DITIOCARBAMATO EM MAMÃO
Simpósio Brasileiro sobre Resíduos de
Agrotóxicos em Alimentos
Agência Nacional de Vigilância Sanitária
Abril 2006
Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico
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)
Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico
25%da produção mundial
1.5 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
Estados Unidos
União Européia
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Científico e Tecnológico
3,0 mg kg-1
10,0 mg kg-1
0,05 mg kg-1
A produção de mamão requer o uso constante de fungicidas e
mancozebe é o mais importante
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Científico e Tecnológico
ANÁLISE DE RESÍDUOS DE
DITIOCARBAMATOS
Faz uso de métodos indiretos baseados na quantifcação de
CS2 gerado numa hidrólise ácida
NH2
H
N
ácido
S
C
+ 2 CS 2
NH2
_
S
_ M ++
C S
N
S
S
básico
H
H
Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico
N
N
H
+ CS 2
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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Científico e Tecnológico
FORMAÇÃO DE NITRILA E ISOTIOCIANATO A PARTIR DE
GLICOSINOLATOS
_
OSO3
glicose
S
N
C
R
H 2O
Mirosinase
D-glicose
S
_
R
N
_
OSO3
+
SH
H+
R
baixo pH
pH 7
_
HSO4
_2
SO4
R
S
C
N
NITRILA
R
:N:
Um intermediário instável perde sulfato e
sofre rearranjo não enzimático para ITC, TC
ou Nitrila
_
OSO3
N
+
S
Nitrila é favorecida a baixo pH e em meio
neutro é favorecida a formação de
isotiocianato
Rearranjo de Lossen
S
R
N
C
ISOTIOCIANATO
Esses produtos de degradação dos glucosinolatos funcionam como
aleloquímicos na proteção das plantas.
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DECOMPOSIÇÃO DE ISOTIOCIANATOS
+
H2O/H
R
N
C
S
COS + H2O
H2S/H
R
+
NH 3 + COS
R
+
NH 3 + CS2
+
H2S + CO2
Pecháček, R. et al. J. Agric. Food Chem. 45, 4584-4588, 1997
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Científico e Tecnológico
AREAS DE EXPERIMENTAÇÃO EM CAMPO
Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico
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
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•
A
•
B
•
C
•
D
ANÁLISE
Três métodos analíticos foram utilizados:
espectrofotométrico, headspace, partição
isooctano
Unidades de frutos inteiros
Cortados 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
Golden
Tainung
Sunrise solo
Local
Isooctano
Headspace
Espectro
fotométrico
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
-
Barreiras
0,01+0,02
-
0,24+0,25
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
Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico
%
%
Figure 1 - Isooctane method
100
100
90
90
80
80
70
70
accum_norm
accum_freq
60
50
60
accum_norm
50
accum_freq
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0,00
0,15
0,30
0,45
0,60
0,75
0,90
1,05
1,20
1,35
1,50
0
0,00
0,15
0,30
0,45
0,60
0,75
0,90
1,05
1,20
1,35
1,50
-1
-1
CS2 (mg kg )
CS2 (mg kg )
12 % método isooctano
%
Figure 2 - Headspace method
55 % método headspace
Figure 3 - Spectrophotometric method
100
90
De 16 amostras analisadas
somente uma <0.05 mg kg-1
80
70
60
accum_norm
50
accum_freq
40
30
20
10
0
0,00
0,15
0,30
0,45
0,60
0,75
0,90
1,05
1,20
1,35
-1
CS2 (mg kg )
94 % método espectrofotométrico
1,50
CROMATOGRAMAS DE EXTRATOS EM ISOOCTANO DE
SEMENTES (A) E CASCA (B) DE MAMÃO MONITORANDO O ION
DE MASSA 76
A
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B
COMPOSTOS SULFURADOS IDENTIFICADOS NAS
FRAÇÕES DE MAMÃO CONTROLE DA CULTIVAR
GOLDEN
Compostos
Tempo de retenção* (min)
Sementes 1
Sementes 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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Casca 1
Casca 2
RESÍDUOS DE DITIOCARBAMATO EM MAMÃO
EXPRESSOS EM CS2 (mg kg-1), APÓS APLICAÇÕES
DE MANZATE®
Cultivar
0 DAT
Homog.
picado
3 DAT
homog.
picado
7 DAT
homog.
picado
14 DAT
homog.
picado
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
Golden
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Científico e Tecnológico
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 controle
buscar 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
^
k
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Científico e Tecnológico
= 0,98873
EFEITO DO TRATAMENTO COM AGROQUÍMICOS SULFURADOS NA
CONCENTRAÇÃO DE CS2 - MAMÃO GOLDEN E SUNRISE SOLO
CS2 levels in papaya cultivar Golden
-1
-1
A
0,8
0,7
CS2 concentration mg kg
CS2 concentration mg kg
CS2 levels in papaya cultivar Sunrise solo
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
5
10
15
20
Days after treatm ent
sulf ocal treatment
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soil fertilization
B
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
5
10
15
20
Days after treatm ent
control
sulfocal treatment
soil fertilization
control
DISCRIMINAÇÃO ENTRE CS2 ENDÓGENO E
RESÍDUOS VERDADEIROS DE DITIOCARBAMATO
Inclusão de dados do tratamento do mamão com
sulfocal
^
k
= 0.8944
O valor de corte é razoavelmente adequado, porém
haverá um numero de falso positivo
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Científico e Tecnológico
CONCLUSÃO
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.
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