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dioXinas
¿Un nuevo reto para la industria de Alimentos?
Nelson Montoya., MSc.
Director Técnico, PRoGECA-BIoTERIo (Facultad de Ciencias químicas,)
Gerente General UBA ANALYTICAL LABoRAToRIES
¿qUé SoN LAS DIoXINAS?
Las Dioxinas son un grupo de sustancias quími-
cas. Todas ellas caracterizadas por ser compues-
tos aromáticos policlorados, incoloros e inodoros,
con estructuras y propiedades químicas y físicas
similares. Estos compuestos no son producidos
intencional o deliberadamente por el hombre,
pero son formados como productos de desechos
en diferente procesos químicos.
Las Dioxinas de manera natural están presentes
en erupciones volcánicas y fuegos forestales, pero
su origen de mayor preocupación corresponde a
su formación dentro de procesos antropogénicos
como la incineración de residuos urbanos, fabri-
cación de papel, herbicidas y defoliantes, produc-
ción de metales a alta temperatura, fabricación de
PVC, etc.
Aunque formalmente Dioxinas es el nombre apli-
cado a un grupo de 210 compuestos orgánicos poli-
clorados-dibenzodioxinas policloradas (PCDD’s)
y dibenzofuranos policlorados(PCDF’s)-, de este
grupo solo 17 compuestos son de interés y pre-
ocupación toxicológica. Siendo el 2, 3, 7, 8-tetra-
clorodibenzo-p-dioxina, abreviado como 2, 3, 7,
8-TCDD el mas estudiado de estos compuestos,
por su mayor toxicidad y carcinogenicidad reco-
nocidas por la organización mundial de la salud
(OMS). Su determinación se realiza en partes por
trillón.
En este grupo también se incluyen a ciertos com-
puestos de la familia de los bifenilos policlora-
dos (PCB’s), inclusión que se realiza en base a
la similitud de propiedades de estos compuestos
con las dioxinas, de allí su denominación “PCB’s
similares a dioxinas”.
ToXICIDAD
La mayoría de estudios sobre la toxicidad del gru-
po muestran resultados poco concluyentes. Esta
ambigüedad en los resultados es explicada como
consecuencia de la imposibilidad de emular en
experimentos sobre humanos, los resultados ob-
tenidos en pruebas sobre animales de laboratorio
-incluidos mamíferos-. Diferencias entre sus me-
tabolismos se traducen en desiguales comporta-
mientos ante la agresión de estas sustancias. Por
tanto, los datos más fiables referidos a los efectos
de las Dioxinas sobre la salud humana son los
obtenidos tras algún accidente químico como los
de Seveso, Bhopal, guerra de Vietnam, Yhuso o
Yu-Cheng.
Para normalizar los resultados y evitar las dife-
rencias en toxicidad de los distintos isómeros,
la OMS ha definido el concepto de Factor de
Equivalencia Tóxica (por sus siglas en inglés,
TEQ), que consiste en asignar para cada isómero
una toxicidad relativa en términos de la cantidad
equivalente de la dioxina 2, 3, 7, 8-TCDD (TEQ
= 1). La utilidad del término TEQ consiste en ex-
presar el resultado de un análisis de Dioxinas con
un valor numérico que representa la toxicidad de
una mezcla compleja de Dioxinas y furanos.
A pesar de esta normalización, no es posible to-
mar estrictamente como modelos las pruebas de
laboratorio sobre animales. Los ratones y ratas,
por poner referentes de uso habitual en pruebas
toxicológicas, concentran la casi totalidad de es-
tas sustancias en el hígado, y sólo en pequeñas
cantidades en las grasas corporales, en tanto que
los humanos demuestran exactamente lo contra-
rio. Entre otras consecuencias, esto supone que la
vida media de estos compuestos en los humanos
es de 5,1 a 11,3 años, mientras que en los ratones
es de sólo unas 3 semanas.
Los factores enunciados, explican la ambigüedad
para establecer de modo selectivo la toxicidad de
una sustancia dentro del grupo. A pesar de este
hecho, el grupo de las dioxinas es conocido por
poseer un amplio efecto tóxico, siendo algunas
de ellas clasificadas como carcinogénicas a nivel
humano. Así, la 2, 3, 7, 8-TCDD es considera-
da por la International Agency for Research on
Cancer como sustancia carcinogénica Clase 1, es
decir, de toxicidad demostrada para el hombre.
DIoXINAS EN ALIMENToS
Las Dioxinas son solubles en grasas y aceites, lo
que las predispone a permanecer por tiempo pro-
longado en las grasas corporales. Esta caracterís-
tica, junto con la alta estabilidad (baja biodegra-
dación) demostrada por la molécula, predispone
a un aumento de los niveles de concentración en
los organismos, a medida que transcurre dentro
de la cadena trófica (bioacumulación).
