DITIOCARBAMATO EM MAMÃO Simpósio Brasileiro sobre Resíduos de Agrotóxicos em Alimentos Agência...

DITIOCARBAMATO EM MAMÃO

Simpósio Brasileiro sobre Resíduos de Agrotóxicos em Alimentos

Agência Nacional de Vigilância Sanitária Abril 2006

Conselho Nacional de DesenvolvimentoCientífico e Tecnológico

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PARCERIAS

CENTRO PLURIDISCIPLINAR DE PESQUISAS BIOLÓGICAS QUÍMICAS E AGRÍCOLAS (CPQBA) – UNICAMP

EMBRAPA MANDIOCA E FRUTICULTURA

EMBRAPA MEIO AMBIENTE

EMPRESA BAIANA DE DESENVOLVIMENTO AGRÍCOLA (EBDA)

INSTITUTO ADOLFO LUTZ

INSTITUTO CAPIXABA DE PESQUISA E EXTENSÃO RURAL (INCAPER)

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

LABORATORIO THONSOM DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – UNICAMP

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECMENTO (MAPA)

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25%da produção mundial1.5 milhões de ton./ano (FAO, 2002)

Nordeste e Sudeste são as principais regiões

da produção nacional Espírito Santo - 420.500 ton/ano

Bahia – 860.000 ton/ano

Rechaço de frutos no mercado internacional

Diferenças nos Limites Máximos de Resíduos (MRLs ) Brasil 3,0 mg kg-1 Estados Unidos 10,0 mg kg-1 União Européia 0,05 mg kg-1

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A produção de mamão requer o uso constante de fungicidas e mancozebe é o mais importante

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ANÁLISE DE RESÍDUOS DE DITIOCARBAMATOS

Faz uso de métodos indiretos baseados na quantifcação de CS2 gerado numa hidrólise ácida

H

H

S

N

N

C

S

S_

_ M++

NH2

NH2

+

H N N H

S

CS2+

2 CS2ácido

básico

C

SH

H

S

N

N

C

S

S_

_ M++

NH2

NH2

+

H N N H

S

CS2+

2 CS2ácido

básico

C

S

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ANÁLISE DE RESÍDUOS DE DITIOCARBAMATOS

Problema é a formação fitogênica de CS2 na cultura analisada

Algumas espécies podem alcançar os LMR

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SISTEMA GLICOSINOLATO/MIROSINASE NAS PLANTAS

Glicosinolatos são compostos derivados de uma oxima contendo enxofre

Nas plantas são acompanhados por uma enzima hidrolítica, mirosinase.

Acredita-se que detêm herbívoros e patógenos.

Característicos de todas as Brassicaceae: mas ocorrem em outras famílias (Akaniaceae, Bataceae, Brassicaceae, Bretschneideraceae, Capparaceae, Caricaceae, Gyrostemonaceae, Koeberliniaceae, Limnanthaceae, Moringaceae, Pentadiplandraceae, Resedaceae, Salvadoraceae, Tovariaceae, and Tropaeolaceae).

Fonte: Rodman, J.E. et al. American Journal of Botany 85 (7) : 997–1006. 1998.

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FORMAÇÃO DE NITRILA E ISOTIOCIANATO A PARTIR DE GLICOSINOLATOS

+ H + R

N OSO3_

SHS_

R

N OSO3_

glicoseS

C

R

N

OSO3_

D-glicose

H2OMirosinase

pH 7

SO42_

pHbaixo

HSO4_

RS

N: :

R N C S

ISOTIOCIANATO

NITRILA

Rearranjo de Lossen

R C N S+

Danos aos tecidos da planta ativam a enzima mirosinase que hidrolisa o glicosinolato

Um intermediário instável perde sulfato e sofre rearranjo não enzimático para ITC, TC ou Nitrila

Nitrila é favorecida a baixo pH e em meio neutro é favorecida a formação de isotiocianato

Esses produtos de degradação dos glucosinolatos funcionam como aleloquímicos na proteção das plantas.

