ORIGINAL
Contenido de macroelementos, elementos traza y metales tóxicos en mieles comerciales
Content of macroelements, trace elements and toxic metals in commercial honeys
Saray Díaz1, Soraya Paz1, Carmen Rubio1, Ángel J. Gutiérrez1, Dailos González-Weller2, Consuelo Revert1, Arturo Hardisson1
1Área de Toxicología. Facultad de Ciencias de la Salud. Universidad de La Laguna. España
2Laboratorio de Salud Pública. Área de Salud de Tenerife. Santa Cruz de Tenerife. España
* Autor para correspondencia.
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Resumen
Introducción: La miel es el producto natural producido por las abejas melíferas a partir del néctar de las flores. Esta sustancia dulce es consumida como endulzante. La composición de la miel está influenciada por múltiples factores, entre los que se encuentra el ambiente. El aumento de la contaminación ambiental y la capacidad de bioacumulación de metales en las mieles hace necesario determinar el contenido de metales en este alimento.
Objetivos: El objetivo de este estudio es determinar el contenido de macroelementos (Na, K, Ca, Mg), elementos traza esenciales y no esenciales (Fe, Cu, Zn, Cr, Mn, Mo, Co, B, Ba, Ni, Sr, V, Li) y metales tóxicos (Al, Cd, Pb) para evaluar el aporte nutricional y el riesgo toxicológico teniendo en cuenta los valores de ingesta recomendada y máxima, respectivamente.
Material y métodos: Se han analizado un total de 30 muestras de mieles comerciales adquiridas en grandes superficies de la isla de Tenerife (Islas Canarias, España) mediante ICP OES (inductively coupled plasma optical emission spectrometry).
Resultados y discusión: El K (879 mg/kg peso húmedo) es el macroelemento que más destaca. Mientras que, de los elementos traza, es notable el nivel de de B (3,56 mg/kg p.h.) y Mn (3,00 mg/kg p.h). El Al (2,96 mg/kg p.h.) es el metal tóxico que destaca, seguido de Pb (0,04 mg/kg p.h.) y Cd (0,003 mg/kg p.h.). El consumo de 25 g/día de estas mieles supondría un aporte destacado de Mn (3,26% hombres, 4,17% mujeres) así como un porcentaje de contribución del 2,92% de la TDI de Pb.
Conclusión: El consumo de estas mieles no supondría un riesgo para la salud de los adultos.
Palabras clave
miel; metales; contaminación; riesgo tóxico; ICP OES
Abstract
Introduction: Honey is the natural product produced by honey bees from the nectar of flowers. This sweet substance is consumed as a sweetener. The composition of honey is influenced by many factors, among which the environment is found. The increase of the environmental pollution and the capacity of bioaccumulation of metals in the honeys makes it necessary to determine the content of metals in this food.
Objectives: The objective of this study is to determine the content of the elements (Na, K, Ca, Mg), essential and non-essential trace elements (Fe, Cu, Zn, Cr, Mn, Mo, Co, B, Ba, Ni, Sr, V, Li) and toxic metals (Al, Cd, Pb) to evaluate the nutritional contribution and the toxic risk Logic taking into account the recommended and maximum intake values, respectively.
Material and methods: A total of 30 samples of commercial honeys acquired in large areas of the island of Tenerife (Canary Islands, Spain) have been analyzed through ICP OES (inductively coupled plasma optical emission spectrometry).
Results and discussion: K (879 mg/kg wet weight) is the most important element. Whereas, of the trace elements, the level of B (3.56 mg/kg ph) and Mn (3.00 mg/kg p. h) is notable. The Al (2.96 mg/kg ph) is the toxic metal that stands out, followed by Pb (0.04 mg/kg ph) and Cd (0.003 mg/kg ph). The consumption of 25 g/day of these honeys would be a significant contribution of Mn (3.26% men, 4.17% women) as well as a contribution percentage of 2.92% of the TDI of Pb.
Conclusion: The consumption of these honeys would not pose a risk to the health of the adults.
Keywords
honey; metals; contamination; toxic risk; ICP OES
Aportación a la literatura científica
Este trabajo actualiza los datos de metales en mieles comerciales. Además, se realiza una evaluación de la ingesta dietética de estos metales.
