Algunas propiedades químicas de dos especies vegetales forrajeras para establecer su origen geográfico.

Authors
Bernardis, Aldo Ceferino
Publication Year
2018
Language
Spanish
Format
doctoral thesis
Status
Versión aceptada para publicación
Director/a de tesis
Marchevsky, Eduardo
Pellerano, Roberto
Description
Fil: Bernardis, Aldo Ceferino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina
Fil: Marchevsky, Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis; Argentina.
Fil: Pellerano, Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada; Argentina.
El interés de los consumidores de conocer el origen geográfico de los alimentos se ha incrementado en los últimos años, preocupados por la información de las declaraciones de autenticidad y etiquetado, que originan problemas de la adulteración o el fraude de calidad inferior y motivada por la Seguridad Alimentaria. Los problemas de autenticidad de los alimentos en la forma de adulteración o descripción incorrecta han existido desde hace mucho tiempo, probablemente desde que se ofertan alimentos a la venta. Esta cuestión de la autenticidad también incluye a las áreas de calidad y clasificación de alimentos. El fraude alimentario es un problema global que afecta al prestigio de las empresas, dificulta los mercados y deteriora la confianza de los consumidores. La globalización de la economía, el aumento de las importaciones y exportaciones, y los tratados de libre comercio han propiciado un mayor intercambio y acceso de los alimentos a nivel mundial; junto con ello se han incrementado los problemas asociados a los fraudes tales como la adulteración, sustitución, la intencionalidad y falsificación. La demanda de los consumidores ha llevado a desarrollar y estandarizar métodos analíticos robustos que puedan confirmar rápidamente la información dada por la etiqueta, prevenir el fraude alimentario, asegurar el cumplimiento de las regulaciones y la seguridad y verificar la procedencia de los alimentos. El uso de indicaciones geográficas de procedencia de productos agroalimentarios como garantía de calidad se maneja de manera informal, sin necesidad de registro ni reconocimiento oficial y cuya regulación es parte del etiquetado. Estas indicaciones geográficas mediante el registro de signos distintivos se reconocen como denominaciones de origen, con contenido geográfico. Por lo general esto esta legislado por los países que ofrecen un marco regulatorio para su uso. No existen parámetros publicados de caracterización que permitan garantizar la autenticidad de la producción de forraje de las especies Andropogon lateralis Nees y Sorghastrum setosum (Griseb.) Hitchc. Se ha informado que estas especies tienen perfiles distintos en el contenido de elementos minerales y estos son potencialmente útiles para caracterizar y relacionar al origen botánico y geográfico a través de la construcción de bases de datos con múltiples parámetros analizados (huella dactilar). Las organizaciones necesitan de estrategias para diferenciarse de sus competidores en una economía globalizada. En consecuencia, se hace necesario poseer herramientas sólidas que permitan certificar el origen geográfico de los productos agroalimentarios. Los objetivos fueron:  Contribuir al conocimiento de la composición química inorgánica de las partes aéreas de las especies forrajeras naturales A. lateralis y S. setosum.  Contribuir al conocimiento de la composición química inorgánica de las series de suelos Chavarría (Entisol, acuentes, psamacuentes spodicos) y Pampín (Entisol, acuentes, psamacuentes típico), de importancia regional para la producción de estas especies.  Realizar una búsqueda de posibles relaciones ocultas presentes en los datos químicos determinados.  Proponer modelos matemáticos que permitan predecir la procedencia geográfica de futuras muestras vegetales.  