DECOMPOSIÇÃO DE ISOTIOCIANATOS

R N C S

H2O/H+

H2S/H+

R NH 3+

R NH 3+ +

+ COS

CS2

COS + H2O H2S + CO2

Pecháček, R. et al. J. Agric. Food Chem. 45, 4584-4588, 1997

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AREAS DE EXPERIMENTAÇÃO EM CAMPO

EXPERIMENTOS DE CAMPO

Mudas obtidas a partir de sementes sem qualquer tratamento com agroquímicos sulfurados

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EXPERIMENTOS DE CAMPO

Aspecto da cultura , Junho 2003, Teixeira de Freitas Sunrise Solo e Golden

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EXPERIMENTOS DE CAMPO

Cultivar Golden, Janeiro 2003, Barreiras, BA

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EXPERIMENTOS DE CAMPO

Áreas de reflorestamento e pastagem vizinhas a parcela do mamão, Linhares, ES

• A • B

• D• C

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ANÁLISE Três métodos analíticos foram utilizados:

espectrofotométrico, headspace, partição isooctano

Unidades de frutos inteirosCortados e homogeneizados

Fração dos frutos polpa, casca e sementes

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CONCENTRAÇÃO MÉDIA DE CS2 EM AMOSTRAS DE MAMÃO CONTROLE (mg kg-1)

Cultivar Local Isooctano Headspace Espectrofotométrico

Golden

Barreiras 0,03+0,03 - 0,50+0,66

Linhares 0,03+0,02 0,21+0,25 0,79+0,31

Cruz das Almas

0,21+0,15 - -

Teixeira de Freitas

0,02+0,02 0,06+0,03 -

TainungBarreiras 0,01+0,02 - 0,24+0,25

Sunrise solo

Cruz das Almas

0,02+0,01 - -

Teixeira de Freitas

0,02±0,01 0,03+0,02 -

n = 3 a 18

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PROBABILIDADE DE SE OBSERVAR CONCENTRAÇÕES DE CS2 ACIMA DE 0.05 mg kg-1

Assumindo uma distribuição normal, essas probabilidades seriam:

35 % para o método do isooctano

61 % para o método de headspace

88 % para o método espectrofotométrico

Pela distribuição da probabilidade empírica acumulada seriam:

12 % para o método do isooctano,

55 % para o método de headspace

94 % para o método espectrofotométrico

De 16 amostras analisadas

somente uma <0.05 mg kg-1

94 % método espectrofotométrico

55 % método headspace12 % método isooctano

Figure 1 - Isooctane method

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,00 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 1,35 1,50

CS2 (mg kg-1)

%

accum_norm

accum_freq

Figure 2 - Headspace method

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,00 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 1,35 1,50

CS2 (mg kg-1)

%

accum_norm

accum_freq

Figure 3 - Spectrophotometric method

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,00 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 1,35 1,50

CS2 (mg kg-1)

%

accum_norm

accum_freq

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CROMATOGRAMAS DE EXTRATOS EM ISOOCTANO DE SEMENTES (A) E CASCA (B) DE MAMÃO MONITORANDO O ION

DE MASSA 76Overlaid Chromatogram Plots

File: c:\... \regina\consultorias\am_02a 06-11-03 16;49;30 1.smsSample: am_02a Operator: JLPJScan Range: 1 - 997 Time Range: 0.00 - 15.98 min. Date: 06/11/03 16:49

2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0minutes

0

10

20

30

kCounts

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

kCounts

RIC all am_02a 06-11-03 16;49;30 1.sms

Ion: 76 all am_02a 06-11-03 16;49;30 1.sms

CS2

Segment 1 Seg 2 Segment 3 4 Segment 5

157 314 472 626 780 935Scans

Overlaid Chromatogram Plots

File: c:\... \regina\consultorias\am_01b 07-11-03 09;03;29 1.smsSample: am_01b Operator: JLPJScan Range: 1 - 995 Time Range: 0.00 - 15.97 min. Date: 07/11/03 09:03

2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0minutes

0

10

20

30

40

kCounts

0

250

500

750

Counts

RIC all am_01b 07-11-03 09;03;29 1.sms

Ion: 76 all am_01b 07-11-03 09;03;29 1.smsCS2

Segment 1 Seg 2 Segment 3 4 Segment 5

156 311 467 621 775 933Scans

BA

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COMPOSTOS SULFURADOS IDENTIFICADOS NAS FRAÇÕES DE MAMÃO CONTROLE DA CULTIVAR

GOLDEN Compostos Tempo de retenção* (min)