Los resultados obtenidos sirven para el conocimiento sobre el contenido de metales en las mieles que se comercializan en España.
Introducción
La miel es el producto natural producido por las abejas Apis mellifera principalmente a través del néctar de las flores. Las abejas sorben este néctar y lo transforman, combinándolo con otras sustancias, acumulándolo en los panales(1-3). La miel es consumida por su dulzor, convirtiéndola en un edulcorante natural además, ésta ha sido utilizada desde la antigüedad con fines medicinales debido a su actividad antimicrobiana(4).
Constituye un alimento energético por su elevado contenido en carbohidratos, además contiene aminoácidos, minerales, vitaminas y compuestos fenólicos. Sin embargo, la composición química de la miel depende de diversos factores como el origen botánico del néctar, factores ambientales y geográficos, y las técnicas del apicultor. Asimismo, estos factores pueden provocar un aumento en el nivel de metales en las mieles(5,6), es por eso que diversos autores ponen de manifiesto la posibilidad de usar las mieles como bioindicadores de contaminación ambiental(7).
Las mieles pueden contener elementos esenciales como los macroelementos (Na, K, Ca, Mg), los cuales son requeridos en grandes cantidades diarias y desempeñan importantes funciones en el organismo(8). El Ca es un constituyente esencial de huesos y dientes, mientras que el K y el Na forman cationes monovalentes que participan en el mantenimiento de la presión osmótica, o el Mg, que interviene en más de 300 reacciones enzimáticas(9-11). Por otro lado, la miel puede contener elementos traza esenciales (Fe, Cu, Zn, Cr, Mn, Mo, Co) que son requeridos diariamente pero en menores cantidades pues, una ingesta excesiva de cualquiera de estos elementos produciría efectos tóxicos. El Fe es un elemento que interviene en el transporte de oxígeno en la hemoglobina. Otros, como el Zn, Cu, Mo y Mn intervienen en procesos enzimáticos siendo cofactores de metaloenzimas(8). El Co forma parte de la cobalamina o vitamina B12. Y por último, el Cr es un elemento que participa en el metabolismo de los hidratos de carbono, los lípidos y los ácidos nucleicos(12).
En cuanto a los elementos traza no esenciales (B, Ba, Ni, Sr, V, Li), éstos son elementos que se encuentran de forma natural en el ambiente. No son esenciales para los seres humanos pero sí son esenciales para otros organismos animales y vegetales. Una ingesta excesiva de cualquiera de estos elementos podría tener graves consecuencias para la salud.
Los metales tóxicos (Al, Cd, Pb) son contaminantes ambientales y alimentarios que carecen de función en el organismo, siendo tóxicos. El Al es un conocido agente neurotóxico que tiende a acumularse en los tejidos, principalmente en el cerebro, estando relacionado con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer(13,14). El Cd es un metal contaminante y bioacumulativo que compite con elementos esenciales como el Zn, puede provocar daños al sistema renal. El Pb, otro agente neurotóxico, puede causar daños en el tracto gastrointestinal, el sistema renal y el sistema nervioso central(15).
Las mieles comerciales que se distribuyen en Canarias están compuestas por mezcla de mieles de diversos orígenes. Estos orígenes son desconocidos para el consumidor, sin embargo, debido a su menor precio las mieles comerciales son las más consumidas. La determinación de metales en este tipo de mieles es necesaria para evaluar el perfil nutricional y el resigo toxicológico derivado del consumo de éstas.
Los objetivos del presente estudio han sido: (i) determinar el contenido de macroelementos (Na, K, Ca, Mg), elementos traza esenciales y no esenciales (Fe, Cu, Zn, Cr, Mn, Mo, Co, B, Ba, Ni, Sr, V, Li) y metales tóxicos (Al, Cd, Pb) mediante espectrometría de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente, (ii) evaluar el aporte nutricional y el riesgo toxicológico teniendo en cuenta los valores de ingesta recomendada y máxima, respectivamente.
