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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA DE QUÍMICA DE ALIMENTOS AUTORA: Katherine Yadira Poma Ambuludí [email protected] TUTORA: MSc. Milene Fernanda Díaz Basantes mfdí[email protected] Quito DM, abril, 2019 Determinación de la presencia de microplásticos en cerveza artesanal e industrial. Trabajo de investigación presentado como requisito previo para la obtención del título de Química de Alimentos
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA DE QUÍMICA DE ALIMENTOS
AUTORA: Katherine Yadira Poma Ambuludí
TUTORA: MSc. Milene Fernanda Díaz Basantes
Quito DM, abril, 2019
Determinación de la presencia de microplásticos en cerveza artesanal e industrial.
Trabajo de investigación presentado como requisito previo para la
obtención del título de Química de Alimentos
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DEDICATORIA
Desde lo más profundo de mi corazón a Dios que ha sido, es y será mi pilar más fuerte, a
mis padres Edith y Jorge por su gran apoyo a todo nivel y a mi hermano Israel quien es mi
complemento perfecto, gracias por creer en mí y sostenerme a lo largo de mi vida, los amo.
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AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios, mi gran amor y el pilar fundamental en mi vida por permitirme cumplir
una de mis metas trazadas, gracias por siempre sostenerme y abrazarme en mis malas y
buenas situaciones.
A mi madre Edith, quien me ha demostrado que el amor incondicional existe, gracias por
ser mi mejor amiga, por ser esa base en la que me puedo apoyar y por todo tu amor y
ánimo, gracias mi hermosa.
A mi padre, quien me ha apoyado a lo largo de mi carrera estudiantil.
A mi hermano Israel, por ser ese ejemplo de lucha y perseverancia, por demostrarme que
uno debe amar lo que hace y nunca darse por vencido, por tu cariño y apoyo gracias, mi
complemento de vida.
A mis abuelitos José y Gloria, mis segundos padres, gracias por todo su amor, su apoyo y
cada consejo brindado, los amo infinitamente nonnitos.
A Karlita, Evelyn y Luis por brindarme su amistad y ser unos amigos increíbles.
A mi Tutora MSc. Milene Díaz, por su apoyo incondicional, paciencia y tiempo, gracias
por ser más que una docente, una amiga. Y también al MSc. Sebastián Serrano y el PhD.
Kléver Parreño por su paciencia y tiempo para la lectura de esta investigación.
A la Facultad de Ciencias Químicas y sus docentes, por impartirnos conocimientos y amor
a la carrera, especialmente a los docentes de la carrera de Química de Alimentos por ser
más que unos docentes, unos amigos.
A mis amigos de la carrera, en especial a Margorie, Evita y Diego gracias por compartir
estos años de estudio y crear recuerdos y anécdotas que perduraran por siempre.
A Juan Carlos y Evelyn gracias por ser unos seres humanos y amigos tan especiales,
gracias por la ayuda, apoyo y cariño brindado, los quiero mucho.
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Índice de contenidos
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 1
CAPÍTULO 1 ........................................................................................................................ 2
1. EL PROBLEMA ............................................................................................................ 2
1.1. Planteamiento del problema .................................................................................... 2
1.2. Formulación del problema ...................................................................................... 3
1.3. Preguntas directrices ............................................................................................... 4
1.4. Objetivos ................................................................................................................. 4
1.4.1. Objetivo General.............................................................................................. 4
1.4.2. Objetivos Específicos ...................................................................................... 4
1.5. Justificación del problema ...................................................................................... 4
CAPÍTULO 2 ........................................................................................................................ 6
2. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 6
2.1. Antecedentes ........................................................................................................... 6
2.2. Fundamento teórico ................................................................................................ 7
2.2.1. Inocuidad ......................................................................................................... 7
2.2.2. Contaminación ................................................................................................. 7
2.2.3. Contaminación Química .................................................................................. 8
2.2.4. Contaminación Física ...................................................................................... 9
2.2.5. Plásticos ......................................................................................................... 10
2.2.6. Microplásticos ............................................................................................... 11
2.2.7. Toxicocinética de los microplásticos ............................................................. 13
2.2.8. Ruta de contaminación de los microplásticos................................................ 15
2.2.9. Material de Estudio ........................................................................................ 15
2.2.10. Metodología de detección .............................................................................. 19
2.2.11. Microfiltración ............................................................................................... 21
2.2.12. Membrana de rejilla (MCE) estéril / Sterile MCE Grid Membrane .............. 21
2.2.13. Procesos aplicados en de preparación de la muestra ..................................... 22
2.3. Marco Legal .......................................................................................................... 23
2.4. Hipótesis ............................................................................................................... 23
2.5. Sistemas de variables. ........................................................................................... 23
2.5.1. Variable de caracterización: .......................................................................... 23
2.5.2. Variable de interés: ........................................................................................ 23
2.5.3. Definición de Variables ................................................................................. 24
CAPÍTULO 3 ...................................................................................................................... 25
3. METODOLOGÍA ........................................................................................................ 25
viii
3.1. Diseño de la investigación .................................................................................... 25
3.1.1. Enfoque de la investigación ........................................................................... 25
3.1.2. Nivel de investigación ................................................................................... 25
3.1.3. Tipos de Investigación ................................................................................... 25
3.2. Muestreo ............................................................................................................... 25
3.3. Diseño de Investigación ........................................................................................ 27
3.3.1. Denominación de variables ........................................................................... 27
3.3.2. Materiales y métodos ..................................................................................... 27
3.4. Diseño Metodológico ............................................................................................ 30
3.4.1. Operacionalización de variables .................................................................... 30
3.4.2. Técnicas e instrumentos de recolección de datos .......................................... 30
3.4.3. Técnicas de análisis y procesamiento de datos .............................................. 30
CAPÍTULO 4 ...................................................................................................................... 31
4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ........................................................ 31
CAPÍTULO 5 ...................................................................................................................... 45
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................... 45
5.1. Conclusiones ......................................................................................................... 45
5.2. Recomendaciones ................................................................................................. 47
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 48
ix
Índice de tablas
Tabla 1. Categorías utilizadas para la descripción de los microplásticos. ........................... 12
Tabla 2. Sustancias lixiviadas desde algunos tipos de plásticos.......................................... 14
Tabla 3. Composición química de la cerveza ...................................................................... 17
Tabla 4. Resumen de métodos de determinación de microplásticos. .................................. 20
Tabla 5. Relación de las muestras de cerveza artesanal e industrial analizadas. ................. 26
Tabla 6. Materiales .............................................................................................................. 27
Tabla 7. Reactivos ............................................................................................................... 27
Tabla 8. Equipos .................................................................................................................. 27
Tabla 9. Operacionalización de variables. ........................................................................... 30
Tabla 10. Presencia o ausencia de microplásticos ............................................................... 31
Tabla 11. Resultados del muestreo en agua Tipo 1, ambiente y peróxido de hidrógeno. ... 32
Tabla 12. Resultados del contaje de fibras y fragmentos .................................................... 35
Tabla 13. Datos de cuartiles (Fibras) ................................................................................... 37
Tabla 14. Datos de cuartiles (Fragmentos) .......................................................................... 38
Tabla 15. Rango de tamaño para fibras y partículas ........................................................... 41
Índice Figuras
Figura 1. Proceso de elaboración de cerveza. ...................................................................... 19
Figura 2. Ubicación geográfica de las muestras de cerveza artesanal e industrial. ............. 26
Figura 3. Método para determinación de microplásticos. ................................................... 29
Figura 4. Fibra hallada en una muestra de cerveza (referencia) .......................................... 34
Figura 5. Fibra hallada en una muestra de cerveza (experimentación) ............................... 34
Figura 6. Fragmento hallado en una muestra de agua de grifo (referencia) ........................ 34
Figura 7. Fragmento hallado en una muestra de cerveza (experimentación) ...................... 34
Figura 8. Observación de una fibra (lente 20 x) en cerveza artesanal. ................................ 35
Figura 9. Observación de una fibra (lente 20x) en cerveza industrial. ................................ 35
Figura 10. Gráfica de cajas y bigotes de las fibras de muestras artesanales e industriales . 38
Figura 11. Gráfica de cajas y bigotes de los fragmentos de muestras artesanales e
industriales ........................................................................................................................... 39
Figura 12. Medición de las dimensiones de un fragmento con el programa AmScope ...... 40
Figura 13. Medición de la longitud de una fibra con el programa AmScope...................... 40
Figura 14. Representación global del % de prevalencia del rango obtenido vs Rango de
cervezas industriales. ........................................................................................................... 42
Figura 15. Representación global del % de prevalencia de rango obtenido vs Rango global
de cervezas artesanales. ....................................................................................................... 42
x
Índice de Anexos
Anexo A. Esquema Causa - Efecto (Árbol de problemas). ................................................. 52
Anexo B. Categorización de variables. ............................................................................... 53
Anexo C. Tabla completa de los métodos de detección de los microplásticos emitida por la
EFSA. .................................................................................................................................. 54
Anexo D. Matriz para la recolección de datos..................................................................... 56
Anexo E. Matriz de análisis y procesamiento de datos ....................................................... 57
Anexo F. Matrices completas de recolección, análisis y procesamiento de datos .............. 58
Anexo G. Procesamiento de la muestra ............................................................................... 60
Anexo H. Fotografías de las partículas (fibras-fragmentos) en muestras de cerveza.......... 63
Anexo I. Microplásticos presentes en el ambiente, agua y peróxido de hidrógeno. ........... 73
Anexo J. Representaciones gráficas del % vs Rango de todas las muestras. ...................... 75
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DETERMINACIÓN DE LA PRESENCIA DE MICROPLÁSTICOS EN CERVEZA
ARTESANAL E INDUSTRIAL.
AUTORA: Katherine Yadira Poma Ambuludí
TUTORA: MSc. Milene Díaz Basantes
RESUMEN
El estudio de la contaminación ambiental hoy en día esta sobresaturado, sin embargo, la
percepción de este se limita únicamente al entorno, y contaminantes típicos (CO2,
desperdicios orgánicos e inorgánicos, etc.) descuidando aspectos de importancia global
como la influencia a mediano plazo de esta contaminación sobre los recursos alimenticios.
Existen en la actualidad varios tipos de contaminantes a los cuales no se les ha dado la
importancia que conllevan debido a la baja concentración que presentan, son denominados
emergentes; son sustancias o compuestos no regulados que son liberados al entorno (agua,
suelo o aire) y que podrían provocar desequilibrio o reacciones perjudiciales a la flora o
fauna a mediano o largo plazo, resultado de su bioacumulación.
Esta investigación estuvo dirigida hacia el estudio de uno de los contaminantes emergentes
más recientes, los denominados microplásticos. Se determinó, la presencia de microplásticos
en 14 muestras de cerveza artesanal e industrial elaborada en diferentes lugares del Ecuador
a través de la observación directa en un microscopio invertido AmScope.
Además, se cuantificó el número de fibras y fragmentos por muestra, permitiendo concluir
que la concentración de microplásticos se encuentra estrechamente ligada a la ubicación
geográfica de la planta de procesamiento, es decir mientras mayor densidad poblacional y
más cercanía de la planta de procesamiento a áreas con contaminación elevada mayor
concentración de microplásticos habrá, en esta experimentación la muestra número 8 (CAL)
de origen artesanal y elaborado en un Parque Industrial en Cuenca obtuvo mayor número de
partículas (376); mientras que la muestra que menor número de partículas presenta fue la
muestra 11 (CACK) de origen artesanal y elaborada en Quito (Guamaní) con 35 partículas.
Finalmente se determinó en micrómetros los rangos totales de tamaño de partícula a través
del uso de un programa computarizado, para las fibras el rango fue de (13,45 µm – 1740,24
µm) y para fragmentos fue de (3,505 µm – 202,29 µm), concluyendo que el método
desarrollado fue efectivo para la retención de microplásticos, principalmente para
fragmentos porque se encuentran dentro del rango metodológico establecido (0,8 µm – 250
µm).
Palabras Clave: MICROPLÁSTICOS/CERVEZA/CONTAMINANTE EMERGENTE/
FILTRO.
xii
DETERMINATION OF THE PRESENCE OF MICROPLASTICS IN ARTISAN AND
INDUSTRIAL BEER.
AUTHOR: Katherine Yadira Poma Ambuludí
TUTORA: MSc. Milene Díaz Basantes
ABSTRACT
The study of envoronmental pollution today is oversaturated, however, the perception of this
is limited only to the environment, and typical pollutants (CO2, organic and inorganic waste,
etc.) neglecting aspects of global importance such as the medium-term influence of this
contamination on food resources. There are currently several types of pollutants that have
not been given the importance they entail because of the low concentration they present, they
are called emerging; they are substances or unregulated compounds that are released to the
environment (water, soil or air) and that could cause imbalance or harmful reactions to the
flora or fauna in the medium or long term, as a result of their bioaccumulation.
This research was directed towards the study of one of the most recent emerging
contaminants, the so-called microplastics. The presence of microplastics in 14 samples of
craft and industrial beer elaborated in different places of Ecuador was determined through
direct observation in an AmScope inverted microscope.
In addition, the number of fibers and fragments per sample was quantified, allowing to
conclude that the concentration of microplastics is closely linked to the geographical location
of the processing plant, that is to say, the higher the population density and the closer
proximity of the processing plant to areas with high contamination, a greater concentration
of microplastics will have, in this experimentation the sample number 8 (CAL) of artisanal
origin and elaborated in an Industrial Park in Cuenca obtained greater number of particles
(376); while the sample with the lowest number of particles was sample 11 (CACK) of
artisanal origin and produced in Quito (Guamaní) with 35 particles.
