizas y el programa de monitoreo de residuos de
plaguicidas y contaminantes microbiológicos en frutas y hortalizas,
están especificadas por SENASA 8 en pos de la seguridad ambiental y alimentaria. Brasil es el mayor productor de jugo de naranja y exportador en el mundo 9,10;
en 2012, la exportación de jugo de naranja de Brasil a los Estados
Unidos se prohibió, debido a la presencia de residuos de carbendazim
(fungicida) 11,12.
En
la actualidad, se intenta buscar una solución viable en la lucha
biológica contra las plagas y en la utilización de plaguicidas poco
contaminantes. Se han desarrollado e implementado iniciativas
gubernamentales, como los modelos de producción, basados en las “buenas
prácticas agrícolas” (BPA) y en la “inocuidad alimentaria”, los cuales
han tenido resultados notables en la agricultura comercial, sobre todo
en la horticultura de exportación. En dicha actividad agrícola, la
preocupación de los productores, ocasionada por la posibilidad de que
sus productos exportables sean devueltos por contener residuos de
plaguicidas, se manifiesta en políticas de inocuidad y en una tendencia
al uso de compuestos con menor persistencia y residualidad, que
garanticen la calidad establecida en los mercados, ya que los
consumidores esperan un suministro constante de alimentos limpios, de
alta calidad, sanos y seguros 13,14.
Entre
las frutas y las hortalizas, las frutas cítricas se destacan por un
contenido importante de flavonoides y fenilpropanoles, además de ácido
ascórbico, siendo todos estos componentes los responsables de
proporcionar cualidades benéficas relacionadas con la salud 15.
Existen diversos parámetros indicativos de calidad del fruto. Así las
frutas se pueden clasificar externamente según su tamaño. Por otro lado,
el contenido de jugo, de sólidos solubles totales, la acidez del jugo
como también la firmeza de la pulpa, son importantes atributos de
calidad interna de la fruta. En el caso particular de los cítricos, para
conocer el grado de madurez y definir el momento de su recolección, se
calcula el índice de madurez; valor que resulta de la relación entre el
contenido de sólidos solubles totales/100 g de jugo, con respecto a la
acidez titulable 2.
Evaluaciones
acumulativas de riesgo dietético agudo de organofosforados (OP),
carbamatos (CB) y piretroides (PY) se llevaron a cabo para la población
brasileña, obteniendo datos de residuos para 30786 muestras de 30
alimentos de dos programas nacionales de monitoreo. En dicho estudio
encontraron que el jugo de naranja contiene principalmente OP 14.
Estudios
realizados sobre la ingesta crónica acumulativa a organofosforados,
carbamatos y plaguicidas piretroides y piretrinas en la región de
Valencia, a través del consumo de frutas y verduras, mostró que de un
total de 752 frutas y verduras analizadas entre 2007 y 2011, se encontró
residuos de plaguicidas en el 63 % de las muestras de Valencia-España.
De estos, sólo el 3 % excedió los límites máximo de residuos
establecidos por ley. El más frecuente de los pesticidas detectados
fueron carbendazim, chlorpyrifos y lambdacyhalothrina. La ingesta
crónica acumulada de residuos de plaguicidas analizados, sería
relativamente bajo en comparación con la ingesta diaria admisible. Por
lo tanto, la seguridad de los consumidores valencianos parece estar bajo
control en términos de ingesta crónica acumulativa de plaguicidas, a
través del consumo de frutas y verduras 16.
El
objetivo de este trabajo fue evaluar la presencia de residuos de
pesticidas piretroides, carbamatos y organoclorados; así como también,
la calidad mediante sus características físicas y químicas de los frutos
de naranja, mandarina y limón que ingresan al mercado interno de la
ciudad de Corrientes y establecer asociaciones entre las diferentes
propiedades analizadas.
MATERIALES Y MÉTODOSSe
tomaron diferentes muestras, provenientes de distintas zonas aledañas a
la capital correntina (Argentina), San Lorenzo, Departamento de
Saladas, Santa Rosa, Departamento Concepción, Mocoretá (Corrientes) y
Posadas (Misiones), que ingresaron a las líneas de venta del Mercado
Central, destinadas a consumo interno. Durante la época de cosecha, se
realizaron tres muestreos anuales, durante dos años consecutivos,
2016-2017 (Tabla 1).