Detectar la presencia y niveles de elementos de interés ambiental y/o nutricional, que pudieran afectar las cadenas alimenticias donde intervienen los pastizales de A. lateralis y de S. setosum objeto de esta tesis. El sitio elegido para la realización del estudio fue las series de suelo Chavarría y Pampín en la región occidental de la provincia de Corrientes, República Argentina. Se utilizaron pastizales de Andropogon lateralis - Nees (Andropogoneae, Poaceae), cuyo nombre común es paja colorada y pastizales de Sorghastrum setosum (Griseb) Hitchc, cuyo nombre común es paja amarilla. Se determinó la concentración en suelo y en material vegetal los elementos minerales fósforo (P), calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na), cloro (Cl), potasio (K), hierro (Fe), cinc (Zn), cobre (Cu), cobalto (Co), molibdeno (Mo), manganeso (Mn), yodo (Y), selenio (Se), cromo (Cr) y azufre (S), flúor (F), litio (Li), silicio (Si), vanadio (V), níquel (Ni), arsénico (As), plomo (Pb), estaño (Sn), cadmio (Cd), boro (B), aluminio (Al), bromo (Br), bario (Ba), erbio (Er) y titanio (Ti), germanio (Ge), antimonio (Sb), cesio (Cs), torio (Th), talio (Tl), berilio (Be), bismuto (Bi), uranio (U), circonio (Zr), plata (Ag), escandio (Sc) y galio (Ga) utilizando un espectrómetro ICP-OES Varian Vista-PRO radial, a 167-785 nm. El diseño experimental para la toma de muestras fue de 10 bloques completos al azar con 3 repeticiones. Los tratamientos corresponden a la serie de suelo Chavarría y serie de suelo Pampín y a los pastizales de A. lateralis y de S. setosum. El estudio permitió determinar la composición florística de los pastizales de A. lateralis (paja amarilla) y S. setosum (paja colorada) establecidos en las series de suelo Chavarría y Pampín, en cuatro sitios del noroeste de la provincia de Corrientes, Argentina. Las especies vegetales que encontraron en estos pastizales fueron: A. lateralis, S. setosum, Schizachyrium microstachyum, Sporobolus sp, Axonopus sp, Setaria parviflora var. Parviflora, Sorghastrum nutans, Paspalum notatum, Desmodium incanum, Desmodium barbatum, Ciperáceas y otras especies. En cada pastizal existió una especie vegetal dominante que aportó la mayor parte de la materia seca. A. lateralis aportó el 58 % de la materia seca de la biomasa aérea en la serie de suelo Chavarría y el 55 % en la serie de suelo Pampín. La especie S. setosum aportó el 40,0 % en la serie de suelo Chavarría y el 35,1 % en la serie de suelo Pampín. El análisis químico consistió en la determinación de la concentración de 32 elementos minerales en la materia seca de las especies A. lateralis y S. setosum y del conjunto de especies que conforman los pastizales de A. lateralis y S. setosum, en cuatro sitios diferentes y en las series de suelo Chavaría y Pampín de la provincia de Corrientes, Argentina. Esto permitió: a) Establecer la contribución de elementos minerales esenciales, probablemente esenciales y con función incierta en la dieta para bovinos de carne. En las dos especies los elementos esenciales P, Ca, Mg, Fe, Cu y Co no presentaron diferencias significativas entre especies y series de suelo. La concentración de Na y Zn se diferenció significativamente con mayor aporte en A. lateralis. Los elementos probablemente esenciales Li, B y Ti se diferenciaron significativamente con un mayor aporte en A. lateralis, mientas que Si y Ba presentaron mayor concentración en S. setosum. b) El análisis de la composición mineral de las series de suelos Chavarría y Pampín permitieron conocer la concentración total de 32 elementos. La concentración de los elementos se diferenció significativamente entre sitios y series de suelo en la mayoría de los elementos determinados. Los contenidos de P, Ca, K, Zn y Sr siguen un patrón similar, donde el sitio 1 tuvo la mayor concentración y el sitio 4 la menor concentración. En general las concentraciones de los elementos minerales esenciales para los vegetales y animales se encuentran por debajo de los niveles considerados normales. La fertilidad es baja para estas series de suelo ya que son deficientes en P, Ca, K, Mg, Na, Zn y Cu. c) La diferencia de cationes y aniones en la composición de la dieta (DCAD), formada por la parte aérea de las especies forrajeras de los pastizales, si bien tienen valores positivos, no alcanza al valor de +20 mEq que se considera aceptable para el ganado bovino productor de carne. d) La extracción de elementos alcalinos es mayor en los pastizales de A. lateralis. Los pastizales estudiados extraen menos elementos alcalinos que el cultivo de maíz o trigo. Dado el pH bajo de estos suelos y con muchos años de pastoreo continuo, es lógico que estén afectados por un proceso de acidificación. e) Relaciones entre elementos minerales en la biomasa aérea, en general las relaciones Ca/P, Na/K (mEq), K/Ca+Mg (mEq) y Cu/Fe de los pastizales se encuentran dentro de los valores de referencia para la producción bovina de carne. No se ajusta a los valores de referencia para K//Mg yNa/Mg (mEq) debido a la baja concentración de Mg. f) La extracción de elementos