Finally the total ranges of particle size were determined in micrometers through the use of a
computerized program, for the fibers the range was (13,45 μm – 1740,24 μm) and for
fragments it was (3,505 μm - 202,29 μm), concluding that the developed method was
effective for the retention of microplastics, mainly for fragments because they are within the
established methodological range (0,8 μm - 250 μm).
Keywords: MICROPLASTICS/BEER/EMERGING CONTAMINANT/FILTER.
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INTRODUCCIÓN
La contaminación se ha convertido en la actualidad en un tema bastante polémico en la
sociedad, se observa grupos humanos, políticos y económicos enfrentarse como resultado de
su posición en relación a la situación global del ambiente, generando consecuencias a varios
niveles, ambiental el más significativo y más conocido. Sin embargo, es importante aclarar
que al hablar del ambiente no se debe limitar únicamente al entorno (agua, suelo o aire) y a
los típicos y visibles contaminantes (CO2, ciertas sustancias químicas, desperdicios
orgánicos e inorgánicos) que lo afectan, sino considerar desde un punto de vista más holístico
e incluir a los micro-contaminantes o más conocidos en la actualidad como contaminantes
emergentes, los cuales no tiene regulación y también son liberados al entorno provocando
desequilibrio a causa de reacciones fisicoquímicas en flora o fauna que en muchos casos aún
no están investigados o si lo están, sus consecuencias aún no han sido evidenciadas de
manera importante por la población
Es por ello que se busca enfocar la inquietud en identificar si en realidad los
contaminantes liberados (emergentes) únicamente se quedan en el aire, en el suelo o el agua
y si los procesos de purificación, esterilización o limpieza del agua o de cualquier otro
alimento son efectivos para evitar la presencia y el posterior ingreso a organismos vivos
consumidores de dichos alimentos.
El problema principal planteado en esta investigación es la presencia de microplásticos
en cerveza artesanal e industrial elaborada en diferentes sectores del Ecuador, la presencia
de estos contaminantes emergentes indicó que tan expuesta se encuentra la población a los
microplásticos.
El siguiente trabajo consta de 5 capítulos, el Capítulo I se enfoca en establecer el problema
y expresar la importancia del tema a investigar, la determinación de microplásticos en
cerveza artesanal e industrial elaborada en varios sectores del Ecuador.
En el Capítulo II, se desarrolla el Marco Teórico que describe como antecedentes a la
investigación, a varios estudios que determinan la presencia de microplásticos en varios
alimentos como el agua, moluscos, peces, etc., además una revisión bibliográfica del tema y
bases legales, que respaldan la investigación a realizar.
El Capítulo III desarrolla la Metodología de la Investigación, donde se describen los
procesos analíticos y consideraciones de las muestras analizadas durante la investigación.
Los resultados obtenidos de la investigación son plasmados en el Capítulo IV, donde se
fundamenta estadísticamente y referencialmente los resultados obtenidos, además de
determinar, bajo los criterios de la investigación, si el método aplicado es válido para la
determinación de microplásticos en cerveza artesanal e industrial.
Finalmente, en el Capítulo V se recopilan todas las conclusiones y recomendaciones en
las cuales se expresa el cumplimiento de los objetivos planteados y la posibilidad de realizar
más pruebas de determinación o revisar condiciones de análisis que ayuden a futuras
investigaciones.
2
CAPÍTULO 1
1. EL PROBLEMA
1.1. Planteamiento del problema
Los contaminantes emergentes han ido tomando trascendencia en la vida actual, como
resultado de su creciente presencia y paralela ausencia de información que permita
identificar la influencia que estos puedan tener sobre el hombre. Se cuentan entre ellos los
residuos químicos en bajas cantidades que no han sido censurados por los organismos de
regulación sanitaria, así también están los plásticos degradados hasta micropartículas y cuya
composición en general incluyen químicos de alta toxicidad como: radicales libres,
hidroperóxidos, grupos éster y cetónicos (como resultado de la adición de oxígeno a la
composición química del polímero), pigmentos, surfactantes, y metales (Acosta, 2014).
Es importante conocer que la generación y liberación de microplásticos hacia el ambiente
ha crecido de forma muy acelerada, puesto que la industrialización en varias áreas como la
alimenticia, farmacéutica, tecnológica, textil etc., también han tenido un avance significativo
en el aprovechamiento de este recurso para su desarrollo global. De acuerdo a PlasticsEurope
la producción de plástico paso de 322 millones de toneladas en 2015 a 335 millones de
toneladas en 2016, siendo Asia el mayor productor 50%, seguido de Europa 19%,
Norteamérica 18%, África 7%, América 4% y CEI (Comunidad de Estados Independientes)
2% (PlasticsEurope, 2017). Si bien se ha hecho esfuerzos grandes por evitar consecuencias
ambientales que puedan provocar efectos adversos a largo o corto plazo en el ser humano u
otros organismos vivos, existen muchas brechas que aún no se manejan, una de ellas sin
duda la disposición final de desechos plásticos, sobretodo desechos de tipo casero (fundas,
botellas, ropas sintéticas o cosméticos que contienen pellets poliméricos).
Los plásticos de fuente doméstica tienen un tiempo de vida útil muy corto ya que a
menudo son utilizados una sola vez y son eliminados de forma común con los desechos
inorgánicos y orgánicos. Para el caso de la industria textil y el área cosmética de la industria
farmacéutica es cotidiano el uso de fibras de plástico para la elaboración de ropa sintética, y
abrasivos para cremas exfoliantes con pellets plásticos que luego de ser utilizadas van a
generar la liberación de partículas plásticas al medio ambiente (aire, agua y suelo) (Horton,
Walton, Spurgeon, & Lahive, 2017).
En el Ecuador de acuerdo cifras de ASEPLAS (Asociación ecuatoriana de plásticos) el
consumo de plásticos es aproximadamente de 20 kg, per cápita al año (Líderes, 2018) y de
acuerdo con datos proporcionados por la Empresa Metropolitana de Aseo (Emaseo), solo en
la capital se producen a diario 2 227,69 toneladas de desechos sólidos. De esta cantidad,
277,35 toneladas corresponden a fundas y otros tipos de plástico (El Comercio, 2018). Como
se puede observar son cifras preocupantes, puesto que la población ecuatoriana no tiene el
hábito del reciclaje o la clasificación de la basura y por ende todos los desechos plásticos
terminan juntos en un vertedero.
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Si bien existen algunas industrias de plásticos que han buscado implementar nuevas
tecnologías o materiales que conviertan a sus productos en biodegradables, de acuerdo a
ASEPLAS, sigue predominando el uso de polipropileno (PP), polietileno de alta y baja
densidad (PE), poliestireno (PS), tereftalato de polietileno (PET), policloruro de vinilo
(PVC), entre otros (El Telégrafo, 2015); los cuales están elaborados por sustancias derivadas
del petróleo que no son renovables, son de difícil degradación y al estar en contacto con
superficies como el suelo o el agua y en condiciones específicas de temperatura o presión
reaccionan o sufren cambios en su composición o estructura, provocando que las moléculas
que constituyen el plástico pasen de macroplásticos a micro e incluso nanoplásticos. Si bien
se puede pensar que al hacerse más pequeñas las partículas plásticas estás desaparecerán y
para nada afectarán al ambiente, este es un error, ya que el tamaño de partículas que adoptan
contribuye con la facilidad de ingreso al sistema digestivo (alimentos) o respiratorio (aire y
agua) tanto de lo seres humanos como de otros seres vivos (peces, moluscos, etc).
Existen varios estudios que sustentan la presencia de microplásticos en alimentos de
origen marino, sin embargo, es importante aclarar que la contaminación o liberación de
partículas plásticas se da hacia todo el entorno (suelo, aire, agua) por lo que alimentos
naturales como la leche, miel, etc., así como alimentos procesados que incluyen bebidas
alcohólicas, refrescos, atunes enlatados, etc., también pueden ser afectados.
Además de lo antes mencionado, el hecho de que estas partículas no se hallan reguladas,
han provocado que ciertos organismos como la PNUMA (Programa de las Naciones Unidas
para el Medio Ambiente) (ONU), EFSA (European Food Safety Authority), AECOSAN
(Agencia Española de Consumo , Seguridad Alimentaria y Nutrición) y otras entidades que
regulan la seguridad ambiental y alimentaria del mundo declaren a los microplásticos como
un contaminante emergente y se solicite el estudio de la presencia de estos en alimentos,
para evaluar que tan expuesta se halla la población humana a este contaminante, así como
su toxicidad al ingresar al organismo vivo.
La detección de las partículas de microplásticos en alimentos ayudaría a la posterior
macroevaluación de la exposición de los seres humanos a dichos contaminantes, permitiendo
tomar acciones para frenar la generación y consumo incontrolable de plásticos y sus
respectivos residuos. En caso de no realizar esta investigación la población mundial, incluida
la comunidad científica seguirá considerando que la contaminación con partículas de
plásticos solo se da a nivel ambiental (superficies) y que en el caso de los alimentos las
partículas de plásticos solo se hallan en productos que tienen envases plásticos como
consecuencia de la migración desde el envase primario hacia el producto, sin considerar
aspectos relacionados a los procesos utilizados y la exposición ambiental de los procesos.
1.2. Formulación del problema
¿La cerveza artesanal e industrial puede ser afectada por la presencia de
micropartículas derivadas de los plásticos?
4
1.3. Preguntas directrices
¿Se puede desarrollar una metodología para determinar microplásticos en cerveza
artesanal e industrial?
¿La cerveza de procedencia artesanal o industrial presenta contaminación con
microplásticos?
¿Es posible cuantificar a los microplásticos hallados en muestras de cerveza
artesanal e industrial?
¿Se puede determinar el tamaño de partícula de los microplásticos hallados?
¿La ubicación geográfica de la planta procesadora influye en la presencia de
microplásticos en cerveza artesanal e industrial?
1.4. Objetivos
1.4.1. Objetivo General
Determinar la presencia de microplásticos en cerveza artesanal e industrial.
1.4.2. Objetivos Específicos
Proponer una metodología de identificación y extracción de microplásticos
en alimentos fluidos.
Cuantificar a través de la observación en un microscopio invertido los
microplásticos hallados en muestras de cerveza artesanal e industrial
elaboradas en Ecuador.
Determinar el tamaño de partícula de los microplásticos hallados.
Determinar si la ubicación geográfica de la planta procesadora de cerveza
artesanal e industrial influye en la presencia de microplásticos en cerveza.
1.5. Justificación del problema
La presencia de microplásticos en los alimentos si bien es un tema “nuevo”, es un tema
preocupante porque no se conoce su verdadera toxicidad sobre organismos vivos, lo que sí
se conoce y se corrobora a través de investigaciones científicas es su presencia en alimentos
variados especialmente en aquellos que son de origen marino, así lo manifiesta la EFSA en
sus declaraciones en el año 2016 “Presence of microplastics and nanoplastics in food, with
particular focus on seafood” (Petersen, 2016).
Esta situación hace que la EFSA recomiende la realización de más investigaciones
científicas con el objetivo fundamental de evaluar que tan expuestos se hallan los seres
humanos a las partículas de microplásticos a través de los alimentos.
La organización ORB One World One Story junto con la Universidad Estatal de Nueva
York, (Estados Unidos) realizó un estudio más reciente sobre la presencia de partículas de
5
plásticos en varias marcas de agua embotellada de 11 países, entre ellos Ecuador. El estudio
arrojo que el 75% de las muestras analizadas procedente del Ecuador, daban positivo a la
presencia de partículas de plásticos, (Tyree & Morrison, 2018). Es por ello que se planteó
investigar si en los alimentos líquidos existe contaminación con estas partículas; el fluido
elegido fue una bebida alcohólica de alta demanda como es la cerveza elaborada de forma
artesanal e industrial.
La elección se realizó tomando en consideración varios parámetros como el proceso de
elaboración que es medianamente complejo y donde se realizan procesos de filtrado y
clarificación, su composición donde se utiliza agua potable como una de las materias primas
mayoritarias y finalmente pero más importante la acogida y el nivel de consumo de este
producto en la población. Esta última es bastante importante porque de acuerdo a datos
estadísticos otorgados por el Instituto Nacional de Estadísticas y Censo (INEC, 2018) más
de 900.000 personas consumen alcohol en el Ecuador y de estas el 79,2% prefieren tomar
cerveza frente a otras bebidas alcohólicas.
Además, Cervecería Nacional, que es una de las Industrias más grandes dentro del país,
manifiesta que el patrón de consumo de cerveza por los ecuatorianos es de un día a la semana
o incluso por mes, pero ese día el consumo es excesivo. Es por ello que es importante,
determinar si están presentes los microplásticos tanto en la cerveza artesanal como industrial
y promover el estudio de su influencia en sus consumidores. La detección de estas partículas
resulta de importancia para poder evaluar si las formas de filtrado del producto son efectivas,
y sí su presencia o ausencia varía de muestra a muestra.
A la sociedad esta investigación le contribuye para tomar conciencia de que los
subproductos del plástico no solo contaminan el entorno sino que pueden, resultado de las
actividades antropogénicas cotidianas, que giran en torno del uso del plástico y su
disposición final, provocar la contaminación en alimentos, además, que la contaminación no
es resultado únicamente de la migración desde el envase primario hacia el producto, sino
que la contaminación con microplásticos también puede manifestarse en lo que se consume
día con día, sin importar el origen o el proceso que haya atravesado.