Se
seleccionaron, al azar, frutos provenientes del mercado central de
Corrientes. Cada muestra estuvo compuesta por 15 frutas y cinco
repeticiones por cada especie cítrica: Limón Eureka, naranja Valencia y
mandarina Nova y mandarina Murcott.
Para el análisis de agroquímicos se utilizó
la técnica de cromatografía gaseosa, con dos detectores. Para la
detección de agroquímicos clorados y piretroides se utilizó el Detector
de Captura de Electrones (ECD) y para el análisis de fosforados y, en
este caso, para el carbamato especifico en estudio (carbofuran), el
detector de Nitrógeno-Fosforo (NPD 17.
Se
trabajó con estándares de plaguicidas de pureza mayor al 95 %. Las
soluciones madre fueron preparadas en concentraciones cercanas a 500
μgmL-1 en acetonitrilo o metanol y almacenadas en frascos
ámbar a -20 ºC. La mezcla de plaguicidas se prepara en metanol, tomando
diferentes volúmenes de cada una de las soluciones madre hasta obtener
un rango de concentraciones entre 0,64 y 9,95 μg mL-1. Esta
solución se almacena en frasco ámbar a -20 ºC. Los solventes empleados
en este estudio serán PAI ACS grado HPLC. Para los ensayos de extracción
se utilizaron sales de QuEChERSRestek Q-Sep TM y para la limpieza de
los extractos se emplearon los adsorbentes RestekdSPE Q-Sep TM. Se
empleó como estándar internopara el detector de nitrógeno fosforo el
trifenilfosfato (TPP) y para el detector de captura de electrones el
fosfato de tris- (1,3-dicloroisopropil).
Para la
determinación de los residuos en las diversas matrices cítricas, el
tratamiento previo de las muestras se efectuó teniendo en cuenta la
naturaleza del o los analitos a evaluar y el sistema cromatográfico a
adoptar. Se utilizó el método QuEChERS (acrónimo inglés de Quick, Easy,
Cheap, Effective, Rugged y Safe [rápido, fácil, económico, eficaz,
sólido y seguro]), en el que se tratan previamente las muestras con NaCl
y MgSO4 yacetonitrilo, luego la eliminación de interferencia.
Se
detallan a continuación, para las muestras de frutas cítricas, el
proceso extractivo aplicado: método extractivo QuEChERS modificado para
muestras de frutas y posterior determinación de los analitos por GC. En
tubo de centrífuga de 50 mL, el jugo de la fruta es exactamente masada,
aproximadamente 10 g, se adicionan 5 g de Na2SO4,
1g de NaCl y 10 mL de acetonitrilo. Se agita por 1 minuto vigorosamente y
luego se centrifuga 10 minutos a 4000 rpm. Se llevan las muestras al
freezer hasta congelación de la fase acuosa y se extrae la fase orgánica
sobrenadante. Los diferentes extractos son mezclados y filtrados con Na2SO4
a través de papel de filtro Whatman Nº 90, hasta un volumen final de
muestra de 25 mL. Del mismo se tomó una alícuota de 10 mL y se agregó
una mezcla de amina primaria-secundaria (PSA), más carbón grafitado para
la eliminación de pigmentos, luego se procedió a la inyección de los
extractos en el cromatografo gaseoso.
La
calidad de los frutos cítricos se determinó de acuerdo a sus parámetros
físicos, como son la masa fresca en g, el diámetro ecuatorial de la
fruta en mm y espesor de corteza en mm. Luego se precedió a la
extracción del jugo, libre de materiales fibrosos y se realizaron las
siguientes evaluaciones fisicoquímicas: volumen de jugo en mL; contenido
de azúcar (sólidos solubles totales, SST) expresados en ºBrix, acidez
(expresada como ácido cítrico principalmente) e índice de madurez o
ratios, que es la relación entre el contenido de sólidos solubles
totales y la acidez total (SST/AT).
