Influencia de los sistemas de cultivo tradicional, agroecológico e hidropónico, sobre la calidad microbiológica, el perfil multielemental e isotópico en Eruca sativa (rúcula)

• Autores: Díaz Iriso, Sofía Ayelén
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de maestría
• Colaborador/a o director/a de tesis: Mary, Verónica Sofía; Griboff, Julieta; Kopp, Sandra Beatriz; Baroni, María Verónica
• Materia: Brassicaceae; Química de los alimentos; Agricultura; Microbiología de alimentos; Control de calidad; Isotopos; Producción de cultivos; Alimentos; Salmonella; Salud pública; Córdoba
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Magister en Ciencia y Tecnología de los Alimentos) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2025
Fil.: Díaz Iriso, Sofía Ayelén. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
En las últimas décadas, la creciente preocupación por la seguridad alimentaria y la sostenibilidad han impulsado la búsqueda de alternativas agrícolas más saludables y respetuosas con el medio ambiente. La producción de alimentos mediante prácticas convencionales ha sido objeto de debate debido a su posible impacto negativo en la calidad microbiológica, nutricional y la seguridad alimentaria. En contraste, las técnicas agroecológicas e hidropónicas han surgido como enfoques prometedores que buscan reducir el uso de agroquímicos y preservar la biodiversidad del suelo. En este contexto, la rúcula (Eruca sativa) ha adquirido gran relevancia como alimento en la dieta moderna. Su creciente popularidad ha impulsado un aumento en su cultivo. Sin embargo, su calidad microbiológica representa una preocupación constante, especialmente debido a su consumo crudo, lo que podría exponer a los consumidores a riesgos para la salud si los procesos de producción no se controlan adecuadamente. El objetivo del presente estudio fue evaluar las diferencias entre rúcula producida mediante sistemas convencional, agroecológico e hidropónico, en términos de calidad microbiológica, contenido y riesgo potencial para la salud de elementos inorgánicos (Ca, Mg, Cr, Mn, Zn, Fe, Ni, Cu, As, Sr, Cd, Hg, Pb y Se). Además, se buscó determinar si la combinación de estos parámetros con el análisis del isótopo estable de nitrógeno (δ15N) permite diferenciar eficazmente la rúcula proveniente de distintos sistemas de producción. Para cumplir con dicho objetivo se recolectaron aleatoriamente muestras de rúcula de los tres tipos de cultivo dentro de la provincia de Córdoba. Se realizaron análisis microbiológicos que incluyeron: recuento en placa de bacterias aeróbicas mesófilas (BAM), determinación del número más probable (NMP) de coliformes totales (CT) y fecales (CF), y pruebas de presencia o ausencia de Escherichia coli y Salmonella spp., de acuerdo a los protocolos establecidos en el Código Alimentario Argentino (CAA). Por otra parte, para la determinación de elementos inorgánicos, el análisis fue realizado con un espectrómetro de masas con plasma acoplado inductivamente. Por último, para la determinación del δ15N se utilizó un espectrómetro de masas de relación isotópica, conectado a un analizador elemental. Los resultados mostraron que los recuentos de BAM fueron significativamente mayores en las muestras de rúcula convencional (~1x107 UFC/g), respecto a las agroecológicas e hidropónicas, las cuales presentaron recuentos similares (~2,5x106 UFC/g). En cuanto a CT y CF, la rúcula convencional presentó recuentos más altos (1215 y 14,0 NMP/g, respectivamente) que las plantas producidas mediante las técnicas agroecológicas e hidropónicas, dando las últimas negativas para CF. Además, se identificó la presencia de E. coli en el 33,3 % de las muestras convencionales y en el 25 % de las agroecológicas, mientras que no se confirmó la presencia de Salmonella spp. en ninguna de las muestras analizadas. Respecto a los elementos inorgánicos, se observaron diferencias significativas en los patrones de acumulación según el sistema de producción, excepto por Ca, As y Hg cuyos niveles no difirieron significativamente (p < 0,05). En términos de riesgo para el consumidor, la ingesta diaria estimada para todos los elementos analizados fue considerablemente inferior a los valores de ingesta diaria admitida, lo que indica una exposición segura a través del consumo de rúcula. En cuanto al δ15N, los valores obtenidos fueron similares entre la rúcula convencional y agroecológica (8,1 ‰ y 9,6 ‰, respectivamente), mientras que la rúcula hidropónica presentó los valores más bajos (4,8 ‰). Teniendo en cuenta los parámetros analizados anteriormente se clasificó la rúcula convencional, agroecológica e hidropónica mediante el modelo de análisis discriminante lineal (ADL) mostrando una precisión de 83,3 %, 83,3 % y 100 %, respectivamente. En conclusión, las plantas de rúcula producidas de forma convencional presentan una calidad microbiológica inferior a las obtenidas mediante técnicas agroecológicas e hidropónicas. Además, la ausencia de contaminación fecal en las muestras hidropónicas sugiere que esta práctica agrícola puede contribuir a mejorar la calidad microbiológica de la rúcula, lo que es relevante para garantizar la inocuidad de este alimento y la salud de los consumidores. Si bien el perfil elemental de la rúcula difiere de acuerdo a la forma de producción, el análisis de riesgo revela que su consumo no representa un peligro para la salud del consumidor en relación al contenido de elementos inorgánicos. Finalmente, el análisis combinado de δ15N, parámetros microbiológicos y elementos inorgánicos permitió una clara diferenciación entre la rúcula hidropónica y la cultivada en sistemas convencionales o agroecológicos.