Sementes 1 Sementes 2 Casca 1 Casca 2

sulfeto de carbonila 1.27 1.26 - 1.26

dimetil sulfeto 3.15 3.12-3.16 3.06 3.06-3.13

dissulfeto de carbono 3.60 3.57 3.51 3.57

2-metiltiofeno 9.33-9.34 9.33 - 9.27

3-metiltiofeno 9.35-9.37 9.35 - -

2-etiltiofeno 11.72 - - 11.83

3-etiltiofeno 11.85 11.88 11.69-11.85 11.78-11.81

benzonitrila** 15.35 15.39 15.45 15.34

benzilisotiocianato 19.99 19.87 20.93 -

benziltiocianato 27.87 27.87 27.94 27.83

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RESÍDUOS DE DITIOCARBAMATO EM MAMÃO EXPRESSOS EM CS2 (mg kg-1), APÓS APLICAÇÕES

DE MANZATE®

Cultivar 0 DAT 3 DAT 7 DAT 14 DAT

Homog. picado homog. picado homog. picado homog. picado

Golden

2.3+0.8 1.7+0.5 2.2+1.3 1.4+0.6 1.9+0.7 1.0+0.4 1.4+0.4 1.1+0.4

4.7+1.1 3.7+1.3 2.0+0.9 1.7+1.2 3.8+1.3 3.4+3.4 2.0+0.4 4.4+5.5

2.7+0.8 1.8+0.5 1.3+0.3 1.0+0.6 0.8+0.3 0.6+0.1 0.5+0.2 0.5+0.1

3.5+0.9 4.6+1.3 3.0+0.5 3.6+1.5 2.4+0.8 2.8+1.4 1.7+0.8 2.0+1.1

Tainung 1.0+0.6 0.9+0.7 1.8+0,1 0.9+0.4 1.5+0.3 1.6+1.5 1.0+0,2 2.3+3.3

Sunrise 5.1+2.0 4.9+1.0 2.8+1.1 3.5+1.1 2.8+0.6 2.9+0.6 1.6+0.6 1.3+0.5

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DISCRIMINAÇÃO ENTRE CS2 ENDÓGENO E RESÍDUOS VERDADEIROS DE DITIOCARBAMATO

Estabelecida uma função de classificação que melhor discriminasse entre as amostras que receberam e que não receberam tratamento com o fungicida.

A função de classificação foi obtida pelo uso conjunto das distribuições da probabilidade empírica acumulada das amostras tratadas e não tratadas com ditiocarbamato.

A qualidade dessa função de classificação foi avaliada através de uma matriz de erro e com a estatística (“KHAT”).

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DISCRIMINAÇÃO ENTRE CS2 ENDÓGENO E RESÍDUOS VERDADEIROS DE DITIOCARBAMATO

Mamão tratado com ditiocarbamato buscar um valor de corte, acima do qual estaria a maioria dos resultados

Mamão controlebuscar um valor de corte, acima do qual estaria a minoria dos resultados

Para encontrar o melhor valor de corte, ambas as restrições devem ser atendidas simultaneamente.

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DISCRIMINAÇÃO ENTRE CS2 ENDÓGENO E RESÍDUOS VERDADEIROS DE DITIOCARBAMATO

Do nosso conjunto de dados o valor da concentração de CS2 que atende essas restrições está entre 0.34 e 0.39 mg kg-1 de CS2.

Nós adotamos o valor central de 0.365 mg kg-1

= 0,98873

^

k

EFEITO DO TRATAMENTO COM AGROQUÍMICOS SULFURADOS NA CONCENTRAÇÃO DE CS2 - MAMÃO GOLDEN E SUNRISE SOLO

CS2 levels in papaya cultivar Golden

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 5 10 15 20

Days after treatment

CS

2 co

nce

ntr

atio

n m

g k

g-1

sulfocal treatment soil fertilization control

CS2 levels in papaya cultivar Sunrise solo

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 5 10 15 20

Days after treatment C

S2

con

cen

trat

ion

mg

kg

-1

sulfocal treatment soil fertilization control

A B

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DISCRIMINAÇÃO ENTRE CS2 ENDÓGENO E RESÍDUOS VERDADEIROS DE DITIOCARBAMATO

Inclusão de dados do tratamento do mamão com sulfocal

= 0.8944

O valor de corte é razoavelmente adequado, porém haverá um numero de falso positivo

^

k

Carica papaya L.

• gera CS2 a partir de compostos endógenos

• considerado o método de partição em isooctano, para valores <0.36 mg kg-1 as concentrações de CS2 podem ser confundidas como sendo resíduos de ditiocarbamatos.

CONCLUSÃO

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