Se evaluó la masa fresca, utilizando una balanza digital con una sensibilidad de 10-3 g; el diámetro ecuatorial y espesor de la corteza de la fruta, usando un calibre digital con sensibilidad de 10-2
mm. Se extrajo el jugo con un procesador Philips Modelo HR 1820, se
filtró con una malla filtrante de 1 mm de diámetro. Luego se determinó:
volumen de jugo obtenido por muestra medido con probeta de 10 mL de
apreciación, SST mediante refractometría (refractómetro digital ATAGO
modelo Pal-1), acidez por titulación ácido base con hidróxido
de sodio 0,1N, expresándose el resultado como g de ácido cítrico
anhidro/ 100 mL de solución. El IM (ratio) se estimó mediante el cálculo
°Brix/Acidez.
Los parámetros que describen las
características físicas de los frutos y fisicoquímicos del jugo fueron
tratados a través de indicadores descriptivos como la media, la
desviación standard, el coeficiente de variación y los valores máximos y
mínimos. Los datos obtenidos fueron sometidos a las pruebas de
normalidad mediante prueba de bondad de ajuste con el estadístico
Shapiro-Wilks modificado (p≤0,05) y se analizaron estadísticamente
mediante ANOVA y prueba de Duncan (p≤0,05) utilizando el software
Infostat 18. A través del análisis de
componentes principales (ACP), se analizó el comportamiento de las
muestras de las distintas variedades respecto a las variables
estudiadas, considerando las variedades como variables clasificatorias.
Se construyeron ejes artificiales que permitieron obtener gráficos
Biplot con propiedades óptimas para interpretar e identificar
asociaciones entre observaciones (variedades) y variables en un mismo
espacio 19.
RESULTADOS Y DISCUSIONEn la Tabla 2
se muestran los resultados obtenidos en los diferentes muestreos, en
los cuales se analizó diferentes tipos de agroquímicos (cipermetrina,
alfa-cipermetrina, deltametrina, lambdacihalotrina) carbamatos
(aldicarb, carbofuran) y organoclorados (endosulfan), en jugos de frutas
cítricas frescas. De cada uno de ellos se calculó el límite de
detección para la técnica de extracción empleada.
Sin embargo, en otros estudios se encontraron
residuos de carbamatos, principalmente en chile dulce (29,2 %) y
naranja (19,9 %) y residuos organofosforados fueron detectados en todas
las muestras de los 25 alimentos analizados en Brasil 14.
De
las frutas analizadas no se detectó residuo de los agroquímicos para
los límites de detección establecido para cada agroquímico.
En la Tabla 3
se detallan los resultados de la evaluación de residuos para jugos de
fruta fresca de naranja, mandarina y limón de los dos años evaluados.
Al no presentar residuos de plaguicidas,
implica que, mediante la implementación de buenas prácticas agrícolas,
un manejo integrado de plagas y enfermedades y un buen uso y manejo de
plaguicidas, se garantiza la calidad establecida en los mercados, ya que
los consumidores esperan un suministro constante de alimentos limpios,
de alta calidad, sanos y seguros 13,14.
La
maduración interna viene determinada por el Índice de Madurez (relación
entre la concentración de solidos solubles totales y la acidez), de
modo que este debe alcanzar el mínimo exigido para iniciarse la
recolección. Los valores hallados de los parámetros evaluados responden a
las normas de comercialización de mercado interno, según resolución N°
145 del reglamento de calidad de frutas cítricas para mercado interno y
exportación de la Secretaría de Agricultura y Ganadería de la Nación 20,
en donde es requisito una relación mínima de SST-Acidez 7 a 1, para
mandarinas, mientras que las naranjas deberán presentar una relación
SST-Acidez 6 a 1.
En los limones, el nivel de
acidez es especialmente importante y tienen estándares entre 5 y 7 %,
comparado con cerca de 1 % en naranjas y mandarinas. Los resultados
rondaron estos valores estándares, excepto para limón Eureka y mandarina
Murcott, que se encontraron por debajo de los estándares, 4,11 y 0,70 %
de acidez, respectivamente.
Las muestras de naranja Valencia y mandarina Nova se encontraron dentro de los valores estándares (Tabla 4). De acuerdo a otras investigaciones 2,
los ácidos orgánicos contribuyen significativamente a la acidez total
del jugo, siendo el ácido cítrico el ácido orgánico predominante (70-80 %
del total). Los ácidos orgánicos son considerados una fuente importante
de sabor ácido en la fruta y una fuente de energía en la célula
vegetal.