Material y Métodos
Muestras
Se analizaron un total de 30 muestras de mieles comerciales adquiridas en grandes superficies de la isla de Tenerife (Islas Canarias, España) entre los meses de diciembre de 2016 y marzo de 2017. Las muestras de miel adquiridas fueron: multiflores, de eucalipto, de romero, de montaña y de castaño.
Tratamiento de muestras
Se pesaron 5 gramos de miel, previamente homogeneizada, en cápsulas de porcelana (Staalich, Alemania) que se desecaron en estufa (Nabertherm, Alemania) a una temperatura de 70ºC durante 24 horas. Posteriormente, las muestras se sometieron a digestión ácida con HNO3 (Merck, Alemania) concentrado al 65%, para la destrucción de la materia orgánica. A continuación, se procedió a la incineración de las muestras en un horno mufla (Nabertherm, Alemania) con un programa temperatura - tiempo de 450ºC - 24 horas, con subida progresiva de la temperatura de 50ºC/hora(16). Las cenizas blancas fueron disueltas en HNO3 al 1,5% hasta un volumen de 25 mL en un matraz aforado. Cada muestra fue realizada por triplicado.
Método analítico y control de calidad
La determinación de los metales se realizó mediante ICP - OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry) usando un espectrómetro modelo Thermo Scientific iCAP 6000 series (Waltham, EEUU). Las condiciones instrumentales del equipo fueron las siguientes: potencia aproximada de RF de 1,2 kW; flujo de gas (flujo gas nebulizador, flujo gas auxiliar) de 0,5 L/min; velocidad de la bomba de 50 rpm y tiempo de estabilización de 0 s(17).
Las longitudes de onda (nm) instrumentales así como los límites de cuantificación instrumental (mg/L) para cada metal analizado son los que se recogen en la Tabla 1. Los límites de cuantificación (LOQ) han sido obtenido mediante el análisis de 15 blancos en condiciones de reproducibilidad(18).
Tabla 1. Longitudes de onda (nm) y límites de cuantificación (mg/L) instrumentales para cada metal analizado
LOQ, límite de cuantificación
Ha sido realizado un control de calidad del método para garantizar la exactitud y precisión del mismo. Este control de calidad se ha basado en los porcentajes de recuperación para cada metal usando materiales de referencia certificados (MRC) similares a la matriz en estudio. La Tabla 2 recoge el estudio de recuperación obtenido tras someter a los MRCs al mismo proceso de tratamiento que las muestras. Se han obtenido porcentajes de recuperación elevados.
Tabla 2. Porcentajes de recuperación (%) del material de referencia para cada metal analizado
La evaluación de la ingesta dietética se basa en la estimación de la ingesta diaria estimada (IDE), que es obtenida como se muestra a continuación:
IDE (mg/día) = Consumo medio de miel (kg/día) • Concentración metal (mg/kg)
Conocido el valor de la IDE, se calcula el porcentaje de contribución a los valores recomendados o máximos para cada metal. Estos porcentajes de contribución se obtienen como se indica a continuación:
Porcentaje de contribución (%) = [Valor de IDE (mg/día) / Valor guía] • 100
Resultados y Discusión
Contenido de metales en mieles comerciales
La Tabla 3 muestra las concentraciones medias (mg/kg) y las desviaciones estándar (DS) de los metales estudiados en las mieles comerciales. En lo que respecta a los macroelementos, se tiene que el K es el elemento que más destaca, con una concentración media de 879 mg/kg, seguido por Na > Ca > Mg.
Tabla 3. Concentración media de cada metal (mg/kg peso húmedo) y desviaciones estándar (DS) en las muestras de mieles analizadas
En cuanto a los elementos traza esenciales, el nivel medio de Mn (3,00 mg/kg p.h) ha sido el más elevado, seguido de Fe > Zn > Cu > Mo > Cr. El contenido de Co no ha sido cuantificado por encontrarse por debajo del LOQ de este elemento. Asimismo, el B (3,56 mg/kg p.h.) ha sido el elemento traza no esencial que ha registrado la mayor concentración media. Esto puede deberse a que el B es un elemento esencial para las plantas(19) con lo que se encontrarán concentraciones destacables en su néctar. El resto de elementos traza no esenciales siguen el orden decreciente de concentración de Sr > Li > Ba > V > Ni.