6
CAPÍTULO 2
2. MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes
El análisis para la detección y determinación cuali-cuantitativa de contaminantes
presentes en alimentos como: aflatoxinas, metales pesados, pesticidas, etc., siempre han sido
de suma importancia para asegurar la calidad, inocuidad y seguridad alimentaria. Desde que
los microplásticos se convirtieron en contaminantes emergentes, múltiples han sido los
estudios realizados con el fin de, primero obtener un método analítico útil tanto para la
detección como para la cuantificación, segundo establecer el nivel de exposición al que se
halla expuesto los organismos vivos incluyendo el hombre a través de los alimentos, el agua,
el aire, etc. y tercero establecer la toxicidad de dichos microplásticos, sin embargo la mayoría
de investigaciones se ha direccionado hacia los alimentos de fuente marina.
La revista Food Additives & Contaminants: Part A, Vol. 31, No. 9, 1574–1578 publicó
el 4 de Septiembre de 2014 “Synthetic particles as contaminants in German beers” (Liebezeit
& Liebezeit, 2014) esta investigación se enfocó en el análisis de fibras de microplásticos,
fragmentos y material granular de 24 marcas de cerveza alemanas a través de un filtrado y
lavado con agua desionizada, posteriormente se dejó secar a temperatura ambiente y se
observó en un microscopio de disección en 80x de magnificación. En las muestras analizadas
la variación de fibras fue de 2 a 79 fibras/Litro, de fragmentos 12 a 109 fragmentos/Litro y
de gránulos fue de 2 a 66 gránulos/Litro.
La revista Española Elsevier en su sección Science of the Total Environment N°586,
pg.127–141, publicó el 4 de Febrero de 2017 “Microplastics in freshwater and terrestrial
environments: Evaluating the current understanding to identify the knowledge gaps and
future research priorities” (Horton et al., 2017), este artículo de revisión evalúa las múltiples
literaturas sobre la presencia, comportamiento y destino de los microplásticos en ambientes
de agua dulce y terrestres, además evalúa su toxicidad.
La revista Facets, pg. 301 – 314, publicó el 21 de Marzo de 2017 “Microplastic abundance
and distribution in the open water and sediment of the Ottawa River, Canada, and its
tributarie” (Vermaire, Pomeroy, Herczegh, & Haggart, 2017), la investigación se
fundamentó en el análisis de contaminación por microplásticos en el río Ottawa, se tomaron
62 muestras de agua y 10 muestras de sedimentos. La mediana de la concentración de
microplásticos de muestras de agua cerca de la costa fue 0,1 fragmentos por litro y la
concentración media de fragmentos microplásticos en las muestras de sedimento fue de 0,22
fragmentos por g de peso seco.
Otra revista Scientific Reports publicó el 6 Abril de 2017 “The presence of microplastics
in commercial salts from different countries” (Karami et al., 2017) la investigación consistió
en determinar la presencia de microplásticos en 17 marcas de sal procedentes de 8 países
diferentes luego se realizó la identificación de la composición del polímero mediante
espectroscopía micro-Raman. Los microplásticos estaban ausentes en una marca, mientras
7
que otros contenían entre 1 y 10 micropartículas /kg de sal. De las 72 partículas extraídas, el
41.6% eran polímeros plásticos, el 23.6% eran pigmentos, el 5.50% eran carbono amorfo, y
el 29.1% permanecían sin identificar. El tamaño de partícula fue de 515 ± 171 μm. Los
polímeros plásticos más comunes fueron polipropileno (40.0%) y polietileno (33.3%). Los
fragmentos fueron la forma primaria de micropartículas (63.8%) seguidos de filamentos
(25.6%) y películas (10.6%).
Finalmente la revista Environmental Science & Technology N°45, pg. 9175-9179,
publicó el 6 de Septiembre de 2011 “Accumulation of Microplastic on Shorelines Woldwide:
Sources and Sinks” (Browne et al., 2011), expone la investigación que tuvo como fin realizar
una evaluación forense de microplásticos a partir de sedimentos, el análisis mostró que las
proporciones de poliéster y las fibras acrílicas utilizadas en la ropa se parecen a las que se
encuentran en hábitats que reciben descargas de aguas residuales. Experimentos de muestreo
de aguas residuales de lavadoras domésticas demostraron que una sola prenda puede
producir más de 1900 fibras por lavado. Esto sugiere concluir que una gran proporción de
fibras microplásticas que se encuentran en el medio marino pueden derivarse de las aguas
residuales como consecuencia de lavado de ropa.
2.2. Fundamento teórico
2.2.1. Inocuidad
Según la Norma ISO 22000 la inocuidad es un “concepto que implica que los
alimentos no causarán daño al consumidor cuando se preparan y/o consumen de
acuerdo al uso previsto” (ISO, 2015).
De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud la inocuidad “engloba
acciones encaminadas a garantizar la máxima seguridad posible de los alimentos.
Las políticas y actividades que persiguen dicho fin deberán abarcar toda la cadena
alimenticia, desde la producción al consumo” (OMS, 2018).
2.2.2. Contaminación
La contaminación se define como un estado provocado por un cambio negativo
en las características físicas, químicas o biológicas del aire, el suelo o el agua,
(Atilio de la Orden, 2007) que pueden afectar significativamente a los organismos
vivos presentes en los medios contaminados.
La contaminación puede derivarse de ciertos procesos como la actividad
industrial o la actividad cotidiana. El nivel de contaminación va a depender de las
características y concentración del contaminante, las características del medio al
que afecta el contaminante, el tiempo de exposición del contaminante con el
medio o la falta de conocimiento y conciencia sobre el correcto manejo de los
contaminantes (Atilio de la Orden, 2007).
8
2.2.3. Contaminación Química
La contaminación de tipo química es aquella que se da cuando una sustancia,
materia o compuesto se pone en contacto con un medio, provocando reacciones
químicas nocivas o adversas, afectando así a las características del medio y su
correcto equilibrio. Dentro de la contaminación química se hallan la
contaminación por aditivos alimentarios, contaminantes industriales,
contaminantes medioambientales (EFSA, 2016), contaminantes liberados de
envases, entre otros (Muncke, 2013).
2.2.3.1. Aditivos Alimentarios
Según el Codex Alimetarius los aditivos o coadyuvantes en la elaboración de
productos se definen como…
“una sustancia o materia, excluidos aparatos y utensilios, que no se
consume como ingrediente alimenticio por sí misma, y que se emplea
intencionadamente en la elaboración de materias primas, alimentos o sus
ingredientes, para lograr alguna finalidad tecnológica durante el tratamiento
o la elaboración, pudiendo dar lugar a la presencia no intencionada, pero
inevitable, de residuos o derivados en el producto final”. (CODEX, 2018, pág.
2)
Si bien los aditivos alimentarios son importantes en la elaboración y
conservación de productos procesados principalmente, estos pueden llegar a
convertirse en contaminantes cuando la concentración de uso excede a la dosis
establecida; ya sea en el Codex Alimentarius o en normativas vigentes, cuando
su eliminación no se la realiza de forma adecuada o cuando se hace uso ilegal
sobre otros productos en los que no requieran o no estén permitido el uso de dicho
aditivo, puesto que pueden provocar intoxicaciones, alergias o incluso muertes en
organismos vivos o daño y corrosión, en medios físicos (Morales, Marrugo, &
Severiche, 2014).
2.2.3.2.Contaminantes Industriales
Dentro de los contaminantes industriales se ubican a la grasa, lubricantes y
desinfectantes que se utilizan en la maquinaria donde se procesan los alimentos.
Para evitar contaminación del producto final, dichos productos deben ser de grado
alimenticio y para el caso de los desinfectantes o desengrasantes estos deben ser
eliminados en su totalidad para evitar efectos adversos sobre el producto o sobre
el consumidor a causa de remanentes (Garcinuño, 2018).
9
2.2.3.3.Contaminantes Medioambientales o Agrícolas o Compuestos
Orgánicos Persistentes
La contaminación medioambiental hace relación a sustancias que se hallan en
los propios alimentos o que se generan de forma normal o natural durante el
proceso tecnológico por ejemplo la acrilamida, el etilcarbamato, las aflatoxinas,
los furanos. El control de estos compuestos resulta de vital importancia porque la
mayoría, de acuerdo a la EFSA, son considerados como perjudiciales para los
seres humanos, en el caso por ejemplo de la acrilamida es un potencial compuesto
cancerígeno (Bello, 2014).
Cuando se habla de contaminación de tipo agrícola y por COPs hay que tener
claro que muchos de los contaminantes vienen de residuos de plaguicidas, y
medicamentos principalmente, estos tipos de contaminantes son los más
peligrosos puesto que muchos de ellos son persistentes y no desaparecen
fácilmente, además que muchos de ellos son metales pesados como el plomo y
otros tienen un grado de toxicidad bastante elevado. En 2001, la Comisión
Europea estableció los niveles máximos admisibles de estas sustancias en
alimentos y piensos por su efecto nocivo (Bello, 2014).
2.2.3.4.Contaminantes liberados de envases (Migración hacia alimentos)
Este tipo de contaminación química se da cuando se liberan o migran sustancias
que componen un envase hacia el producto o alimento, generalmente esta
contaminación se da cuando el material de envase no es de grado alimenticio. En
el mercado existen numerosos materiales utilizados como envases: papel, cartón,
plásticos, celulosa regenerada, siliconas, adhesivos, cerámica, corcho, caucho,
vidrio, textiles, metales y aleaciones, barnices y revestimientos, ceras, madera y
materiales activos e inteligentes, cada uno con sus características y composiciones
variadas, el uso dependerá del alimento y las condiciones de almacenamiento
(Muncke, 2013).
Todos los envases que van a encontrarse en contacto con los alimentos
requieren estar regulados, aprobados y certificados para el uso previsto, ya que de
esa manera podrá asegurar la calidad del alimento y la seguridad del consumidor
(Bello, 2014).
2.2.4. Contaminación Física
La contaminación física de los alimentos se refiere a la presencia de objetos
poco convencionales (piedras, metales, etc.), que por descuido han ingresado en
el alimento o en el envase donde se va a almacenar el producto, este tipo de
contaminación puede provocar problemas de tipo microbiológico, además que van
a afectar a la seguridad e inocuidad alimentaria (Muncke, 2013).
10
2.2.4.1.Partículas varias
Las partículas que pueden afectar la inocuidad de los alimentos pueden ser
variadas y van a depender del medio en donde se va a elaborar el producto
alimenticio. Se tiene piedras, trozos de maderas, vidrios, plásticos, tornillos, etc.,
que forman parte de macropartículas hasta polvo o micropartículas cuyos tamaños
se vuelve invisibles a la vista humana. Su ingestión puede provocar
atragantamiento o lesiones serias en la boca (heridas y piezas dentales) o en los
diferentes sistemas o aparatos del ser humano u organismo vivo (Bello, 2014).
2.2.4.2. Uñas y cabello
Tanto las uñas como el cabello representan un tipo de contaminación de alto
nivel microbiológico, puesto que al ser parte de un organismo vivo contiene
bacterias de todo tipo incluso patógenas. Su restricción en los alimentos se da
gracias a la aplicación de BPM e higiene durante el proceso de elaboración
(Muncke, 2013).
2.2.5. Plásticos
Los plásticos son polímeros de difícil caracterización puesto que su
composición suele variar entre los fabricantes, sin embargo, comparten
características similares que hacen especial al producto como las propiedades
físicas de plasticidad y densidad. La densidad del material en particular, será
importante para determinar el destino ambiental. Por ejemplo, la densidad influirá
en cómo se dividen las partículas en el ecosistema acuático (Zylstra, 2012).
Muchos de los polímeros de uso común son extremadamente resistentes a la
biodegradación, por ejemplo, polietileno y poliestireno. Entre las características
que pueden impedir la biodegradación están el alto peso molecular, la
hidrofobicidad y la estructura química reticulada (Horton et al., 2017).
Si bien dichos polímeros son resistentes a las oxidaciones húmedas, estos si
sufren proceso de desgaste por acción) de los rayos UV de la luz solar que provoca
resequedad, pérdida de resistencia y la posterior fragmentación en partículas
pequeñas llegando a tamaños inferiores a 5 mm (microplásticos) (Bilbao, 2015).
2.2.5.1. Tipos de plásticos
Los plásticos se clasifican de acuerdo a Mareca (2018) a varios criterios, pero el
más común es de acuerdo a su comportamiento, que a su vez viene ligado a su
estructura, estos son:
Termoplásticos: Se caracterizan porque se deforman por acción del calor,
por lo su uso en formas variadas es posible. Son cadenas monoméricas que
no están unidas entre sí, por lo que al atravesar el proceso de solidificación la
forma final es la que se mantendrá.
11
Termoestables: este tipo de plásticos durante su elaboración atraviesan un
proceso denominado degradación o fraguado, el cual evita que dichos
plásticos puedan volver a moldearse. Durante el fraguado las cadenas
monoméricas se enlazan por distintos puntos entre sí formando una red.
Elastómeros: Son plásticos que mantiene propiedades equilibradas entre los
plásticos termoestables y termoplásticos, ya que las cadenas monoméricas se
encuentran plegadas y entrelazadas, pero en pocos puntos. Este tipo de
polímeros pueden se estirados, pero al cesar la fuerza el plásticos regresa a su
forma original.
(Mareca, 2018)
2.2.5.2.Composición de los plásticos
Los plásticos resultan un complejo mundo, y su composición es una muestra de
ello, puesto que ésta dependerá del fabricante y el fin del polímero, sin embargo,
de los elementos básicos que debe tener un plástico son:
Modificantes: Materias primas de distinto origen (natural o sintético) que se
agrega para combinar las propiedades del polímero y ampliar su uso.
Catalizadores: Sustancia que ayuda a la reacción entre dos o más productos
inertes.
Plastificantes: Materiales sólidos o líquidos que al mezclarse con el polímero
se vuelven más blandos, maleables o tenaces.