Los ácidos, generalmente, disminuyen
durante la maduración, ya que ellos pueden ser utilizados como sustratos
respiratorios o convertidos en azúcares, aunque también se utilizan
para la formación de compuestos aromáticos y del sabor. En la fase de
maduración, los ácidos libres disminuyen progresivamente, como
consecuencia, fundamentalmente, de un proceso de dilución, lo cual
sucede a medida que la fruta aumenta en tamaño y en contenido de jugo.
Es importante señalar que la acidez total es comúnmente utilizada como
un componente para calcular el índice de madurez, más que como un
parámetro independiente.
Los menores valores de acidez en limones y
mandarina Murcott, podrían estar relacionados con la fertilización. El
manejo de la fertilización, ya sea por el tipo de fertilizante o por la
dosis utilizada, provoca modificaciones en los parámetros de calidad
interna y externa de la fruta. Según otros estudios la utilización de
urea (6 g planta-1, semanalmente, durante todo el ciclo de crecimiento) produjo un aumento en la carga de fruta por planta 21,
lo que se tradujo en un menor peso y diámetro individual de los frutos.
Además, modificó la calidad interna, principalmente, a través de
menores niveles de °Brix, SST, menor acidez y mayor Ratio, en
comparación a la fertilización orgánica (cama de pollo: se suministró
durante el mes de septiembre a una dosis de 17 kg planta-1) y
Testigo (sin fertilización). Las variedades donde mayormente se expresó
este efecto fueron Washington navel, Valencia late y Clemenules.
En investigaciones realizadas se encontraron resultados entre 1,2 y 1,3 % de acidez en naranja Valencia y mandarina Murcott 22 y el mismo autor en 2015 23 encontró valores entre 1,46 y 1,54 % de acidez en naranja Valencia.
Las
frutas procesadas en esta evaluación presentaron valores entre 25,9 % a
47,5 % de jugo en limones, 45,57 a 58,41 % en naranjas, 36,40 a 49,63 %
de jugo en mandarina Nova y 34,50 % a 39,20 % en mandarina Murcott (Tabla 4), resultados que se encuentran por encima de los valores mínimos exigidos para cada variedad 20 (el contenido estándar mínimo en jugo es de 30 % para limones, naranjas y mandarinas destinadas a consumo interno).
Los frutos además deben alcanzar el tamaño (calibre) mínimo señalado en la Norma de Calidad para poder ser comercializados 20.
Estos están fijados entre 50-85 mm para limones, 55-90 mm para naranjas
y mandarinas. Los calibres promedio encontrados fueron todos valores
entre los rangos estándares (Tabla 4). Resultados similares se encontraron en frutos de naranja 'Valencia late' y tangor 'Murcott' en Santa Rosa, Corrientes 22.
En la Figura 1
se muestra la representación gráfica del Análisis de Componentes
Principales (ACP) de las variables de calidad de los frutos y del jugo
de frutos cítricos. Las muestras de limón Eureka presentaron mayor
asociación con la acidez del jugo, masa y el espesor de corteza del
fruto, variables que presentaron los valores significativamente mayores
en las muestras de limón Eureka (Tabla 5); las
muestras de naranja y mandarina se asociaron con las variables mL y
porcentaje de jugo y con el diámetro ecuatorial del fruto, índice de
madurez o ratio y con ºBrix.
Biplot resultante del Análisis de Componentes Principales (ACP) de las variables
M:
masa fresca en g, EP: espesor promedio de corteza en mm, DE: diámetro
ecuatorial de la fruta en mm, % de jugo, mL de jugo, ºBrix: contenido de
sólidos solubles, acidez, y Ratio o índice de madurez en frutos de
mandarina, naranja y limón.
Estos resultados indican que en función de la
condición fisicoquímica de los frutos cítricos evaluados, poseen una
condición de madurez óptima, con buen tamaño de frutos. Los frutos de
naranja Valencia a pesar de presentar un tamaño de fruto
significativamente menor, respecto de limón, lograron obtener
significativamente mayor contenido de jugo (mL y % de jugo), la
mandarina Nova presentó valores intermedios y limón y mandarina Murcott
los valores significativamente menores de estas dos variables.
