Nuevas aplicaciones de cromatografía líquida y gaseosa acopladas a espectrometría de masas para la determinación de residuos de plaguicidas en frutas y verduras

Resumen

La producción agrícola ha aumentado masivamente desde el siglo XX debido a las grandes demandas de alimentos de la creciente población mundial. Este hecho se ha conseguido aumentando el rendimiento del área cultivada mediante el uso de plaguicidas (en 2005 se consumían sólo en España más de 100000 toneladas/año de plaguicidas). Los beneficios alcanzados son indiscutibles, pero han surgido diversos problemas entre los que destacan los daños medioambientales generados, incluyendo la erosión del suelo, la salinización y el anegamiento de suelos muy irrigados, el agotamiento de acuíferos, deforestación, etc. y la contaminación del medioambiente por el uso excesivo de pesticidas. Su aplicación incorrecta puede dejar residuos dañinos, los cuales pueden ocasionar posibles perjuicios a la salud debido a su toxicidad u otros efectos (corrosividad, irritación, inflamabilidad, explosividad). El riesgo derivado de su aplicación (ya sea en el propio agricultor, en el medio ambiente o en el consumidor final) puede verse reducido si se aplican siguiendo las buenas prácticas agrícolas (medidas de seguridad, dosis, tiempos de espera). Estos protocolos a veces no se siguen y si no hay control que lo impida, el alimento llega al consumidor con unos niveles de pesticidas superiores a los que debería. Actualmente los residuos de plaguicidas se encuentran regulados en todo el mundo, siendo la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) y la Comisión Europea las encargadas de establecer los límites máximos de residuo (MRLs) establecidos en las normativas europeas (Reglamento EC 396/2005) para alimentos y piensos de origen vegetal y animal. Estas son cada vez más restrictivos y hacen necesario el desarrollo de nuevas metodologías analíticas más sensibles, fiables y robustas. Para poder cuantificar el nivel de residuo que hay en la muestra, el primer paso es la extracción de los mismos hasta un disolvente orgánico. Este proceso representa la mayor barrera en el análisis de residuos de plaguicidas ya que es crucial encontrar una forma para que el analito pase al disolvente en la mayor medida posible, implicando a veces tediosos procesos que consumen gran cantidad de tiempo y reactivos. Un reto analítico es conseguir métodos de extracción eficientes, precisos, robustos, rápidos y fáciles sin perder sensibilidad ni selectividad. Los métodos multirresiduos (MRMs) son la mejor elección para llevar a cabo este control, puesto que permiten determinar un elevado número de compuestos de diferentes características físico-químicas de una forma selectiva, rápida y eficaz. Los MRMs estudiados en esta tesis doctoral son los tres más empleados por los laboratorios oficiales de la Unión Europea: método QuEChERS (basado en la extracción con acetonitrilo), método del acetato de etilo y mini-Luke (basado en acetona). Aunque el desarrollo de metodologías para el análisis de residuos de plaguicidas en frutas y verduras mediante cromatografía de líquidos o cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (LC/GC-MS) está ampliamente descrita en literatura, hay una serie de matrices consideradas “difíciles”, cuyo efecto matriz dificulta la identificación y/o cuantificación de los analitos de interés utilizando los principales métodos multirresiduos aplicados en Europa. Por ello, es de particular interés, debido a su complejidad, la evaluación de nuevas técnicas de extracción para el análisis de residuos de plaguicidas en productos vegetales deshidratados (tés, manzanilla) y productos vegetales grasos (aguacate, almendra), aspecto afrontado en esta tesis, así como la validación de dichos métodos. Además, otro objetivo de la presente tesis fue optimizar y miniaturizar uno de los métodos multirresiduos más utilizados por los laboratorios de rutina en el ámbito europeo, el método mini-Luke, ya que la cantidad de disolvente utilizada hasta la fecha era demasiado grande en comparación con otros métodos multirresiduo, siendo uno de los disolventes organoclorado, conllevando un mayor riesgo para el medio ambiente y el analista que realiza el tratamiento de la muestra. El método optimizado fue comparado en término de resultados con el método existente y validado completamente en dos matrices. Ambos puntos se realizan utilizando tanto cromatografía de líquidos como cromatografía de gases acoplados a espectrometría de masas en tándem (LC/GC-MS/MS) siguiendo las directrices de los procedimiento de control de calidad analíticos establecidos en la Unión Europea. En todos los casos, la aplicabilidad de las nuevas técnicas analíticas se comprobó mediante el análisis de muestras reales. Los resultados derivados de estos trabajos han sido publicados en revistas científicas del área de Química Analítica de difusión internacional.