Estabilizantes: Sustancias que ayudan a ampliar el tiempo de vida útil del
polímero porque lo refuerza por ejemplo: absorbentes, rayos UV,
antioxidantes, protectores de color, etc.
Cargas: Material insoluble en polvo, granos o fibras, que al añadir al
polímero reduce su precio, retracción y aumenta dureza o su resistencia a la
abrasión o el calor.
Pigmentos: Son sustancias que proveen de color a polímeros incoloros o
trasparentes.
Armaduras y refuerzos: Sustancias de refuerzo que se adicionan al polímero
para hacerlo más fuerte y resistente.
(OCW, 2019)
2.2.6. Microplásticos
Los microplásticos se define como fibras, películas, fragmentos o partículas
granulares, compuestas por polímeros sintéticos, el límite mínimo en cuanto a
tamaño, aún no está establecido del todo sin embargo la mayoría de estudios
coinciden en 5 mm (Hidalgo, Gutow, & Thompson, 2012).
12
2.2.6.1. Características
A causa de la diversidad de fuentes, existe una gran variedad de microplásticos
con múltiples formas, tamaños y orígenes como se puede observar en la Tabla 1.
Tabla 1. Categorías utilizadas para la descripción de los microplásticos.
Nota: Tomado de (Hidalgo et al., 2012)
Las características físicas y químicas de los microplásticos son las que
determinan su distribución e impacto en el medio ambiente. Por ejemplo, en el
plástico denso las partículas pasan más tiempo en contacto y chocan con más
fuerza con partículas de sedimentos abrasivos que los microplásticos más ligeros.
Estas diferencias son importantes porque pueden afectar a la degradación y a la
forma en cómo se presentan las partículas de microplástico (Hidalgo et al., 2012).
2.2.6.2. Tamaño de partículas
El tamaño de los microplásticos no se encuentra estandarizado ni especificado,
puesto que esto dependerá de la naturaleza del microplástico, el tiempo de
exposición, el entorno, el tipo de muestreo y el tipo de procesamiento de las
muestras (Margarita, Chércoles, & De la Roja, 2018).
De manera más genérica, los microplásticos comprenden todas aquellas
partículas de plástico con un tamaño inferior a 5 mm. Sin embargo Andrady,
(2011), manifiesta que es importante colocar los rangos en función de las
características físicas y los impactos biológicos que ocasionan es así que se tiene:
CATEGORÍAS
Fuentes Fragmentos de productos de consumo (red de
pesca) y pellets industriales crudos.
Tipo
Fragmentos de plástico, pellets, películas de
plástico, plástico espumado, gránulos y espuma de
poliestireno.
Forma
Para pellets: Cilíndricos, discos, planos, esferoides.
Para fragmentos: redondeados, cercados,
angulares, subangulares.
General: Irregulares, elongados, degradado,
redondeados, bordes redondeados.
Erosión
Alteración fresca, no intemperada, incipiente, nivel
de enloquecimiento, (fracturas concoides),
degradado, surcos, superficie irregular, fragmentos
irregulares, fracturas lineales, crestas subparalelas
y muy degradadas.
Color
Transparente, cristalinos, blancos, rojos, naranja,
azul, opacos, negro, gris, café, verde, rojo, amarillo,
bronceados y pigmentados.
13
Mesoplásticos que van de 500 um – 5mm.
Microplásticos que van de 50 um – 500 um.
Nanoplásticos que tiene un tamaño < 50 um. (Andrady, 2011)
2.2.7. Toxicocinética de los microplásticos
De acuerdo a la declaración de la EFSA (2016) “Presence of microplastics and
nanoplastics in food, with particular focus on seafood” (Petersen, 2016) los
humanos pueden estar expuestos a microplásticos por inhalación e ingestión o por
vía tópica, sin embargo la carencia de estudios acerca del destino de los
microplásticos en el tracto gastrointestinal hace que las dudas respecto a la
toxicidad sean muchas.
Hipotéticamente se establece que los microplásticos llegan al epitelio intestinal
y allí atraviesan un proceso de translocación, donde los tejidos y órganos están
expuestos a estas partículas. Los únicos datos disponibles sobre toxicocinética
solo incluyen absorción y distribución, mientras que no hay información
disponible sobre el metabolismo y excreción. (Petersen, 2016)
El estudio de la toxicidad resulta relevante ya que de translocarse las partículas
a través del epitelio intestinal provocan una exposición sistémica importante. En
un estudio de Malher, y otros (2012) se realizaron pruebas y para ello utilizaron
de modelo in vivo un pollo, donde estudiaron los efectos de las partículas
microplásticas en la absorción de hierro, como conclusión se obtuvo una
asimilación mayor de hierro provocado por el aumento en el volumen total de
vellosidades en el duodeno, esto fue interpretado por los autores como una
respuesta compensatoria a un deterioro de la absorción de nutrientes a causa de la
partículas de poliestireno carboxilado. (Mahler et al., 2012)
Además de estos efectos estudiados, en la declaración también se manifiesta
que los microplásticos y nanoplásticos pueden interactuar con el sistema inmune.
En cuanto a los productos químicos, la inmunotoxicidad de los microplásticos
y nanoplásticos puede ser potencialmente asociada con varios resultados adversos:
1) Inmunosupresión: disminución de la resistencia del huésped a agentes
infecciosos y tumores.
2) Activación inmune: mayor riesgo de desarrollar alergia y enfermedades
autoinmunes
3) Respuestas inflamatorias anormales, inflamación no resuelta y
disfunción del órgano.
(Petersen, 2016)
Sin embargo, tales efectos no han sido reportados hasta ahora. Además, se
puede esperar que las enfermedades relacionadas con el tracto gastrointestinal
14
puedan empeorar, ya que la mayoría de las partículas se depositarán en el tracto
gastrointestinal y pueden interactuar con bioprocesos incluidos los de microbiota
(Handy, Henry, Scown, & Johnston, 2008).
Todos los estudios realizados y que se recopilan en esta declaración de la EFSA
sufren extrapolaciones, sin embargo, estos deben ser minuciosamente analizados
puesto que se sabe que la toxicidad depende de la naturaleza química del material
junto con el tamaño, la forma, la química de la superficie y carga, además de otros
aspectos (Bouwmeester et al., 2009).
Además de esto es importante hacer énfasis a la toxicidad dada por la adhesión
de sustancias químicas (Aditivos alimentarios, bisfenoles, COPs) y
microbiológicas (bacterias patógenas) a las partículas de microplásticos. Esta
adhesión variará de acuerdo a la composición, y en ocasiones dependerá de las
cargas o característica fisicoquímicas como tamaño de partícula, densidad, etc. de
las partículas involucradas, es importante recordar que a pesar de la adherencia de
dichas sustancias al microplásticos cuando las condiciones específicas de
temperatura, pH, etc. cambian estás sustancias pueden lixiviarse y liberarse al
entorno (Rochman et al., 2015).
A continuación, en la Tabla 2 se resumen algunas sustancias lixiviadas desde
los diferentes tipos de plásticos.
Tabla 2. Sustancias lixiviadas desde algunos tipos de plásticos.
Nota: Tomado de (Bilbao, 2015)
En conclusión, debido a una falta general de datos experimentales, el riesgo
de toxicidad de microplásticos y los nanoplásticos después de la ingesta oral en
humanos no pueden ser evaluados, por eso la EFSA recomienda más estudios.
(Petersen, 2016)
Nombre Sustancia Tóxica
PET (Tereftalato de polietileno)
Antimonio, formaldehído,
acetaldehído, ftalato, bisfenol A,
compuestos trihalometanos.
HDPE (Polietileno de alta densidad) Antimonio, bromo, nonifenol
PVC (Policloruro de vinilo) Nonifenol
LDPE (Polietileno de baja densidad) Ftalato, aldehído, cetonas, ácido
carboxilicos
PP (Polipropileno) Ftalato, aldehídos, cetonas, ácidos
carboxílicos, fenol,
PS (Poliestireno) Antimonio, bromo, estireno,
etilbenceno, tolueno, benceno
PC (Policarbonato) Antimonio, bromo, bisfenol A.
15
2.2.8. Ruta de contaminación de los microplásticos
Los plásticos más comúnmente utilizados tienen la particularidad de ser
resistentes a la biodegradación, sin embargo los rayos UV provocan cambios en
su composición química y se vuelven más débiles y más susceptibles a la ruptura
provocando que puedan ser transportadas más fácilmente ya sea por el agua, aire
o algún otro medio (Bilbao, 2015).
De acuerdo a estudios las partículas de microplástico provienen de muchas
fuentes una de ellas de la elaboración, lavado o secado de textiles sintéticos, que
están constituidos principalmente por poliéster y nylon. Otra fuente importante es
la industria cosmética, donde se utiliza microperlas de polietileno o polipropileno
en cremas exfoliantes o brillo en los cosméticos (Horton et al., 2017).
También se tiene la contaminación a través de la aplicación de lodos como ruta
de contaminación, este procedimiento contiene fibras sintéticas o microplásticos
sedimentadas que se utilizan para el tratamiento de aguas residuales, dichas
partículas suelen quedar en el aire y agua (Horton et al., 2017).
El manejo de desechos plásticos en vertederos de basura también representa
una fuente importante de microplásticos, puesto que estos, al encontrase expuestos
al ambiente, especialmente a los rayos UV de la luz solar sufren degradación
(Margarita et al, 2018).
Finalmente pero no menos importante la presencia de microplásticos en abono
o fertilizantes agrícolas (Horton et al., 2017), es otra fuente importante.
2.2.9. Material de Estudio
2.2.9.1. Cerveza
De acuerdo a la Norma NTE INEN 2262:2013 la cerveza se define como…
“una bebida de bajo contenido alcohólico, resultante de un proceso de
fermentación natural controlado, por medio de levadura cervecera
proveniente de un cultivo puro, en un mosto elaborado con agua de
características fisicoquímicas y bacteriológicas apropiadas, cebada
malteada, sola o mezclada con adjuntos, con adición de lúpulo y/o sus
derivados (INEN, 2013, pág. 2).
2.2.9.2. Clasificación de la cerveza
De acuerdo a la norma INEN 2262:2013 la cerveza puede dividirse en:
Por su grado alcohólico
Cerveza sin alcohol: grado alcohólico ≤ 1,0%v/v
16
Cerveza de bajo contenido alcohólico: 1,0% v/v < grado
alcohólico ≤ 3,0 % v/v.
(INEN, 2013, pág. 3)
Por su extracto original
Cerveza normal: Presenta un extracto original entre 9,0% en masa
y < 12,0 % en masa.
Cerveza liviana: Presenta un extracto seco original entre 5% en
masa y <9,0 % en masa.
Cerveza extra: Presenta un extracto seco original entre el 12,0 %
en masa y <14 % en masa.
(INEN, 2013, pág. 3)
Por su color
Cervezas claras (rubias o rojas): color < 20 unidades EBC.
Cervezas oscuras (negras): color ≥ 20 unidades EBC.
(INEN, 2013, pág. 4)
Por su tipo de fermentación
Cervezas Lager, para la fermentación “baja”.
Cervezas Ale, para la fermentación “alta”.
Cervezas de fermentación mixta.
(INEN, 2013, pág. 4)
Por la proporción de materias primas
Cerveza elaborada a partir de mosto cuyo extracto original contiene
como mínimo un 50% en masa de cebada malteada.
Cerveza 100% de malta: cerveza elaborada a partir de un mosto
cuyo extracto original proviene exclusivamente de cebada
malteada.
Cerveza de… (seguida del nombre del o de los cereales
mayoritarios): es la cerveza elaborada a partir de un mosto cuyo
extracto proviene mayoritariamente de adjuntos cerveceros. Podrá
tener hasta un 80% en masa de la totalidad de los adjuntos
cerveceros referido a su extracto (no menos del 20% en masa de
malta).
(INEN, 2013, pág. 4)
2.2.9.3.Composición química de la cerveza
En la Tabla 3 se muestra la composición química reportada por la USDA (2016)
(United States Department of Agriculture). Los proximales incluyen cervezas tipo
ale, lagers, porters, cervezas premium y stout.
17
Tabla 3. Composición química de la cerveza
Nutriente Unidades 100g
PROXIMALES
Agua g 91,96
Energía kcal 43
Proteína g 0,46
Lípidos totales (grasa) g 0,0
Carbohidratos por diferencia g 3,55
Fibra (total dietaria) g 0,0
Azucares totales g 0,0
MINERALES
Calcio (Ca) mg 4
Hierro (Fe) mg 0,02
Magnesio (Mg) mg 6
Fósforo (P) mg 14
Potasio (K) mg 27
Sodio (Na) mg 4
Zinc (Zn) mg 0,01
VITAMINAS
Vitamina C (Ácido ascórbico total) mg 0,0
Tiamina mg 0,005
Riboflavina mg 0,025
Niacina mg 0,513
Vitamina B6 mg 0,046
Folato DFE ug 6
Vitamina B12 ug 0,02
Vitamina A (RAE) ug 0
Vitamina A (IU) IU 0
Vitamina E (alfa-tocoferol) mg 0,0
Vitamina D (D2+D3) ug 0,0
Vitamina D IU 0,0
Vitamina K (Filoquinona) ug 0,0
LIPIDOS g 0
Ácidos grasos (total saturados) g 0
Ácidos grasos (total mono saturados) g 0
Ácido grasos (total polinsaturados) g 0
Ácidos grasos (total trans) g 0
Colesterol mg 0
AMINOÁCIDOS
OTHERS
Cafeína mg 0 Nota: Tomado de (USDA, 2018)
2.2.9.4. Diagrama del proceso de producción
El proceso de elaboración de la cerveza tanto artesanal como industrial conlleva
una serie de procesos y etapas, que en el Diagrama 1, se pueden apreciar.