Los
valores mayores de Ratio se encontraron en naranja y mandarina, de
interés tanto para consumo en fresco como para la industria de jugos
concentrados y productos manufacturados como mermeladas y jaleas,
mientras que las muestras de limón presentaron un nivel de acidez
especialmente importante, muy cercano a valores estándares.
CONCLUSIONES
Las
frutas no presentan residuos de carbamatos, organoclorados ni
piretroides y, por ende, se asegura la calidad del producto y la
seguridad para el mercado y el consumidor final.
Los
parámetros de calidad de los frutos cítricos de naranja Valencia,
mandarina Nova y Murcott y limón Eureka presentaron adecuado tamaño de
fruto, elevada cantidad de jugo (mL y % de jugo) y una concentración
media de sólidos solubles totales que superan los niveles estándares.
Los
mayores valores encontrados de jugo y del ratio en naranja y mandarina
resultan de interés, tanto para el consumo de fruta fresca, como para la
industria y hacen a la variedad de naranja Valencia y mandarinas Nova y
Murcott, más atractivas para el consumidor como fruta fresca.
INTRODUCTIONThe
Argentine Republic shows a continuous growth of the citrus sector, both
in fresh and processed fruits. Corrientes, placed as one of the main
producing provinces of oranges and tangerines in northeastern Argentina,
contributing 23 % of national production 1.
The citrus industry in the province focuses on the production of fruit
for fresh consumption. The destination to industry is secondary or
rather it is a byproduct. The other point is that in the primary
production phase there would be a first difference between production
for export and domestic market. In principle, in the first case,
depending on the region of destination, there are different production
requirements to export; Thus. The distinction between one destination
and another begins in the field. Depending on the export fruit quality
parameters, there may be fruit that does not meet the specifications,
therefore, from an export package, certain fruit can be re-destined to
the domestic market or industry 2. In turn,
the consumption of fruits and vegetables is increasing, due to
awareness in healthy diets, some authors say that it is advisable to
promote the consumption of fruits and vegetables by eight members of the
International Alliance of Associations and Movements "5 a day” (AIAM5)
to achieve its objectives to promote the consumption of fruits and
vegetables 3. Insufficient intake of fruits
and vegetables is a fundamental and common risk factor for several
chronic noncommunicable diseases. The low intake of fruits and
vegetables causes 1.7 million deaths per year, mostly due to
cardiovascular diseases, cancer, respiratory diseases and diabetes.
Regular consumption of fruits and vegetables has been associated with a
lower risk of disease and mortality 4.
On
the other hand, the current use of pesticides has provided undoubted
improvements in production performance. These compounds comprise a large
number of substances, with different levels of persistence and
selectivity 5-7,
which are divided into different classes (herbicides, fungicides,
insecticides, etc.). However, the incorrect application of pesticides
can leave residues in food, which has led different governments to
establish maximum residue limits (MRLs) for food. In Argentina, the
General Guidelines for the coordination of safety of products of plant
origin, as well as the fruit and vegetable control system and the
monitoring program for pesticide residues and microbiological
contaminants in fruits and vegetables, are specified by SENASA 8 in pursuit of environmental and food security. Brazil is the largest producer of orange juice and exporter in the world 9,10;
In 2012, the export of orange juice from Brazil to the United States
was banned, due to the presence of carbendazim (fungicide) residues 11,12.
At
present, an attempt is being made to find a viable solution in the
biological fight against pests and in the use of low-polluting
pesticides. Government initiatives have been developed and implemented,
such as production models, based on "good agricultural practices" (GAP)
and "food safety", which have had remarkable results in commercial
agriculture, especially in horticulture export. In this agricultural
activity, the concern of the producers, caused by the possibility that
their exportable products are returned by containing pesticide residues,
is manifested in safety policies and in a tendency to use compounds
with less persistence and residuality, which guarantee the quality
established in the markets, as consumers expect a constant supply of
clean, high quality, healthy and safe food 13,14.
Among
fruits and vegetables, citrus fruits stand out for an important content
of flavonoids and phenylpropanoles, as well as ascorbic acid, all of
these components being responsible for providing beneficial
health-related qualities 15. There are
several parameters indicative of fruit quality. Thus the fruits can be
classified externally according to their size. On the other hand, the
juice content, of total soluble solids, the acidity of the juice as well
as the firmness of the pulp, are important attributes of the fruit's
internal quality. In the particular case of citrus fruits, to know the
degree of maturity and define the moment of its collection, the maturity
index is calculated; value resulting from the ratio between the total
soluble solids content/100 g of juice, with respect to titratable
acidity 2.