alcalinos K, Ca y Mg fue mayor en A. lateralis. Los pastizales extraen menos elementos alcalinos que el trigo para producir una tonelada de grano. La extracción de elementos alcalinos del suelo a través de los sucesivos ciclos productivos con pastoreo continuo y sin una estrategia de reposición de los mismos podrían producir un proceso de acidificación de los suelos. g) Correlación suelo planta: la especie A. lateralis presentó valores de correlación positiva para el K en la serie de suelo Pampín y el Zn en la serie de suelo Chavarría. Para S. setosum presentó una correlación positiva en las concentraciones de Ca, P, Si, Sr y Zn con la serie Pampín; y Al, Cu, Mn, Ti y Zn con la serie Chavarría. h) Origen Geográfico de las especies: con la composición multielemental de las especies analizadas respecto de la serie de suelo y al origen geográfico mediante el Análisis de Componentes Principales, análisis jerárquico de agrupamiento y dendrograma de cada especie presentaron una fuerte tendencia a agruparse de acuerdo con la serie de suelo donde fueron recolectadas. i) La concentración de los elementos minerales en la biomasa aérea y en el suelo permitieron analizar las relaciones Ca/P y Na/K que resultaron estar dentro de niveles aceptables; K/Mg con valores mayores a los recomendados; K/Ca+Mg cerca de niveles críticos, que indican que podrían generarse problemas de hipomagnesemia si no se suplementa con minerales a base de Mg. La relación Cu/Mo y Cu/Fe fueron altas y no afectarían la disponibilidad de Cu. j) Correlación suelo planta: la especie A. lateralis solo presentó valores de correlación positiva para el K con la serie Pampín y el Zn con serie Chavarría. La especie S. setosum presentó una correlación positiva en las concentraciones de Ca, P, Si, Sr y Zn con la serie Pampín; y Al, Cu, Mn, Ti y Zn con la serie Chavarría. Las diferencias en la acumulación de elementos entre las especies vegetales se hacen evidentes, al analizar por separado las posibles correlaciones para cada una de las dos especies. k) Elementos minerales tóxicos: en el área de estudio, dada la baja intensificación en la producción, el escaso uso de fertilizantes y la baja presencia de industrias, las concentraciones detectadas de metales pesados As, Cd, Cr, Hg, Ni, Pb en suelo y vegetales no llega a niveles críticos que pueden ser un peligro para la salud animal y humana. Es un ambiente adecuado para ser preservado. l) El balance de elementos minerales del suelo se ve afectado por la extracción continua de nutrientes. Esto provoca un progresivo deterioro de la fertilidad del suelo poniendo en peligro la sustentabilidad del sistema productivo. En esas condiciones no se podría asegurar una producción de materia seca similar a la actual. En las condiciones ensayadas se observa que el K es el elemento que se agotaría más rápidamente del suelo seguida del P. Para mantener el balance de elementos minerales se tendría que establecer una estrategia de fertilización que permita reponer aquellos nutrientes que son exportados de la unidad de producción. En base a los resultados obtenidos en este trabajo, se puede concluir que los mayores aportes fueron: la determinación en la composición florística de los pastizales de A. lateralis y S. setosum; la profundización del conocimiento de la composición mineral de los pastizales y de las series de suelo Chavarría y Pampín, el conocimiento de los elementos esenciales de interés nutricional para las especies vegetales y ganado vacuno. También elementos a nivel de trazas con función probablemente esencial y con función desconocida, se consideraron los elementos pesados o tóxico y se analizaron las relaciones entre los elementos minerales. Fundamentalmente a través del estudio quimiométrico se pudo establecer la procedencia geográfica de las especies en estudio, mientras que el análisis de elementos minerales, con esta metodología estadística puede aplicarse a un sistema de trazabilidad de productos regionales.
Subject
Espectrometría de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES)
Espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS)
Análisis discriminante lineal
Trazabilidad
Access level
Open access
License
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Argentina
Repository
Repositorio Institucional de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE)
Institution
Universidad Nacional del Nordeste
OAI Identifier
oai:repositorio.unne.edu.ar:123456789/1562