18
19
Figura 1. Proceso de elaboración de cerveza. Nota: Tomado de (Paris, 2018)
2.2.10. Metodología de detección
En la declaración de la EFSA “Presence of microplastics and nanoplastics in
food, with particular focus on seafood” (Petersen, 2016), existen recopilaciones
sobre los métodos descritos para microplásticos, en la mayoría de los estudios se
llevan a cabo los siguientes procesos.
Extracción y degradación de materia biogénica.
Detección y cuantificación.
Caracterización del plástico.
Además del proceso de muestreo que va a depender de tipo de alimento u
organismo de estudio, así como el proceso de determinación.
20
La EFSA en su declaración realizó un cuadro resumiendo los diferentes
métodos; en la Tabla 4 se muestra un resumen de las especies y los tipos de
alimentos analizados.
Tabla 4. Resumen de métodos de determinación de microplásticos.
Tipo de
Alimento
Contenido promedio
de microplásticos Método de Análisis Reference
Pescado
comercial, 26
especies, Costa
Portuguesa, 7
locaciones
1.40 ± 0.66
partículas/pescado
(n=52; 17 fuera de las
especies muestras)
Tamaño: 220-4,800 µm
Contenidos estomacales.
Detección en microscopio.
Método espacios en blanco
no indicados.
Neves, et
al (2015)
Camarón
marrón,
(Crangon
crangon), mar
Sur norte,
Canal Inglés,
16
localizaciones.
0,75 partículas/ g de
peso mojado.
(n=52; 17 fuera de las
especies muestras)
Tamaño: 200-1,000 µm
Extracción/digestión con
HNO3/HClO4.
Detección y conteo en
microscopio con
comprobación del punto
caliente.
Método de blanco
utilizado.
Devriese,
et al
(2015)
Miel, 19
muestras,
Alemania
(supermercados
locales), 8 o 11
productores.
0.166 (0.147) fibras/g
(n=19)
Tamaño: 40 – 9,000 µm
0.009 fragmentos/g
(n=19)
Tamaño: 10 – 20 µm
Pasar a través de un filtro
(40 µm), digestión con
H2O2 30%.
Detección y conteo en
microscopio y
comprobación con tinción
con fucsina.
Método de blanco no
indicado.
Liebezeit
and
Liebezeit
(2013)
Cerveza, 24
marcas de
cervezas
alemanas.
0,025 (0,021) fibras/mL
(n=24)
0,033 (0,018)
fragmentos/mL
(n=24)
0,017 (0,016)
granulos/mL
Tamaño: No dado.
Pasar a través de un tamiz
(0,8 µm).
Detección y conteo en
microscopio y
comprobación con rosa de
bengala (materia orgánica).
Método de blanco usado.
Liebezeit
and
Liebezeit
(2014)
Sal de mesa, 15
marcas Chinas
de
supermercados
locales.
Sal marina: 0,550 –
0,681 partículas/g (n=5)
Sal de lago: 0,043 –
0,364 partículas/g (n=5)
Sal de roca: 0,007 –
0,0204 partículas/g
(n=5)
Tamaño (todas las
sales): 45- 4,300 µm.
Disolver en aguam
digestión con H2O2 con
30%.
Filtrar a través de un tamiz
de 5 µm.
Detección y conteo en
microscopio, confirmación
con FT-IR.
Método blanco no
indicado.
Yang et
al. (2015)
n: número de muestras contabilizadas con microplásticos.
FT-IR: Espectroscopía Infrarroja transformada de Fourier Nota: Tomado de (Petersen, 2016)
21
En varios métodos detallados en el cuadro de resumen, el examen visual de
los microplásticos aislados se realiza principalmente con el objetivo de distinguir
y separar los microplásticos de otros materiales, tales como desechos orgánicos
(fragmentos de conchas, partes de animales, algas secas, etc.) y otros artículos
(metal, revestimientos, alquitrán, vidrio, etc.). Esto es realizado con ayuda de un
microscopio (Petersen, 2016).
Debido a la diversidad de fuentes, existe una gran variedad de microplásticos
con múltiples formas, tamaños, colores y orígenes. Las categorías utilizadas para
describir los microplásticos son fuente, forma, erosión y color. En muchos
estudios, se usaron microscopios estereoscópicos o de disección (Petersen,
2016).
2.2.11. Microfiltración
El proceso de microfiltración es una técnica de separación a través del uso de
una membrana, generalmente las partículas (tamaño de partícula < 5 mm) u otras
materias en suspensión se separan de los líquidos que los contiene, para este
proceso resulta importante hacer uso de un equipo de filtración donde se genere
un vacío y el líquido pueda atravesar la membrana con más efectividad y rapidez,
ya que al ser un tamaño de poro pequeño resulta complicado (GILDOQUIM,
2018).
Las membranas que se utilicen pueden ser de diferentes tamaños de poros,
diámetros o composición, es por ello que, dependiendo del objetivo, y
composición de las sustancias que se vaya a filtrar se elegirán las membranas a
utilizar (GILDOQUIM, 2018).
2.2.12. Membrana de rejilla (MCE) estéril / Sterile MCE Grid Membrane
2.2.12.1. Descripción
Estos filtros son una membrana de ésteres de celulosa mixta que tienen líneas
de rejilla claramente definidas espaciadas a intervalos de 3,1 mm. El enlace
especial no es tóxico y está completamente libre de inhibidores de crecimiento
bacteriano.
Dicha membrana facilita la detección de partículas y minimiza la fatiga ocular
son ideales para el conteo de colonias y las pruebas de esterilidad, y para la
recuperación y retención de bacterias en el análisis de agua, aguas residuales y
otras pruebas microbiológicas (Hawach Scientific, 2018).
2.2.12.2. Ventaja
La esterilización hace que la vida útil del filtro sea más segura.
Las líneas de la rejilla facilitan el contraste en el conteo de colonias.
(Hawach Scientific, 2018)
22
2.2.12.3. Características
o Alto rendimiento en el análisis microbiológico por su esterilidad.
o Excelente contraste para la detección más fácil de partículas
o No son tóxicos y no inhiben el crecimiento bacteriano, asegurando la
integridad de la muestra
o La membrana ofrece un alto grado de superficie interna para una mayor
absorción del producto.
o Mayor capacidad de carga de suciedad.
o Biológicamente inerte con una buena estabilidad térmica.
o La estructura uniforme de microporos de membrana proporciona altos
caudales.
(Hawach Scientific, 2018)
2.2.12.4. Aplicaciones
Filtrado acuoso
Recuento de colonias
Pruebas de esterilidad
Análisis microbiológico y de partículas
El tipo Black se puede usar para aplicaciones de pruebas de alimentos y
bebidas.
(Hawach Scientific, 2018)
2.2.13. Procesos aplicados en de preparación de la muestra
2.2.13.2. Oxidación
El proceso de oxidación es una reacción donde una especie química gana
oxígeno, pierde hidrógeno o a su vez también se puede definir al proceso cuando
hay una pérdida de uno o más electrones. Este proceso permite liberar de la
materia orgánica presente en el objeto de estudio a las partículas no reactivas, en
este caso las partículas microplásticas (Housecroft & Sharpe, 2005).
2.2.13.3. Peróxido de Hidrógeno como oxidante.
El peróxido de hidrógeno es un oxidante moderadamente fuerte, sin embargo,
para su descomposición rápida en oxígeno y agua se requiere el uso de un
catalizador, en ausencia de dicho catalizador y de acuerdo a investigaciones el
efecto no cambia cuando dicho oxidante se usa en concentraciones moderadas.
El uso de este oxidante va desde biodegradación de materia orgánica en suelos,
aguas hasta su uso en concentraciones muy altas para la elaboración de cohetes
(Peters & Agar, 2015).
Su efectividad va a depender del tipo de materia y de acuerdo a estudios, de otras
condiciones como pH (2-5) y temperatura (30-50°C). A pH ácidos se forma el
23
radical hidroxilo HO-, que es quien tiene un fuerte poder de oxidación (Peters &
Agar, 2015).
2.3. Marco Legal
De acuerdo Constitución del Ecuador 2008 en la sección para el Buen Vivir. Sección
primera para Agua y Alimentación, se establece en:
Art. 13.- Las personas y colectividades tienen derecho al acceso seguro y permanente
a alimentos sanos, suficientes y nutritivos; preferentemente producidos a nivel local y
en correspondencia con sus diversas identidades y tradiciones culturales. El Estado
ecuatoriano promoverá la soberanía alimentaria. Es decir, se garantizará que los
alimentos suministrados a la población no deben causarles ningún daño, tener la garantía
de que son inocuos y de calidad.
La Ley Orgánica de Salud en el Art. 6 dispone como responsabilidad del Ministerio
de Salud Pública: en el numeral 18, regular y realizar el control sanitario de la
producción, importación, distribución, almacenamiento, transporte, comercialización,
dispensación y expendio de alimentos procesados, medicamentos y otros productos para
uso y consumo humano; así como los sistemas y procedimientos que garanticen su
inocuidad, seguridad y calidad.
2.4. Hipótesis
Hi1: Existen microplásticos en la cerveza artesanal ecuatoriana.
Ho1: No existen microplásticos en la cerveza artesanal ecuatoriana.
Hi2: Existen microplásticos en la cerveza industrial ecuatoriana.
Ho2: No existen microplásticos en la cerveza industrial ecuatoriana.
2.5. Sistemas de variables.
2.5.1. Variable de caracterización:
Tipo de cerveza (artesanal e industrial)
Lugar de elaboración de la cerveza
2.5.2. Variable de interés:
Presencia de microplásticos
Número de partículas encontradas
Tamaño de partículas
24
2.5.3. Definición de Variables
2.5.3.1. Variable de caracterización
Las variables autónomas en esta investigación son el proceso de elaboración de
cerveza, que considera dos niveles, artesanal a industrial y el lugar de elaboración
de la bebida.
2.5.3.2. Variable de interés
Como variable de interés se establece, la presencia o ausencia de microplásticos
en la cerveza analizada, así como el número y tamaño de partículas halladas.
25
CAPÍTULO 3
3. METODOLOGÍA
3.1. Diseño de la investigación
3.1.1. Enfoque de la investigación
El enfoque del presente estudio es cuantitativo porque se va a evaluar la
presencia o ausencia de microplásticos en muestras de cerveza artesanal e
industrial.
3.1.2. Nivel de investigación
En esta investigación el nivel es de tipo descriptivo, ya que se realizará un
análisis de la realidad que se está suscitando, así como un planteamiento final de
lo más relevante de esta investigación.
3.1.3. Tipos de Investigación
Esta investigación es de tipo experimental, puesto que se realiza en un
laboratorio y se utilizan experimentaciones y técnicas, tanto para el tratamiento
previo de las muestras como para el análisis.
Es además de tipo bibliográfica ya que mediante una búsqueda documental se
logra conocer los posibles métodos aplicables para la determinación de la
presencia de microplásticos, así como las posibles rutas de contaminación.
3.2. Muestreo
Las cervezas artesanales e industriales son un mercado extenso a lo largo del
Ecuador, sin embargo, para este estudio se tomaron 14 muestras de las más
representativas y las que se encuentran a mayor alcance (Supermercados y locales
ubicados en centros de diversión). Las muestras recopiladas son de las provincias
mayormente pobladas.
26
Figura 2. Ubicación geográfica de las muestras de cerveza artesanal e industrial.
A continuación, la Tabla 5 resume la procedencia de las muestras analizadas.
Tabla 5. Relación de las muestras de cerveza artesanal e industrial analizadas.
Muestras Ubicación Provincia Planta
Cervezas Industriales
1 Quito Pichincha Cervecería Nacional (Cumbayá)
2 Guayaquil Guayas Planta AMBEV (Vía Daule)
3 Guayaquil Guayas Planta AMBEV (Vía Daule)
4 Guayaquil Guayas Planta AMBEV (Vía Daule)
5 Quito Pichincha Cervecería Nacional (Cumbayá)
6 Guayaquil Guayas Planta AMBEV (Vía Daule)
Cervezas Artesanales
7 Quito Pichincha
(Puembo) Av. Interoceánica
(Junto a la Quinta Santa Rosa)
8 Cuenca Azuay Chacón y Segunda Transversal
9 Guayaquil Guayas Chongón
10 Quito Pichincha San Bartolo
11 Quito Pichincha Parque Industrial Sur (Guamaní)
12 Quito Pichincha Avenida Universitaria (Iñaquito)
13 Quito Pichicha Lauro Guerrero y Maximiliano
Rodríguez (El Recreo)
14 Quito Pichincha Mitad del Mundo (Caspigasi)
27
3.3. Diseño de Investigación
3.3.1. Denominación de variables
De acuerdo a lo establecido las variables son de carácter descriptivo y tienen la
denominación de variable de caracterización y variable de interés.
3.3.2. Materiales y métodos
3.3.2.1.Materiales, reactivos y equipos
A continuación en la Tabla 6 se muestra los materiales utilizados en la
experimentación:
Tabla 6. Materiales
Materiales Especificaciones
Filtros de membrana de rejilla MCE
Membrana de ésteres de celulosa mixta
Diámetro 50 mm, tamaño de poro
0,8 µm
Vasos de precipitación 500 y 1000 mL
Matraz Erlenmeyer 1000 mL
Embudo para microfiltración Diámetro 50 mm
Kitasato 500 mL
Probetas de vidrio 500 y 1000 mL
Frascos de vidrio 500 mL
Pinzas metálicas -
Cajas Petri Vidrio
En la Tabla 7 se nombra los reactivos utilizados en la experimentación:
Tabla 7. Reactivos
Reactivos Especificaciones
Agua destilada Tipo II
Peróxido de Hidrógeno Concentración 30%
La Tabla 8 se muestran los equipos utilizados en la experimentación:
Tabla 8. Equipos
Equipos Ubicación
Bomba de vacío “Rocker 410” Laboratorio de Nanotecnología.