Cumulative
assessments of acute dietary risk of organophosphates (OP), carbamates
(CB) and pyrethroids (PY) were carried out for the Brazilian population,
obtaining residue data for 30786 samples of 30 foods from two national
monitoring programs. In this study they found that orange juice contains
mainly OP 14.
Studies
on the cumulative chronic intake of organophosphates, carbamates and
pesticides pyrethroids and pyrethrins in the Valencia region, through
the consumption of fruits and vegetables, showed that of a total of 752
fruits and vegetables analyzed between 2007 and 2011, residues were
found of pesticides in 63 % of the samples from Valencia-Spain. Of
these, only 3 % exceeded the maximum residue limits established by law.
The most frequent of the pesticides detected were carbendazim,
chlorpyrifos and lambdacyhalothrina. The accumulated chronic intake of
pesticide residues analyzed would be relatively low compared to the
acceptable daily intake. Therefore, the safety of Valencian consumers
seems to be under control in terms of chronic cumulative pesticide
intake, through the consumption of fruits and vegetables 16.
The
objective of this work was to evaluate the presence of pyrethroid,
carbamate and organochlorine pesticide residues; as well as the quality
through its physical and chemical characteristics of the fruits of
orange, tangerine and lemon that enter the internal market of the city
of Corrientes and establish associations between the different
properties analyzed.
MATERIALS AND METHODSDifferent
samples were taken, coming from different areas adjacent to the
Correntina capital (Argentina), San Lorenzo, Saladas Department, Santa
Rosa, Concepción Department, Mocoretá (Corrientes) and Posadas
(Misiones), which entered the Market sales lines Central, destined for
internal consumption. During the harvest season, three annual samples
were carried out, for two consecutive years, 2016-2017 (Table 1).
Fruits
from the central market of Corrientes were randomly selected. Each
sample was composed of 15 fruits and five repetitions for each citrus
species: Lemon Eureka, Valencia orange and Nova mandarin and Murcott
mandarin.
For the analysis of agrochemicals, the gas
chromatography technique was used, with two detectors. For the detection
of chlorinated and pyrethroid agrochemicals, the Electron Capture
Detector (ECD) was used and for phosphorus analysis and, in this case,
for the specific carbamate under study (carbofuran), the
Nitrogen-Phosphorus detector (NPD) 17.
We
worked with pesticide standards of purity greater than 95 %. Stock
solutions were prepared in concentrations close to 500 μg mL-1
in acetonitrile or methanol and stored in amber bottles at -20 °C. The
pesticide mixture is prepared in methanol, taking different volumes of
each of the stock solutions until a concentration range between 0.64 and
9.95 μg mL-1 is obtained. This solution is stored in an
amber bottle at -20 °C. The solvents used in this study will be PAI ACS
HPLC grade. For extraction tests, QuEChERS Restek Q-Sep ™ salts were
used and Restek dSPE Q-SepTM adsorbents were used for cleaning the
extracts. Triphenyl phosphate (TPP) was used as an internal standard for
the phosphorus nitrogen detector (tris-(1,3-dichloro-propropyl)
phosphate for the electron capture detector.
For
the determination of the residues in the various citrus matrices, the
previous treatment of the samples was carried out taking into account
the nature of the analyte (s) to be evaluated and the chromatographic
system to be adopted. The QuEChERS method was used (English acronym for
Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe [fast, easy, economical,
effective, solid and safe]), in which the samples were previously
treated with NaCl and MgSO4 and acetonitrile, then the elimination of interference.
For
the citrus fruit samples, the extractive process applied: modified
QuEChERS extractive method for fruit samples and subsequent
determination of the analytes by GC are detailed below. In a 50 mL
centrifuge tube, the fruit juice is exactly mass, approximately 10 g, 5 g
of Na2SO4, 1 g of NaCl and 10 mL of acetonitrile
are added. Stir vigorously for 1 minute and then centrifuge 10 minutes
at 4000 rpm. The samples are taken to the freezer until freezing of the
aqueous phase and the supernatant organic phase is extracted. The
different extracts are mixed and filtered with Na2SO4
through Whatman No. 90 filter paper, to a final sample volume of 25 mL.