In recent decades, growing concerns about food security and sustainability have driven the search for healthier and more environmentally friendly agricultural alternatives. Food production using conventional practices has been the subject of debate due to its potential negative impact on microbiological and nutritional quality and food safety. In contrast, agroecological and hydroponic techniques have emerged as promising approaches that seek to reduce the use of agrochemicals and preserve soil biodiversity. In this context, arugula (Eruca sativa) has gained significant importance as a food in the modern diet. Its growing popularity has driven an increase in its cultivation. However, its microbiological quality is a constant concern, especially due to its raw consumption, which could expose consumers to health risks if production processes are not properly controlled. The objective of the present study was to evaluate the differences between arugula produced using conventional, agroecological and hydroponic systems, in terms of microbiological quality, content and potential health risk of inorganic elements (Ca, Mg, Cr, Mn, Zn, Fe, Ni, Cu, As, Sr, Cd, Hg, Pb and Se). Furthermore, we aimed to determine whether the combination of these parameters with the analysis of the stable isotope of nitrogen (δ15N) could effectively differentiate arugula based on the production system. To achieve this objective, arugula samples were randomly collected from the three cultivation systems within the province of Córdoba. Microbiological analyses were performed, including plate counts of mesophilic aerobic bacteria (MAB), determination of the most probable number (MPN) of total coliforms (TC) and fecal coliforms (FC), and tests for the presence or absence of Escherichia coli and Salmonella spp., according to the protocols established in the Argentine Food Code. For the determination of inorganic elements, the analysis was performed using an inductively coupled plasma mass spectrometer. Finally, for the determination of δ15N, an isotope ratio mass spectrometer connected to an elemental analyzer was used. The results showed that MAB counts were significantly higher in conventional arugula samples (~1x107 CFU/g), compared to agroecological and hydroponic samples, which had similar counts (~2.5x106 CFU/g). Regarding TC and FC, conventional arugula presented higher counts (1215 and 14.00 MPN/g, respectively) than those produced under agroecological and hydroponic methods, the latter showing negative results for FC. Furthermore, E. coli was detected in 33.3 % of conventional samples and 25 % of agroecological samples, while Salmonella spp. was not detected in any of the samples analyzed. Regarding inorganic elements, significant differences were observed in the accumulation patterns according to the production system, except for Ca, As and Hg, whose levels did not differ significantly (p < 0.05). The estimated daily intake for all analyzed elements was considerably lower than the acceptable daily intake values, suggesting that arugula consumption does not pose a health risk. Regarding δ15N, the values obtained were similar between conventional and agroecological arugula (8.1‰ and 9.6‰, respectively), while hydroponic arugula presented the lowest values (4.8‰). The classification of conventional, agroecological, and hydroponic arugula using the linear discriminant analysis model achieved accuracies of 83.3 %, 83.3 %, and 100 %, respectively. In conclusion, arugula produced conventionally presents lower microbiological quality compared to that produced using agroecological and hydroponic techniques. Furthermore, the absence of fecal contamination in hydroponic samples suggests that this agricultural practice may contribute to improving the microbiological quality of arugula, which is important for ensuring the safety of this food and the health of consumers. Although the elemental profile of arugula varies depending on the method of production, risk analysis reveals that its consumption does not pose a health risk to consumers. Finally, the combined analysis of δ15N, microbiological parameters and inorganic elements allowed a clear differentiation between hydroponic arugula and that produced using conventional or agroecological systems.
2027-11-30
Fil.: Díaz Iriso, Sofía Ayelén. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.