Las Dioxinas son relativamente sensibles a las
radiaciones ultravioletas puras o a la luz solar y
además sufren degradación fotoquímica, en cam-
bio son muy insolubles en agua pura, aunque no
tanto en aguas naturales o residuales. Por ejem-
plo, en cada litro de agua pura sólo se consiguen
disolver 19 g. de la Dioxina de referencia (2, 3,
7, 8-TCDD’s).
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Las características anotadas son las que deter-
minan que una vez liberadas en el ambiente, por
aire o agua, las Dioxinas incrementen fácilmen-
te su presencia en el tejido graso de animales y
humanos. Estudios recientes demuestran que los
alimentos de origen animal constituyen el 80%
de la exposición total de los humanos a las dioxi-
nas. La contaminación puede variar ampliamente
dependiendo del origen de los productos alimen-
ticios. Carnes, huevos, leche, y productos acuíco-
las podrían estar contaminados con niveles supe-
riores a los permitidos para Dioxinas. En 1997,
un estudio de monitoreo realizado en productos
de origen marino establece que el aceite de hí-
gado de pescado presentaba niveles de dioxinas
superiores a los obtenidos a partir del cuerpo de
la misma especie.
Reportes recientes de la UE determinan, que el
consumo de pescado contribuye de forma signi-
ficativa en la ingesta total de Dioxinas.
RESIDUoS DE DIoXINAS
EN ALIMENToS:
REGULACIÓN EURoPEA
En 1998, varios estados miembros de la Unión
Europea (UE) detectan niveles elevados de
Dioxinas en gránulos de pulpa de cítricos pro-
cedentes de Brasil, materia prima destinada a la
fabricación de alimentos para animales. Como
consecuencias de este hallazgo la comisión eu-
ropea adopta la Directiva 98/60/CE, en la que se
establece el límite máximo residual (LMR) de
dioxinas permitido en pulpa de cítricos (500 pg-
TEQ/kg)
Al año siguiente, la crisis de las dioxinas en Bél-
gica, originada como consecuencia del escándalo
alimentario de los pollos y gallinas belgas con-
taminados por dioxinas al ingerir piensos elabo-
rados con aceites, que contenían fluidos de refri-
geración de transformadores eléctricos, puso en
alerta a toda Europa con las consecuentes regla-
mentaciones (Decisión 1999/449/CE).
Los incidentes mencionados conllevan
finalmente al establecimiento de la le-
gislación que limita y controla la pre-
sencia de dioxinas y PCB’s en piensos
y alimentos dentro de la UE. Esto es,
el Reglamento (CE) No 2375/2001 del
Consejo. Reglamento que se aplica a
partir del 1 de julio de 2002 y estable-
ce los LMR de dioxinas (expresados en
equivalentes tóxicos de la OMS).
Actualmente, la normativa europea se
hace cada vez más estricta e intoleran-
te con estos productos órganoclorados.
Por citar un ejemplo, hasta mayo de
1998 se aceptaba una dosis de ingesta
diaria de hasta 10 pg TEQ (OMS)/Kg.
peso/día como tolerada. Hoy en día,
esta cifra ha disminuido, como obliga-
toria, a un máximo de 4 pg TEQ(OMS)/
Kg. peso/día.
Al momento, la Unión Europea es la
primera autoridad mundial en estable-
cer LMR para las concentraciones de
Dioxinas y de “PCB’s similares a las
Dioxinas”. Estos límites han sido fi-
jados en diversos puntos de la cadena
alimentaría, incluyendo los piensos y
sus ingredientes y tienen como objetivo
reducir la exposición actual de los con-
sumidores hasta niveles aceptables.
CONTENIDOS MáXIMOS PROPUESTOS DE DIOXINAS*
Alimentos para animales Límite (ng TEQ PCDD/F OMS/Kg)
Todas las materias primas de origen
vegetal, incluidos los aceites vegeta-
les y los subproductos
0,75
Minerales 1,00
Aceites de pescado 6,00
Pescados, otros animales marinos, sus
productos y subproductos, excepto
el aceite de pescado
1,25
Piensos para peces 2,25
CONTENIDOS MáXIMOS PROPUESTOS DE DIOXINAS*
Alimentos para consumo humano Límite (pg TEQ/g)
Pescados y productos de la pesca
(peso fresco) 4
Aceite de pescado para consumo
humano 2
*Estos límites rigen a partir de julio de 2002.
