Pasado, Presente y Futuro de la detección de plaguicidas mediante biosensores

1. Descripción de la problemática
2. Regulación de la presencia de plaguicidas
3. Técnicas convencionales de control de plaguicidas en frutas y hortalizas
4. Sistemas rápidos disponibles en la actualidad
5. Técnicas futuras en el campo de los biosensores


1. DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA

Según el Codex Alimentarius (Comisión creada en 1963 por la Food and Agricultural Organization, FAO, y la Organización Mundial de la Salud, OMS o WHO, World Health Organization, pertenecientes a la ONU), se entiende por plaguicida o pesticida, cualquier sustancia destinada a prevenir, destruir, atraer, repeler o combatir cualquier plaga, incluidas especies indeseadas de plantas o animales, durante la producción y/o almacenamiento, transporte, distribución y elaboración de alimentos, productos agrícolas o alimentos para animales, o que pueda administrarse a los animales para combatir ectoparásitos.

Por tanto, el objetivo principal de este tipo de sustancias es aumentar la productividad de los cultivos. Sin embargo, cuentan con un claro inconveniente, y es que son sustancias tóxicas que presentan una elevada persistencia, es decir, que aparecen en alimentos, aguas, suelos, etc. pasado un cierto tiempo desde que fueron aplicados. Por tanto, es absolutamente necesario un control exhaustivo de los niveles de presencia de tales sustancias en los productos de origen agrícola.

Es importante señalar, que si los plaguicidas se aplican correctamente a los cultivos para los que han sido elaborados, siguiendo las correspondientes medidas de seguridad, aplicando las dosis adecuadas y respetando los correspondientes días de descanso, el riesgo de contaminación se reduce considerablemente.

2. REGULACIÓN DE LA PRESENCIA DE PLAGUICIDAS

En 1966, la comisión del Codex Alimentarius de la FAO creó el Comité del Codex sobre Residuos de Pesticidas (CCRP) con el objetivo de fijar los LMR (Límites Máximos de Residuos) en productos de origen animal y vegetal. A nivel europeo, es el reglamento CE Nº 396/2005 del parlamento y consejo europeo del 23 de febrero de 2005 el que establecerá los niveles máximos de pesticidas en productos de origen animal y vegetal, armonizando así para todos los países miembro de la Unión Europea las previsiones en materia de LMRs en alimentos y piensos de origen vegetal y animal.

A nivel nacional, el marco vigente sobre residuos de plaguicidas se localiza en el R.D. 280/1994 que traspone las tres directivas comunitarias que resultan de aplicación en la materia. Dicho decreto se va revisando y actualizando continuamente. A modo de ejemplo, hasta mayo de 2008 se han continuado produciendo modificaciones de esta norma (Orden PRE/1402/2008, de 20 de mayo).

Es importante señalar que después de un arduo trabajo de años de unificación de criterios entre diferentes Estados miembros, la Comisión Europea ha publicado, en el último semestre de 2009, los Anexos al Reglamento 396/2005, en virtud de los cuales se recogen los LMR de aproximadamente 500 materias activas, lo que contribuye definitivamente a la armonización de los LMR aplicados en diferentes Estados al ser la legislación de referencia para toda Unión Europea.

A la vista de la legislación vigente, así como de las directrices tanto europeas como estatales y autonómicas existentes en lo que a materia de seguridad alimentaria se refiere, se hace necesario el desarrollo de metodologías analíticas que permitan determinar residuos de pesticidas en un amplio espectro de matrices, a nivel de sus LMR. Es más, las nuevas metodologías desarrolladas deben estar de acuerdo con otras directrices europeas que señalan que dichas metodologías deben ser rápidas, fiables y compatibles con el medio ambiente.

3. TÉCNICAS CONVENCIONALES DE CONTROL DE PLAGUICIDAS EN FRUTAS Y HORTALIZAS

Los métodos analíticos para la detección de residuos de pesticidas en alimentos se basan generalmente en separación cromatográfica y son métodos caros y lentos. Los costes de una determinación pueden superar los 100 € y el tiempo necesario es superior a un día.

Además, son métodos que requieren de una preparación de muestra compleja, de personal cualificado y de una inversión inicial muy elevada.

La cromatografía de gases (GC) es la técnica más ampliamente empleada para el análisis multiresidual de plaguicidas, siendo capaz de conseguir límites de detección muy bajos (μg/l - ng/l). Muchos métodos oficiales de análisis están basados en esta técnica, empleando como detectores el de nitrógeno y fósforo (NPD), de captura electrónica (ECD), de ionización de llama (FID) o de espectrometría de masas (MS).

Para el análisis de compuestos de alto peso molecular, altamente polares o térmicamente lábiles, se emplea la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), que ha ido ganando terreno especialmente con el acoplamiento a un espectrómetro de masas.

4. SISTEMAS RÁPIDOS DISPONIBLES EN LA ACTUALIDAD

Un inmunoensayo es un test bioquímico en el que se mide la concentración de una sustancia en un medio biológico basándose en la reacción de un anticuerpo a un antígeno. La ventaja de los anticuerpos en su elevada afinidad al antígeno en cuestión.

Los ensayos ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) son un tipo de inmunoensayo en el que se realizan simultáneamente numerosas determinaciones en una placa de 96 celdas o pocillos.

Existen numerosos kits ELISA para detectar plaguicidas en frutas y hortalizas, y se trata de un procedimiento muy adecuado para controlar la presencia de un residuo en muchas muestras. Sin embargo, requiere de personal cualificado y de un laboratorio bien acondicionado para obtener una buena reproducibilidad.

Otro sistema rápido disponible en la actualidad es el biosensor. Se trata de un instrumento de medida, basado en un elemento biológico capaz de interactuar con el analito problema, que genera una señal eléctrica proporcional a la concentración de la sustancia problema. Existen numerosos biosensores aplicados a diferentes sectores, pero en lo que se refiere a la detección de plaguicidas, apenas existe un dispositivo comercialmente disponible a nivel europeo.

5. TÉCNICAS FUTURAS EN EL CAMPO DE LOS BIOSENSORES

Las posibilidades de los biosensores como método rápido de medida, económico, automatizado y sencillo de utilizar, auguran una amplia utilización en el futuro, pero previamente es necesario avanzar en algunos aspectos relevantes que se detallan a continuación:

- Homogeneizar las materias activas empleadas en los diferentes países miembros de la Unión Europea, de modo que se emplee un menor número de plaguicidas pero a mayor escala.
- Desarrollar biosensores pequeños y portátiles que permitan su utilización tanto en campo o en una planta agroindustrial.
- Desarrollar sistemas multianalito que sean capaces de detectar la presencia de más de un único plaguicida.
- Reducir los costes por ensayo o determinación a unos pocos euros.
- Transferir los desarrollos tecnológicos a empresas de distribución de reactivos y equipos para dar soporte al sector.
- Validar los nuevos instrumentos y técnicas para que sus resultados sean comparables a los que se obtienen con las técnicas analíticas de referencia.

NOTA: Este trabajo se ha realizado a partir de la información obtenida en la “Red de trabajo para aplicar biosensores en la detección de plaguicidas en frutas y hortalizas”, proyecto BIODET (FOOD-CT-2006-43136) del 6º Programa Marco que ha sido subvencionado por la Comisión Europea.

Autores:

Ricardo Díaz y José María Ferrer. (ainia centro tecnológico).