Cámara de flujo “Labconco” Laboratorio de Tecnología de Alimentos.
Microscopio invertido “AmScope”. Laboratorio de Química Sostenible.
28
3.3.2.2.Método
Descripción del proceso:
Receptar la muestra, abrir con destapador y medir 500 mL de muestra.
Filtrar la muestra en un tamiz de acero de 250 µm.
El filtrado transferir a un matraz Erlenmeyer de 600 mL y agregar 50 mL de H2O2
al 30%; mientras que al residuo (que se halla en el tamiz de acero) enjuagar con
1000 mL de agua destilada tipo I, transferir a un vaso de precipitación de 1000
mL y agregar 100 mL de H2O2 al 30%.
Oxidar tanto el filtrado como el residuo por 72 horas a temperatura ambiente.
Filtrar tanto el filtrado obtenido como residuo en una membrana MCE estéril de
0,8 µm.
Secar las membranas en una caja petri estéril y limpia a temperatura ambiente.
Finalmente observar la membrana en un microscopio invertido trinocular.
(Liebezeit & Liebezeit, 2013)
La metodología que a continuación se presenta para la determinación de microplásticos
en cerveza artesanal e industrial, es una adaptación de (Liebezeit & Liebezeit, 2013), en su
artículo “Non-pollen particulates in honey and sugar”, existen variaciones que se realizaron
tomando en cuenta el producto estudiado.
29
Figura 3. Método para determinación de microplásticos. Nota: Tomado de (Liebezeit & Liebezeit, Non-pollen particulates in honey and sugar., 2013)
30
3.4. Diseño Metodológico
3.4.1. Operacionalización de variables
Unidad de estudio: Determinación de la presencia de microplásticos en cerveza
artesanal e industrial.
En la Tabla 9 se muestra un desglose de la operacionalización de variables
Tabla 9. Operacionalización de variables.
VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES
Tipo de Cerveza Tipo de Cerveza Artesanal e industrial
Lugar de elaboración de la
cerveza Localización Urbano o rural
Presencia de
microplásticos
Presencia de
microplásticos
Presencia o ausencia de
microplásticos
Número de partículas
encontradas Número de partículas
Cantidad de fibras y
fragmentos
Tamaño de partículas Diámetro y longitud
de partícula
Denominación en
micrómetros (µm)
3.4.2. Técnicas e instrumentos de recolección de datos
La recolección de datos en esta investigación fue la observación y el uso de
guías de observador, donde se registraron todos los resultados de interés durante
la experimentación. La guía del observador fue validada con la aprobación de 3
expertos. (Ver Anexo D)
3.4.3. Técnicas de análisis y procesamiento de datos
Para el análisis y procesamiento de datos se hizo uso de rangos para los tamaños
de los fragmentos, que fueron obtenidos por un programa computarizado, se
aplicó una distribución de tamaños (Ver ecuación 1) (Ver Anexo E) y
representaciones gráficas del porcentaje de predominio de rangos en función del
rango establecido metodológicamente. Este análisis no se realizó en fibras porque
los rangos obtenidos salen del rango metodológico establecido.
Distribución de tamaño =(largo+ancho)µm
2 Ecuación 1.
Para el caso de la cantidad de fragmentos y fibras se utiliza una estadística
descriptiva, donde se realiza el cálculo de cuartiles para datos no agrupados,
acompañado de representaciones graficas de cajas y bigotes.
31
CAPÍTULO 4
4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Es importante aclarar que por cuestiones de comprensión la información de las matrices
validadas (Anexo F) han sido separadas en tablas independientes.
Presencia o ausencia de microplásticos
La determinación de la presencia de microplásticos en muestras de cerveza artesanal e
industrial elaboradas en Ecuador, se realizó con observación directa de la membrana MCE
(ésteres de celulosa mixta) estéril en un microscopio invertido trinocular “AmScope”; de
acuerdo a lo observado se puede determinar la presencia de partículas consideradas como
microplásticos en todas las muestras de cerveza analizadas, como se observa en las
fotografías (Ver Anexo H) y en la Tabla 10.
Tabla 10. Presencia o ausencia de microplásticos
Para la experimentación, resulta de gran importancia evaluar los parámetros que pueden
influir directamente sobre los resultados obtenidos, estos son el agua (Tipo 1) utilizada, el
peróxido de hidrógeno y el ambiente tanto de la cámara de flujo como el ambiente del
laboratorio de Tecnología de Alimentos. En la Tabla 11 se recopila esta información donde
se observa que, si bien hay presencia de micropartículas, la cantidad no es representativa ni
influenciable sobre los resultados de las muestras de cerveza analizadas.
Además, que para el caso del peróxido de hidrógeno y del agua (los posibles factores de
contaminación), no se puede asegurar que su contaminación es endémica o propia de los
líquidos, sino que el ambiente pudo haber provocado esta contaminación, cosa que tampoco
se puede plantear con seguridad.
Tipo N° Código Presencia (P) / Ausencia (A)
IND
US
TR
IAL
ES
1 CIP P
2 CIB P
3 CIBL P
4 CIBLL P
5 CIC P
6 CIBD P
AR
TE
SA
NA
LE
S
7 CAP P
8 CAL P
9 CAPÑ P
10 CAT P
11 CACK P
12 CAA P
13 CACC P
14 CAAQ P
32
Tabla 11. Resultados del muestreo en agua Tipo 1, ambiente y peróxido de hidrógeno.
Categoría Presencia (P) /
Ausencia (A)
Número de
fragmentos
Número
de fibras
Agua tipo 1 P 2 / 500 mL 0 / 500 mL
Peróxido de Hidrógeno p 2 / 500 mL 1 / 500 mL
Ambiente (Cámara de flujo) P 2 / área 1 / área
Ambiente (Laboratorio) P 2 / área 3 / área
Una vez descartado que los materiales y el proceso en general utilizado durante la
experimentación no influyen significativamente sobre las muestras, se define por referencia
bibliográfica y conocimiento del proceso de producción de la cerveza, las posibles rutas de
contaminación, permitiendo así justificar la presencia de la micropartículas.
Como primer punto se tiene al ambiente donde se elabora el producto, que, dependiendo
de la ubicación geográfica, la densidad poblacional, la cercanía a zonas de alta
contaminación (industrias, plantas de tratamientos de aguas, etc,) va a tener mayor o menor
concentración de microplásticos, pero al fin va a existir presencia de partículas como se logra
evidenciar.
Es importante recordar que las micropartículas consideradas como microplásticos pueden
tener diferentes orígenes desde aquellos que se ubican en ambientes externos a la planta de
procesamiento y que provienen de desgaste de neumáticos, fragmentos procedentes de
pinturas de señaléticas de tránsito, escombros de vehículo, materiales de construcción,
césped artificial, secado de ropa sintética y partículas procedentes de la fragmentación de
plásticos ubicados en vertederos (Magnusson et al., 2016), hasta aquellas que se ubican
dentro de la planta como fibras utilizadas en el aislamiento de superficies, desgaste de
utensilios plásticos, desgaste de mobiliario plástico, desgaste de equipo de protección, etc.
Dichas partículas van a ser transportadas por acción del viento y depositadas en
superficies que tienen contacto directo con el producto, o en zonas de almacenamiento de
materia prima cuando se habla de ambientes internos de la planta, en cambio para los
ambientes externos la precipitación atmosférica resulta influyente (Eerkes-Medrano,
Thompson, & Aldridge, 2015).
El desgaste de ropa (uniformes de obreros) es una fuente también muy importante, puesto
que según Browne et al., (2011) en un lavado de ropa se puede generar hasta 1900 fibras
tanto naturales y sintéticas, obviamente no todas las fibras son liberadas durante el secado,
lo que significa que una cantidad considerable quedará en la ropa y que con ayuda de la
fricción que se genera durante las actividades laborales, pueden desprenderse sobre la
materia prima o al producto que se está elaborando o a su vez mantendrán pululando en el
ambiente (Browne et al., 2011).
Otra de las posibles fuentes para el ingreso de partículas a la cerveza es la materia prima,
insumos y maquinarias; de acuerdo a la Figura 1, 19 son las etapas que debe atravesar la
33
materia prima para convertirse en cerveza y 66 agentes (como mallas de filtración, marmitas,
materia prima como el agua, lúpulo, cebada e insumos como botellas, tapas, etc.) pueden
verse involucrados en el proceso. (Liebezeit & Liebezeit, 2014). Según Lachenmier et al.,
(2015) es importante considerar que las cervezas de tipo industrial atraviesan un proceso de
microfiltración por lo tanto cualquier contaminación en materia prima quedaría nulo, no así
con las cervezas artesanales que no atraviesan este proceso, es por ello que resulta importante
analizar las materias primas utilizadas en la elaboración de la cerveza artesanal, para poder
identificar cual es la que aporta contaminación. (Lachenmeier et al., 2015)
De acuerdo a la composición química dada por la USDA (Ver Tabla 2) el agua representa
el componente mayoritario en la cerveza, a causa de ello se puede considerar al agua como
una de las rutas de contaminación más importante, tanto en cervezas artesanales como
industriales cuando el equipo de microfiltración no es eficiente en esta última.
La contaminación con partículas plásticas en agua dulce es muy común y las cantidades
son igual de alarmantes que las encontradas en los medios acuáticos marinos. Según Horton
et al., (2017) el agua resulta contaminada por vía ambiental a causa de los vientos que
transportan micropartículas (Horton et al., 2017), como ya se explicó, además estudios
establece que su presencia en mayor o menor cantidad dependerá de las fuerzas físicas que
se ejercen sobre el agua, la densidad de población humana cercana al cuerpo de agua, la
proximidad de dicho cuerpo de agua a los centros urbanos, el tiempo de residencia o reposo
del agua, tamaño del cuerpo de agua, el tipo de gestión de residuos que se utiliza en los
alrededores y la cantidad de aguas residuales vertidas sobre el cuerpo de agua dulce (Eerkes-
Medrano et al., 2015).
Las razones antes mencionadas justifican referencialmente la presencia de microplásticos
en las muestras analizadas de cerveza artesanal e industrial ecuatoriana y dicha presencia
ratifica que el método aplicado es efectivo y válido para la retención y posterior
determinación de microplásticos en cerveza artesanal e industrial.
Número de partículas.
La cuantificación de las partículas de microplásticos en muestras de cerveza artesanal e
industrial se realizó con contaje directo de las partículas encontradas en la membrana MCE
estéril en un microscopio invertido trinocular “AmScope”, de acuerdo a la metodología de
Liebezeit & Liebezeit (2013) utilizada; durante el conteo se clasificó a las partículas en fibras,
fragmentos y gránulos sin embargo a causa del tipo de microscopio disponible solo es
posible observar en dos dimensiones por lo tanto los gránulos han sido contabilizados como
fragmentos, además es importante comentar que posterior a la observación se hace la
sumatoria de fibras y fragmentos y el valor obtenido es el que se considera como el número
total de partículas por 500 mL de muestra (Liebezeit & Liebezeit, 2013).
A continuación, en las Figuras 4, 5, 6, 7 se muestra la forma en como las partículas (fibras
y fragmentos) fueron observadas tanto en referencias bibliográficas como en los resultados
de esta investigación.
34
Es importante realizar la comparación fotográfica para darse cuenta que la similitud entre
las partículas halladas en la experimentación con las partículas de fuentes de referencia es
notoria por lo que permite determinar claramente que las partículas halladas corresponden
micropartículas consideradas como microplásticos, obviamente la nitidez varía una de la otra
porque el microscopio también varía, además de una variación en colores, formas y tamaños,
todo va a estar ligado al tipo de muestra (artesanal e industrial) y lugar de elaboración.
Figura 4. Fibra hallada en una muestra de
cerveza (referencia)
Nota: Tomado de (Kosuth, Mason, &
Wattenberg, 2018)
Figura 5. Fibra hallada en una
muestra de cerveza
(experimentación)
Figura 6. Fragmento hallado en una
muestra de agua de grifo (referencia)
Nota: Tomado de (Kosuth, Mason, &
Wattenberg, 2018)
Figura 7. Fragmento hallado en una
muestra de cerveza (experimentación)
A pesar que se logró la identificación de las partículas, fue complicada la observación en
las muestras artesanales donde la pigmentación de la membrana MCE estéril a causa de la
coloración propia del producto y la presencia de materia orgánica dada por la composición,
opacaban la imagen, esta situación permitió establecer que la oxidación no fue tan efectiva
para ciertas muestras, a pesar de esto la membrana MCE estéril reticulada (cuadriculada)
presentó un beneficio y fue que ayudó al contaje de las micropartículas muy numerosas como
en la muestra 8 (CAL), donde se contabilizó únicamente un cuadrante y se multiplico por 4
obteniendo un valor aproximado, esto se realizó apoyándose en la Técnica de filtración por
membrana (Castro, 2017).
35
Figura 8. Observación de una fibra (lente
20 x) en cerveza artesanal.
Figura 9. Observación de una fibra (lente
20x) en cerveza industrial.
A continuación, se muestra la Tabla 12 donde se recopila la información del número de
fibras y fragmentos, el número total de partículas halladas por muestra y el lugar de
elaboración.