El Al (2,96 mg/kg p.h.) es el metal tóxico que destaca, seguido de Pb (0,04 mg/kg p.h.) y Cd (0,003 mg/kg p.h.). El Reglamento Europeo (CE) No 1881/2006 de la Comisión de 19 de diciembre de 2006 por el que se fija el contenido máximo de determinados contaminantes en los productos alimenticios, no fija límites máximos de ninguno de estos metales tóxicos en mieles(20).
Comparación con otros autores
La Figura 1 muestra el contenido de macroelementos encontrado por otros autores. Rashed & Soltan(21), quienes analizaron muestras de miel de sésamo procedentes de Egipto, obtuvieron concentraciones de K (1500 mg/kg p.h.) muy superiores a las obtenidas en el presente estudio. Mientras que, Yilmaz & Yavuz(22) obtuvieron concentraciones menores de Na, Mg y Ca menores a las encontradas en este estudio.
Figura 1. Comparación del contenido de macroelementos con otros autores
En cuanto al contenido de elementos traza (Figura 2), las concentraciones de Fe, Cu y Zn encontradas por los autores consultados son muy superiores a las registradas en el presente estudio, a excepción del nivel de Mn que ha sido superior al encontrado por Yilmaz & Yavuz(22).
Figura 2. Comparación del contenido de elementos traza con otros autores
En la Figura 3 puede observarse como el contenido de Cd encontrado en este estudio ha resultado menor que el encontrado por los autores consultados, mientras que, el contenido de Pb ha sido muy similar a los registrados por otros autores.
Figura 3. Comparación del contenido de metales tóxicos con otros autores
Evaluación de la ingesta dietética
La Tabla 4 muestra los valores de referencia fijados por diferentes instituciones, así como el valor de ingesta diaria estimada (IDE) y su porcentaje de contribución a la ingesta recomendada o máxima.
Tabla 4. Valores de ingesta diaria estimada (μg/día) y porcentajes de contribución (%) para las mieles comerciales analizadas
*TWI, tolerable weekly intake o ingesta seminal tolerable; TDI, tolerable daily intake o ingesta diaria tolerable; UL, upper level intake o ingesta máxima; IDR, ingesta diaria recomendada
**Peso corporal de un adulto (pc) establecido en 68.48 kg por la AECOSAN(32)
Se ha estimado una ingesta diaria de 25 gramos al día de miel, siguiendo las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS) que limita a 25 gramos diarios el consumo de productos con azúcares libres como la miel(23). Este consumo supone un aporte de Mn del 3,26% de la IDR para hombres y del 4,17% de la IDR para mujeres. Destaca, también el porcentaje de contribución a la IDR de Cu, siendo del 2,07% de la IDR para este elemento traza.
El consumo de 25 g/día de las mieles analizadas supondría un porcentaje de contribución de Pb del 2,92% de la TDI (ingesta diaria tolerable). El porcentaje de contribución de Al y Cd es menor al 1% de sus respectivas TWIs (ingestas semanales tolerables). Teniendo en cuenta los porcentajes de contribución calculados, el consumo de las mieles comerciales analizadas no supondría en ningún caso un riesgo para la salud de los adultos.
Conclusiones
Se ha determinado el contenido de macroelementos (Na, K, Ca, Mg), elementos traza esenciales y no esenciales (Fe, Cu, Zn, Cr, Mn, Mo, Co, B, Ba, Ni, Sr, V, Li) y metales tóxicos (Al, Cd, Pb) en 30 muestras de mieles comerciales adquiridas en la isla de Tenerife (Canarias, España). El consumo de 25 gramos al día de estas mieles supondría un aporte destacado de Mn, siendo del 3,26% y 4,17% para hombres y mujeres, respectivamente. Mientras que, el mismo consumo significaría un porcentaje de contribución del 2,92% de la TDI de plomo. El consumo medio de 25 g/día de estas mieles no supondría un riesgo para la salud de los adultos, pues en todos los casos, los porcentajes de contribución de los metales tóxicos y elementos traza no esenciales son bajos.
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