From it, a 10 mL aliquot was taken and a mixture of primary-secondary
amine (PSA), plus graphite carbon for the removal of pigments, was
added, then the extracts were injected into the gas chromatograph.
The
quality of citrus fruits was determined according to their physical
parameters, such as the fresh mass in g, the equatorial diameter of the
fruit in mm and crust thickness in mm. The juice was then preceded, free
of fibrous materials and the following physicochemical evaluations were
performed: volume of juice in mL; sugar content (total soluble solids,
SST) expressed in ºBrix, acidity (expressed as citric acid mainly) and
maturity index or ratios, which is the ratio between the total soluble
solids content and total acidity (SST/AT).
Fresh dough was evaluated, using a digital scale with a sensitivity of 10-3 g; the equatorial diameter and thickness of the fruit's crust, using a digital caliber with 10-2
mm sensitivity. The juice was extracted with a Philips Model HR 1820
processor, filtered with a 1 mm diameter filter mesh. Then it was
determined: volume of juice obtained per sample measured with 10 mL test
tube, SST by refractometry (ATAGO digital refractometer model Pal-1),
acidity by acid base titration with 0.1N sodium hydroxide, expressing
the result as g of anhydrous citric acid/100 mL of solution. The IM
(ratio) was estimated using the °Brix/Acidity calculation.
The
parameters that describe the physical characteristics of the fruits and
physicochemicals of the juice were treated through descriptive
indicators such as the mean, the standard deviation, the coefficient of
variation and the maximum and minimum values. The data obtained were
subjected to normality tests by goodness of fit test with the modified
Shapiro-Wilks statistic (p≤0.05) and analyzed statistically by ANOVA and
Duncan test (p≤0.05) using the software Infostat 18.
Through the analysis of main components (ACP), the behavior of the
samples of the different varieties with respect to the studied variables
was analyzed, considering the varieties as classification variables.
Artificial axes were constructed that allowed Biplot graphics to be
obtained with optimal properties to interpret and identify associations
between observations (varieties) and variables in the same space 19.
RESULTS AND DISCUSSION
Table 2 shows the results obtained in the
different samples, which analyzed different types of agrochemicals
(cypermethrin, alpha-cypermethrin, deltamethrin, lambdacihalotrin)
carbamates (aldicarb, carbofuran) and organochlorines (endosulfan), in
fruit juices Fresh citrus The detection limit for the extraction
technique used was calculated from each of them.
However, in other studies carbamates
residues were found, mainly in sweet chili (29.2 %) and orange (19.9 %)
and organophosphorus residues were detected in all samples of the 25
foods analyzed in Brazil 14.
Of the analyzed fruits, no agrochemical residues were detected for the detection limits established for each agrochemical.
Table 3 details the results of the residue evaluation for fresh orange, tangerine and lemon fruit juices of the two years evaluated.
By not presenting pesticide residues, it
implies that through the implementation of good agricultural practices,
an integrated management of pests and diseases and a good use and
management of pesticides, the quality established in the markets is
guaranteed, as consumers expect a constant supply of clean, high
quality, healthy and safe food 13,14.
Internal
maturation is determined by the Maturity Index (relationship between
the concentration of total soluble solids and acidity), so that it must
reach the minimum required to start harvesting. The values found for the
parameters evaluated correspond to the rules of commercialization of
the internal market, according to resolution N° 145 of the regulation of
quality of citrus fruits for internal market and export of the Ministry
of Agriculture and Livestock of the Nation 20, where a minimum SST-Acidity 7 to 1 ratio is required for mandarins, while oranges must have an SST-Acidity 6 to 1 ratio.
In
lemons, the level of acidity is especially important and has standards
between 5 and 7 %, compared with about 1 % in oranges and tangerines.
The results were around these standard values, except for Eureka lemon
and Murcott mandarin, which were below the standards, 4.11 and 0.70 %
acidity, respectively.
The Valencia orange and Nova mandarin samples were found within the standard values (Table 4). According to other research 2,
organic acids contribute significantly to the total acidity of the
juice, with citric acid being the predominant organic acid (70-80 % of
the total). Organic acids are considered an important source of acidic
taste in the fruit and a source of energy in the plant cell.