Tabla 12. Resultados del contaje de fibras y fragmentos
* P.I.: Parque Industrial
Tipo N° Código Lugar de elaboración
Número de partículas Total de
partículas
/ 500 mL
Fibras /
500 mL
Fragmentos
/ 500 mL
IND
US
TR
IAL
ES
1 CIP Cumbayá
(Suburbano) 30 91 121
2 CIB Guayaquil (P.I.)
(Urbano ) 49 152 201
3 CIBL Guayaquil (P.I.)
(Urbano) 20 198 218
4 CIBLL Guayaquil (P.I.)
(Urbano) 29 177 206
5 CIC Cumbayá
(Suburbano) 9 155 164
6 CIBD Guayaquil (P.I.)
(Urbano ) 9 248 257
AR
TE
SA
NA
LE
S
7 CAP Puembo
(Rural) 6 55 61
8 CAL Cuenca (P.I.)
(Urbano)) 56 320 376
9 CAPÑ Chongón
(Urbano) 11 192 203
10 CAT San Bartolo
(Urbano) 10 63 73
11 CACK Guamaní
(Urbano) 10 25 35
12 CAA Av. Universitaria
(Iñaquito) (Urbano) 10 48 58
13 CACC El Recreo (Ferroviaria
Baja) (Urbano) 26 73 99
14 CAAQ Caspigasí (Mitad del
Mundo) (Rural) 13 45 58
36
Es importante recordar que a pesar que los microplásticos son considerados por la EFSA
(Petersen, 2016) y otros organismos como un contaminante, este no se halla regularizado y
por lo tanto no tiene un valor límite establecido, por cuestiones de comprensión y análisis se
establece “un mayor número de partículas” y “un menor número de partículas” como
referencia.
En la Tabla 12 se logra evidenciar que existe una tendencia comparativa de mayor número
de partículas en muestras de cerveza de tipo industrial y menor número de partículas en
muestra de cervezas de tipo artesanal en relación una a otra, salvo dos muestras de tipo
artesanal que rompen la tendencia, estás muestras son la número 8 (CAL) y la número 9
(CAPÑ). Esta diferencia puede darse por motivos ambientales, de materias primas (agua,
cebada, etc.) o insumos como ya se mencionó, eso aún no se encuentra definido porque no
se ha realizado el muestreo respectivo, sin embargo al realizar el análisis de localización de
las plantas de procesamiento, las muestras que se hallan ubicados en zonas de alta
contaminación (parques Industriales, zonas urbanas donde hay afluencia vehicular y
poblacional elevada) son las que mayor número de partículas plásticas tienen.
Y en efecto es lo que se evidencia al comparar las dos muestras artesanales que salen de
tendencia de menor partículas para cervezas artesanales, para el caso de la cerveza número
8, el lugar donde es procesado el producto es en un denominado Parque Industrial ubicado
en la ciudad de Cuenca, esta zona es de gran contaminación ambiental puesto que a su
alrededor se ubican industrias de metalurgia, plásticas, químicas, agroindustriales, etc.,
además de la cercanía de la planta al aeropuerto, para el caso de la muestra número 9 esta se
elabora en Chongón, una zona urbana de afluencia comercial y poblacional importante,
como se observa ambas muestras tienen su planta ubicada en zonas críticas de
contaminación.
Es importante aclarar que los microplásticos que se hallan en el ambiente, tanto del lugar
donde se trata el agua que se va a utilizar en el proceso de producción, como el ambiente
donde se va a producir un producto alimenticio (ubicación de la planta), se liberan desde
algunos niveles. A nivel industrial por ejemplo en la producción de abrasivos industriales,
de granos de acrílico o de poliéster, gránulos de plástico (pellets) para productos de cuidado
personal tales como agentes exfoliantes en cremas y productos de limpieza (Napper, Bakir,
Rowland, & Thompson, 2015) , a nivel doméstico se tiene por ejemplo en el lavado de ropa,
además de las partículas que se liberan de los vertederos de basura donde las fluctuaciones
de temperatura y los rayos UV fragmentan a los plásticos y libera micropartículas (Horton
et al., 2017).
Para el caso de las demás muestras de tipo artesanal la tendencia de menor partículas se
cumple, sin embargo, si existe diferencia de valores entre las muestras, esto como ya se
mencionó viene ligado a la ubicación geográfica de la planta de procesamiento.
Con las cervezas industriales la tendencia es más homogénea debido a que muchas de las
muestras comparten una misma planta de fabricación no así el mismo proceso. Aquí se logra
hacer una diferenciación entre dos ciudades Guayaquil y Quito, como se observa las
37
muestras que fueron elaboradas en la ciudad de Quito tienen menor número de partículas en
relación a las muestras de las cervezas que fueron elaboradas en Guayaquil.
De acuerdo a la ubicación geográfica, la planta de procesamiento de Guayaquil se localiza
en un Parque Industrial en la vía a Daule, mientras que la planta de procesamiento de Quito
se ubica en Cumbayá en un sector suburbano donde hay densidad poblacional elevada ya
que se encuentra cercana a Centros Comerciales y a una avenida transitada (Ruta Viva), si
bien ambos lugares representan una fuente de contaminación elevada los resultados arrojan
que la mayor concentración de micropartículas consideradas como microplásticos están en
Guayaquil para el caso de las cervezas industriales.
Según Yonkos (2014) la mayor concentración de microplásticos en entornos fluviales y
ambientales se ha dado en zonas donde hay una proximidad y densidad poblacional elevadas
en relación a sitios más rurales o remotos, y es lo que se evidencia con las muestras 7 (CAP)
y la 14 (CAAQ) que pertenecen a zonas rurales, Puembo y Caspigasí respectivamente, ambas
muestras tienen menor número de partículas en relación a las muestras industriales y
artesanales (Yonkos, Friedel, Perez, Ghosal, & Arthur, 2014).
En la Figura 10 se compara la cantidad de fibras entre las muestras artesanales e
industriales, para ambos casos se observó que la dispersión varía entre los diferentes rangos.
Para las muestras industriales el 50% de las muestras (Caja 1) contienen de 9 a 24 partículas
aproximadamente y el otro 50% de las muestras (Caja 2) contienen de 25 a 34 partículas
aproximadamente, para ambas agrupaciones de muestras la dispersión de datos es mayor, es
decir se alejan mucho más de la media hallada (Q2). Para las muestras artesanales se logró
evidenciar que el 50% de las muestras contiene de 10 a 10,5 partículas aproximadamente y
sus datos se hallan más concentrados, es decir los dato se hallan más cercanos al valor de la
media (Q2) mientras que el otro 50% de datos contienen de 11 a 23 partículas
aproximadamente y su datos se hallan muy dispersos.
En la Tabla 13 se muestra los datos que se requieren (cuartiles 1, 2 y 3, máximos y
mínimos) para la realización del gráfico de cajas y bigotes.
Tabla 13. Datos de cuartiles (Fibras)
INDUSTRIALES ARTESANALES
Min 9 Min 6
Q1 9 Q1 10
Q2 o mediana 24,5 Q2 o mediana 10,5
Q3 34,75 Q3 22,75
Max 49 Max 56
38
Figura 10. Gráfica de cajas y bigotes de las fibras de muestras artesanales e industriales
En la Figura 11 se compara la cantidad de fragmentos entre las muestras artesanales e
industriales, al igual que las fibras se observó que la dispersión varía entre los diferentes
rangos. Para las muestras industriales el 50% de las muestras (Caja 1) contienen de 130 a
165 partículas aproximadamente y el otro 50% de las muestras (Caja 2) contienen de 167 a
210 partículas aproximadamente, para ambas agrupaciones de muestras la dispersión de
datos es menor, es decir se acercan mucho a la media determinada (Q2). Para las muestras
artesanales se pudo evidenciar que el 50% de las muestras contiene de 50 a 58 partículas
aproximadamente y sus datos se hallan concentrados, es decir que están muy cercanos al
valor de la media (Q2) mientras que el otro 50% de datos contienen de 60 a 160 partículas
aproximadamente y sus datos se hallan muy dispersos.
En la Tabla 14 se muestra los datos que se requieren (cuartiles 1, 2 y 3, máximos y
mínimos) para la realización del gráfico de cajas y bigotes.
Tabla 14. Datos de cuartiles (Fragmentos)
INDUSTRIALES ARTESANALES
Min 91 Min 25
Q1 136,75 Q1 45,75
Q2 o mediana 166 Q2 o mediana 59
Q3 210,5 Q3 162,25
Max 248 Max 320
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
Artesanales
Industriales
Cantidad de partículas
Gráfica de cajas y bigotes
(Fibras)
39
Figura 11. Gráfica de cajas y bigotes de los fragmentos de muestras artesanales e
industriales
Tamaño de partícula.
Para la determinación del tamaño de partícula de los microplásticos se utilizó un programa
computarizado que se encuentra ligado al microscopio “AmScope”, este programa permite
medir a través de la corrección del lente objetivo utilizado (20x), las dimensiones de las
partículas (fibras y fragmentos) en las unidades que se requieran en este caso en micrómetros
(µm).
Las Figuras 12 y 13 muestran la forma como fueron medidas las partículas, para el caso de
las fibras la longitud fue la única dimensión que se midió y el valor medido fue el que se
ingresó al procesamiento para la obtención del rango, mientras que para los fragmentos la
dimensión medida fue el diámetro y la longitud, estos valores atravesaron una distribución
de tamaño de partículas (Ver ecuación 1) para obtener un solo valor y calcular el rango.
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390
Artesanales
Industriales
Cantidad de partículas
Gráficas de cajas y bigotes
(Fragmentos)
40
Figura 12. Medición de las dimensiones de un fragmento con el programa AmScope
Figura 13. Medición de la longitud de una fibra con el programa AmScope
Se determinó también el cálculo del rango para fibras y fragmentos, así como el total de
rango de todas las muestras. (Ver Tabla 15)
41
Tabla 15. Rango de tamaño para fibras y partículas
Tipo N° Código Rango de tamaño de partículas
Fibras Fragmentos
IND
US
TR
IAL
ES
1 CIP 59,52 – 1740,24 3,505 – 186,4
2 CIB 13,45 – 1075,55 4,97 – 202,29
3 CIBL 36,34 – 1076,31 9,54 – 131,8
4 CIBLL 26,32 – 1388,43 8,55 – 140,995
5 CIC 35,69 – 588,34 8,445 – 177,485
6 CIBD 59,12 – 427,82 6,75 – 200,23
AR
TE
SA
NA
LE
S
7 CAP 155,01 – 769,8 6,155 – 155,8
8 CAL 40,68 – 500,4 6,5 – 160,345
9 CAPÑ 40,28 – 473,68 11,35 – 86,705
10 CAT 37,05 – 595,52 10,415 – 72,715
11 CACK 103,81 – 1426,33 24,73 – 128,105
12 CAA 177,07 – 737,55 9,37 – 104,355
13 CACC 60,71 – 548,57 10,46 – 87,655
14 CAAQ 95,49 – 614,89 14,16 – 73,325
RANGO TOTAL 13,45 – 1740,24 3,505 – 202,29
Debido a que las partículas que se están analizando no poseen un tamaño promedio,
únicamente es posible evaluar el rango y con este, se estableció primero la efectividad del
proceso para retener microplásticos en un rango definido (0,8 µm – 250 µm)
metodológicamente y segundo, el porcentaje de rangos, que permitan evaluar que tamaños
existen en predominio en las muestras analizadas.
Para los fragmentos el rango total obtenido (3,505 µm – 202,29 µm) se encuentran dentro
del rango metodológico (0,8 µm – 250 µm) lo que significa que fue efectivo el proceso para
retención de fragmentos, mientras que para las fibras no ocurre lo mismo, el rango obtenido
fue de 13,45 µm – 1740,24 µm, si bien el límite inferior está correcto, el límite superior
sale del rango, la razón responde a que las fibras podrían tener espesores < 250 µm y
atravesaron el tamiz de acero de forma vertical.
Para el segundo punto se tiene el análisis de las gráficas (Ver Anexo J), que evalúan el
porcentaje de prevalencia de los rangos en función del rango, estás representaciones
permiten establecer a través de un porcentaje, que rango de tamaño de fragmentos prevalece
en las muestras analizadas, el análisis no se realizó en las fibras porque como se observó en
la Tabla 15 los valores sobresalen del rango metodológico.
42
Posterior a este análisis se consideró el porcentaje que mayor valor tenía de cada muestra
para un análisis global tanto de muestras de tipo industrial registradas en la Figura 14, como
muestras de tipo artesanal resumidas en la Figura 15.
Figura 14. Representación global del % de prevalencia del rango obtenido vs Rango de
cervezas industriales.
Figura 15. Representación global del % de prevalencia de rango obtenido vs Rango
global de cervezas artesanales.
De acuerdo a la Figura 14 el rango que tiene predominio (porcentajes elevados) y se
manifiesta en todas muestras de cerveza de tipo industrial es el rango que va de 0,8 µm a 50
0,8 - 50 0,8 - 50 0,8 - 50 0,8 - 50 0,8 - 50 0,8 - 50 0,8 - 50 0,8 - 50
7 8 9 10 11 12 13 14
% 85.45 95.00 96.88 96.83 60.00 72.92 93.15 93.33
50.0055.0060.0065.0070.0075.0080.0085.0090.0095.00
100.00
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Cervezas Artesanales)
0,8-50 0,8 - 50 0,8 - 50 0,8 - 50 0,8 - 50 0,8 - 50
1 2 3 4 5 6
% 64.84 86.84 91.06 95.00 92.90 95.97
50.0055.0060.0065.0070.0075.0080.0085.0090.0095.00
100.00
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Cervezas Industriales)
43
µm mientras que para el caso de las muestras de cerveza de tipo artesanal el rango que
predomina también 0,8 µm a 50 µm (Figura 15).