MéToDoS DE ANÁLISIS
El análisis de Dioxinas requiere de métodos al-
tamente sofisticados. Estos métodos son viables
en un número limitado de laboratorios a nivel
mundial, existiendo alrededor de 100 laborato-
rios acreditados para analizar muestras ambien-
tales de dioxinas (cenizas, aire, tierras o agua) y
un número inferior (20) en muestras de alimentos
y materiales biológicos. Todos estos laboratorios
se encuentran, en su mayoría, en los países indus-
trializados.
Los costos de los análisis varían de acuerdo a
la muestra, pero el rango va desde USA $ 1.200
para análisis de muestras biológicas simples has-
ta USA $ 10.000 o más para informes completos
de composición de desechos de incineradores.
Debido a su gran sensibilidad y selectividad la
técnica de referencia utilizada para la determi-
nación de dioxinas tanto en el campo medio-
ambiental como en el análisis de alimentos, ha
sido la Cromatografía de Gases/ Espectrometría
de masas de alta resolución (GC/HRMS, por sus
siglas en Ingles). Para realizar este tipo de deter-
minaciones es necesario controlar los procesos
de extracción y recuperación, así como, facilitar
la identificación de los diferentes isómeros, me-
diante el empleo de patrones internos de los com-
puestos a utilizar con marcaje isotópico.
Debido a la complejidad de la técnica GC/HRMS
y a su elevado costo, tanto por la inversión en
instrumentación como en personal especializa-
do, hasta el momento este método, solo se puede
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llevar a cabo en Centros de Investigación
de cierta envergadura. Por ello, existe ya
desde hace tiempo una fuerte demanda de
métodos y alternativas económicas que
permitan la determinación de dioxinas en
laboratorios de control de calidad de forma
rutinaria. Entre las alternativas disponibles
se mencionan:
a) Método de monitoreo: DR-CALUX
(Sistemas de Bio Detección)
El bioensayo CALUX es ya de uso habi-
tual en Europa, los EEUU, el Japón, Ibe-
roamérica y en el Sudeste asiático. Emplea
células sensibles a las dioxinas, células en
las que ha sido insertado el gen que pro-
duce luminiscencia en las luciérnagas. En
presencia de dioxinas, o de “compuestos
similares a las dioxinas”, las células produ-
cen luz, la misma que es detectada por un
sensor (fotómetro). Esta prueba se realiza
sobre placas, permitiendo analizar simultá-
neamente un gran número de muestras.
Previa validación, cualquier tipo de in-
grediente, pienso o alimento puede ser
analizado, incluyendo: tejidos (músculo,
hígado, grasa, peces enteros, etc.), piensos
compuesto, aceites y grasas (aceite de pes-
cado, aceites vegetales, grasas animales,
etc.)
b) Cromatografía:
1) La cromatografía de gases/ espectro-
metría de masas tandem (CG/MS/MS)
La técnica MS/MS genera un proceso de
elevada selectividad, permitiendo la ob-
tención de espectros MS/MS característi-
cos de la molécula de interés, y la práctica
eliminación de interferencias presentes en
la muestra.
Es importante hacer notar que el mismo
tipo de espectro tomado a la muestra bajo
Al momento, la Unión
Europea es la primera
autoridad mundial en
establecer LMR para
las concentracio-
nes de Dioxinas y de
“PCB’s similares a las
Dioxinas”.
las condiciones de una cromatografía de gases
(GC-MS), resulta muy difícil, pues las altas tem-
peraturas necesarias para volatilizar la muestra,
altera los resultados, de hecho se registra ines-
tabilidad posiblemente por descomposición.
Para estos casos, en acuerdo a investigaciones
previas, resulta muy útil la protección del grupo
-OH con Anhídrido Acético o con trimetilsilano
(-Si(CH3)), bajo esta forma los productos resul-
tantes son muy estables al ser analizados por GC-
MS, y el análisis de los espectros de masas ayu-
da a definir la masa molecular de las estructuras
originales.
2) Sistema múltiple GCxGC
Esta técnica se encuentra en desarrollo, y es de
gran utilidad por su robustez y bajo costo, com-
parado con los métodos instrumentales mencio-
nados, en el análisis de mezclas complejas de
Dioxinas. El método puede ser fácilmente aco-
plado a un sistema micro-ECD (Detector de cap-
tura de electrones). Su acoplamiento con detecto-
res de baja resolución de masas (LRMS) resulta
inoperante debido a la velocidad de respuesta de
este tipo de detectores, la cual normalmente, es
demasiado baja para permitir una buena integra-
ción de los picos encontrados. En forma alternati-
va, el acoplamiento con sistemas Time-of-Flight
(ToF)MS puede ofrecer alternativas viables de
análisis para estos compuestos.