Acids
generally decrease during maturation, since they can be used as
respiratory substrates or converted into sugars, although they are also
used for the formation of aromatic and flavor compounds. In the ripening
phase, free acids progressively decrease, as a consequence,
fundamentally, of a dilution process, which happens as the fruit
increases in size and juice content. It is important to note that total
acidity is commonly used as a component to calculate the maturity index,
rather than as an independent parameter.
The lower acid values in lemons and Murcott
mandarin, could be related to fertilization. Fertilization management,
either by the type of fertilizer or by the dose used, causes changes in
the internal and external quality parameters of the fruit. According to
other studies, the use of urea (6 g plant-1, weekly, throughout the growth cycle) produced an increase in the fruit load per plant 21,
which resulted in a lower weight and individual diameter of the fruits.
In addition, it modified the internal quality, mainly, through lower
levels of ° Brix, SST, lower acidity and higher Ratio, compared to
organic fertilization (chicken bed: it was supplied during the month of
September at a dose of 17 kg plant-1) and Witness (without
fertilization). The varieties where this effect was mostly expressed
were Washington navel, Valencia late and Clemenules.
In research conducted, results were found between 1.2 and 1.3 % acidity in Valencia orange and Murcott mandarin 22 and the same author in 2015 23 found values between 1.46 and 1.54 % acidity in orange Valencia.
The
fruits processed in this evaluation showed values between 25.9 % to
47.5 % of juice in lemons, 45.57 to 58.41 % in oranges, 36.40 to 49.63 %
of juice in mandarin Nova and 34, 50 % to 39.20 % in Murcott tangerine (Table 4), results that are above the minimum values required for each variety 20 (the minimum standard juice content is 30 % for lemons, oranges and mandarins intended to internal consumption).
The fruits must also reach the minimum size (gauge) indicated in the Quality Standard in order to be marketed 20.
These are set between 50-85 mm for lemons, 55-90 mm for oranges and
tangerines. The average calibers found were all values between the
standard ranges (Table 4). Similar results were found in 'Valencia late' orange fruits and 'Murcott' tangor in Santa Rosa, Corrientes 22.
Figure 1 shows the graphic representation of the
Principal Component Analysis (ACP) of the fruit quality and citrus juice
variables. The Eureka lemon samples showed a greater association with
the acidity of the juice, mass and the thickness of the fruit's crust,
variables that presented significantly higher values in the Eureka lemon
samples (Table 5); the orange and tangerine samples
were associated with the variables mL and percentage of juice and with
the equatorial diameter of the fruit, maturity index or ratio and with
ºBrix.
Biplot resulting from Principal Component Analysis (ACP) of the variables
M:
fresh mass in g, EP: average crust thickness in mm, SD: equatorial
diameter of the fruit in mm, % of juice, mL of juice, ºBrix: soluble
solids content, acidity, and Ratio or maturity index in Mandarin, orange
and lemon fruits.
These results indicate that depending on the
physicochemical condition of the citrus fruits evaluated, they have an
optimum maturity condition, with good fruit size. The Valencia orange
fruits, despite having a significantly smaller fruit size, compared to
lemon, managed to obtain significantly higher juice content (mL and %
juice), the mandarin Nova presented intermediate values and lemon and
Murcott mandarin the significantly lower values of these two variables.
The
higher Ratio values were found in orange and tangerine, of interest
both for fresh consumption and for the concentrated juice industry and
manufactured products such as jams and jellies, while the lemon samples
showed a particularly important level of acidity, very close to standard
values.
CONCLUSIONS
The
fruits do not have residues of carbamates, organochlorines or
pyrethroids and, therefore, ensures product quality and safety for the
market and the final consumer.
The
quality parameters of the citrus fruits of Valencia orange, Nova and
Murcott mandarin and Eureka lemon presented adequate fruit size, high
amount of juice (mL and % of juice) and an average concentration of
total soluble solids that exceed standard levels .
The
highest values of juice and the ratio in orange and tangerine are of
interest, both for the consumption of fresh fruit, and for the industry
and make the variety of Valencia orange and mandarins Nova and Murcott,
more attractive for the consumer as fresh fruit.