Esta prevalencia de rango indica es que el método es muy efectivo para retención de
microplásticos con tamaños < 50 µm, además que los fragmentos que están pululando en el
ambiente o que están contenidos en el agua o cualquier otra materia prima y que contaminan
a la cerveza están en el rango de tamaño de 0,8 µm a 50 µm.
Influencia de la ubicación geográfica de la planta procesadora
Como ya se mencionó en los análisis, la ubicación geográfica resulta influyente sobre la
concentración de micropartículas puesto que factores relacionados a la ubicación geográfica
como densidad poblacional, cercanía a fuentes de contaminación (ríos, centros comerciales,
calles transitadas, parques industriales), clima, entre otros, contribuyen con la presencia en
mayor o menor cantidad de partículas en muestras de cerveza. En este estudio se observó
que, a pesar de que las muestras de tipo artesanal no atraviesan un proceso de filtrado fueron
las menos contaminadas (a excepción de dos), se considera que es precisamente porque su
planta de procesamiento no se hallaba muy cercana a zonas de alta contaminación (Ver
Anexo F) en comparación con las cervezas industriales elaboradas en zonas de alta actividad
antropogénica.
Propuesta de metodología de identificación y extracción de microplásticos en
alimentos fluidos.
La metodología propuesta es una adaptación de Liebezeit & Liebezeit (2013) en su estudio
“Non-pollen particulates in honey and sugar”. El proceso consiste en:
o Receptar la muestra, abrir con destapador y medir 500 mL de muestra.
o Filtrar la muestra en un tamiz de acero de 250 µm.
o El filtrado transferir a un matraz Erlenmeyer de 600 mL y agregar 50 mL de H2O2
al 30%; mientras que al residuo (que se halla en el tamiz de acero) enjuagar con
1000 mL de agua destilada tipo I, transferir a un vaso de precipitación de 1000 mL
y agregar 100 mL de H2O2 al 30%.
o Oxidar tanto el filtrado como el residuo por 72 horas a temperatura ambiente.
o Filtrar nuevamente tanto el filtrado obtenido como residuo en una membrana MCE
estéril de 0,8 µm.
o Secar las membranas en una caja petri estéril y limpia a temperatura ambiente.
o Finalmente observar la membrana en un microscopio invertido trinocular.
Las modificaciones se realizaron porque se requería adaptar a la disponibilidad de
materiales en el Instituto de Postgrado como por ejemplo el uso de un tamiz de cero de 250
µm en lugar de uno de 40 µm o el uso de membranas de MCE blancas reticuladas en lugar
de membranas de MCE grises.
Resulta importante aclarar, que el método aplicado fue efectivo para identificación y
extracción de microplásticos, sin embargo si se tuvo ciertos problemas con las cervezas
44
artesanales en el momento de filtrar, el proceso de oxidación favoreció a que la materia
orgánica se degradara, reacción que no ocurrió en pruebas preliminares donde no se realizaba
la oxidación, por lo que se considera a esta etapa como clave en la metodología. (Liebezeit
& Liebezeit, 2013)
Durante el proceso de filtración como ya se mencionó se logró evaluar que el método fue
efectivo para la retención de microplásticos sobretodo fragmentos porque ningún rango
obtenido de ninguna muestra salió del rango metodologico establecido, no así con las fibras
por cuestiones ya mencionadas.
Finalmente durante la observación, existieron ciertos problemas porque la resolución del
microscopio no fue clara ni buena y más en las muestras de tipo artesanal por la pigmentación
que adquirían los filtros MCE estériles, sin embargo si se logró su identificación, medición
y cuantificación.
45
CAPÍTULO 5
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones
Presencia o ausencia de microplásticos
Todas las muestras de la microfiltración de cerveza artesanal e industrial analizadas,
con observación directa de la membrana MCE (ésteres de celulosa mixta) estéril en
un microscopio invertido trinocular “AmScope”, manifiestan presencia de
microplásticos, lo que implica que las muestras de cerveza analizadas contenían
micropartículas consideradas como microplásticos.
La presencia de micropartículas en el agua Tipo 1, en el peróxido de hidrógeno y en
el ambiente, tanto de la cámara de flujo como del laboratorio de Tecnología de
Alimentos, no son significativos y por tanto no representan contaminación
significativa sobre los resultados de las muestras de cerveza analizadas.
Número de las partículas.
La comparación con registros de micropartículas plásticas presentes en fuentes de
referencia indican la similitud con las partículas halladas en la experimentación.
Se evidenció la existencia de una tendencia comparativa de mayor número de
partículas en muestras de cerveza de tipo industrial en relación a un menor número
de partículas en muestra de cervezas de tipo artesanal, determinando que la muestra
número 8 (376 partículas) es la que mayor número de microplásticos obtuvo y la
muestra número 11 (35 partículas) es a que menor número de micropartículas obtuvo.
La concentración de micropartículas consideradas como microplásticos se encuentra
estrechamente ligada a la ubicación geográfica de la planta, la densidad poblacional
cercana a la planta y la cercanía de la planta procesadora a fuentes de alta
contaminación, además los fragmentos predominan en número en comparación a las
fibras.
Tamaño de partícula.
Se estableció 3 rangos de tamaño de partículas, una dada por la metodología (0,8 µm
– 250 µm) y las otras dos obtenidas de las mediciones experimentales para
fragmentos fue de 3,505 µm – 202,29 µm y para fibras fue de 13,45 µm – 1740,24
µm.
El rango de tamaño que predomina, en porcentaje elevados de presencia, se halla en
todas las muestras tanto de cerveza artesanal como industrial es 0,8 µm a 50 µm.
46
Metodología de identificación y extracción de microplásticos en alimentos fluidos
Se evaluó la aplicabilidad y efectividad del método de identificación y extracción de
microplásticos propuesto y se concluyó que el método es aplicable a las dos formas
de partícula (fibras y fragmentos), ya que en los dos casos hubo presencia de
partículas.
Influencia de la ubicación geográfica de la planta procesadora
Se definió que la ubicación geográfica de la planta procesadora, resulta influyente en
la concentración de micropartículas plásticas presentes en las muestras de cerveza
artesanal e industrial, es decir que mientras más cercanas están la plantas de
procesamiento a sitios de alta contaminación mayor es el número de partículas, como
muestra la muestra 8 que fue elaborada en un parque industrial.
47
5.2. Recomendaciones
o Se recomienda estudiar la presencia de microplásticos durante proceso de producción
de la cerveza, tanto para cervezas artesanales como industriales para descartar
posibles fuentes o rutas de contaminación.
o Realizar estudios que permitan evaluar la posible toxicidad de los microplásticos en
organismos vivos.
o Probar otro tipo de oxidación y procesos (uso de parámetros de control) para eliminar
interferencias durante la observación de muestras artesanales a causa de materia
orgánica presente o pigmentaciones.
o Se recomienda hacer uso de microscopios que permitan observar las partículas en
tres dimensiones para poder identificar mejor la morfología de las partículas.
o Se recomienda evaluar la reproductibilidad y repetitividad del método propuesto
mediante la realización de repeticiones de una misma muestra.
48
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52
Anexo A. Esquema Causa - Efecto (Árbol de problemas).
53
Anexo B. Categorización de variables.
Presencia de
microplásticos cerveza
artesanal e industrial
Generación excesiva de
desechos orgánicos e
inorgánicos
Microplásticos en
alimentos
Degradación y liberación
de partículas
(Contaminantes
emergentes)
Tipos de
microplásticos
Ruta de
contaminación
Toxicidad de
microplásticos
54
Anexo C. Tabla completa de los métodos de detección de los microplásticos emitida
por la EFSA.
55
56
Anexo D. Matriz para la recolección de datos
57
Anexo E. Matriz de análisis y procesamiento de datos
58
Anexo F. Matrices completas de recolección, análisis y procesamiento de datos
Tipo N° Código Lugar de
elaboración
Presencia (P)/
Ausencia (A)
Número de partículas/ 500 mL
muestra Tamaño de partículas (µm)
Observaciones Fibras/ 500 mL
muestra
Fragmentos/
500 mL
muestra
Fibras
(µm)
Fragmentos
(µm)
IND
US
TR
IAL
ES
1 CIP Cumbayá P 30 91 59,52 – 1740,24 3,505 – 186,4 Sector Suburbano
2 CIB Guayaquil P 49 152 13,45 – 1075,55 4,97 – 202,29 Sector Urbano
3 CIBL Guayaquil P 20 198 36,34 – 1076,31 9,54 – 131,8 Sector Urbano
4 CIBLL Guayaquil P 29 177 26,32 – 1388,43 8,55 – 140,995 Sector Urbano
5 CIC Cumbayá P 9 155 35,69 – 588,34 8,445 – 177,485 Sector Suburbano
6 CIBD Guayaquil P 9 248 59,12 – 427,82 6,75 – 200,23 Sector Urbano
AR
TE
SA
NA
LE
S
7 CAP Puembo P 6 55 155,01 – 769,8 6,155 – 155,8 Sector Urbano
8 CAL Cuenca P 56 320 40,68 – 500,4 6,5 – 160,345 Sector Urbano
9 CAPÑ Chongón P 11 192 40,28 – 473,68 11,35 – 86,705 Sector Urbano
10 CAT San Bartolo P 10 63 37,05 – 595,52 10,415 – 72,715 Sector Urbano
11 CACK Guamaní P 10 25 103,81 – 1426,33 24,73 – 128,105 Sector Urbano
12 CAA Av.
Universitaria P 10 48 177,07 – 737,55 9,37 – 104,355 Sector Urbano
13 CACC El Recreo P 26 73 60,71 – 548,57 10,46 – 87,655 Sector Urbano
14 CAAQ Caspigasí P 13 45 95,49 – 614,89 14,16 – 73,325 Sector Rural
59
N° Código Rango (R) de tamaño de partículas (µm) Número de partículas/ 500
mL muestra Fibras (µm) Fragmentos (µm)
1 CIP 59,52 – 1740,24 3,505 – 186,4 121
2 CIB 13,45 – 1075,55 4,97 – 202,29 201
3 CIBL 36,34 – 1076,31 9,54 – 131,8 218
4 CIBLL 26,32 – 1388,43 8,55 – 140,995 206
5 CIC 35,69 – 588,34 8,445 – 177,485 164
6 CIBD 59,12 – 427,82 6,75 – 204,85 257
7 CAP 155,01 – 769,8 6,155 – 155,8 61
8 CAL 40,68 – 500,4 6,5 – 160,345 376
9 CAPÑ 40,28 – 473,68 11,35 – 86,705 203
10 CAT 37,05 – 595,52 10,415 – 72,715 73
11 CACK 103,81 – 1426,33 24,73 – 128,105 35
12 CAA 177,07 – 737,55 9,37 – 104,355 58
13 CACC 60,71 – 548,57 10,46 – 87,655 99
14 CAAQ 95,49 – 614,89 14,16 – 73,325 58
TOTAL 13,45 – 1740,24 3,505 – 204,
60
Anexo G. Procesamiento de la muestra
Membrana MCE
Filtración de la muestra en
tamiz de
250 µm
Traspaso del filtrado Enjuague del tamiz de acero
61
Traspaso del lavado del tamiz de acero Medición del peróxido de hidrógeno
Reposo de las muestras 72 horas Filtración de las muestras
62
Secado de las membranas MCE Observación en el microscopio invertido
trinocular
63
Anexo H. Fotografías de las partículas (fibras-fragmentos) en muestras de cerveza.
MUESTRA INDUSTRIAL 1 (CIP)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
MUESTRA INDUSTRIAL 2 (CIB)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
64
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
MUESTRA INDUSTRIAL 3 (CIBL)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
65
MUESTRA INDUSTRIAL 4 (CIBLL)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
MUESTRA INDUSTRIAL 5 (CIC)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
66
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
MUESTRA INDUSTRIAL 6 (CIBD)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
67
MUESTRA ARTESANAL 7 (CAP)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
MUESTRA ARTESANAL 8 (CAL)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
68
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
MUESTRA ARTESANAL 9 (CAPÑ)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
69
MUESTRA ARTESANAL 10 (CAT)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
MUESTRA ARTESANAL 11 (CACK)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
70
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
MUESTRA ARTESANAL 12 (CAA)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
71
MUESTRA ARTESANAL 13 (CACC)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
MUESTRA ARTESANAL 14 (CAQ)
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara AmScope)
72
Fibra observada en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
Fragmento observado en lente 20x
(Fotografía con cámara digital)
73
Anexo I. Microplásticos presentes en el ambiente, agua y peróxido de hidrógeno.
Cámara de flujo
Fragmento y fibra hallado en la camara de flujo
Ambiente del Laboratorio
Fragmento y fibra hallado en el ambiente en general
Agua Tipo 1
Fragmento y fibra hallado en el agua Tipo 1
74
Peróxido de Hidrógeno (50%)
Fragmentos hallados en el peróxido de hidrógeno
75
Anexo J. Representaciones gráficas del % vs Rango de todas las muestras.
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
0,8-50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 1 - CIP)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 2 - CIB)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 3 - CIBL)
76
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 6 - CIBD)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 4 - CIBLL)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 5 - CIC)
77
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% vs Rango (Muestra 11 - CACK)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 7 - CAP)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 8 - CAL)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 9 - CAPÑ)
78
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 10 - CAT)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 11 - CACK)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 12 - CAA)
79
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 13 - CACC)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0,8 - 50 51-100 101-150 151-200 201-250
%
Rango (µm)
% Rango vs Rango metodológico
(Muestra 14 - CAAQ)
