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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.64.2019.tde-19112021-103307
Documento
Autor
Nombre completo
Lilian Seiko Kato
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2019
Director
Tribunal
Fernandes, Elisabete Aparecida De Nadai (Presidente)
Batista, Bruno Lemos
Nogueira, Ana Rita de Araujo
Pozebon, Dirce
Título en portugués
Qualidade e segurança do arroz brasileiro: avaliação de arsênio total e inorgânico em diferentes locais, cultivares e sistemas de cultivo
Palabras clave en portugués
Cádmio
Composição química
Especiação de arsênio
HPLC
ICP-MS
NAA
Oriza sativa
Resumen en portugués
O arroz é um alimento básico para metade da população global e o Brasil está entre os maiores produtores e consumidores do grão. Preocupações com a segurança do arroz têm surgido, devido à sua elevada capacidade de acumular As, considerado um dos elementos químicos mais tóxicos. Grãos de arroz apresentam As predominantemente nas formas inorgânicas (As-i) de maior toxicidade. Estudos de monitoramento de As em arroz têm sido realizados, especialmente onde os solos apresentam elevado nível de As e/ou o consumo do cereal é grande. Este trabalho teve como objetivo investigar a ocorrência de As e As-i em arroz produzido no território brasileiro, abrangendo os sistemas produtivos irrigado e de sequeiro e diferentes cultivares. Além disso, há também preocupação mundial com a presença de Cd no arroz, uma vez que o elemento apresenta potencial tóxico similar. Outros elementos químicos foram igualmente determinados, permitindo aplicação de quimiometria para avaliar interações com As. Amostras de arroz foram coletadas em produtores de arroz certificado, a fim de garantir a origem em relação a cultivar, local e sistema de produção. Para a quantificação dos elementos químicos, foram utilizadas análise por ativação neutrônica (NAA) e espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Para especiação de As, empregaram-se métodos de extração com digestão ácida e separação por cromatografia líquida de alta resolução (HPLC), seguidos de detecção por ICP-MS. O As total no arroz integral variou em duas ordens de magnitude (<2,6 µg/kg a 628 µg/kg), sendo que as amostras de arroz de sequeiro do Mato Grosso apresentaram as menores frações de massa, enquanto oito amostras de arroz irrigado, do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, apresentaram As total acima do limite máximo da ANVISA (300 µg/kg). O As-i no arroz irrigado variou de 68 µg/kg a 174 µg/kg. Cd variou entre 2,9 µg/kg e 44 µg/kg, resultados bem abaixo do limite máximo de 400 µg/kg estabelecido pela ANVISA. Não houve diferença significativa para As (p>0,05) entre grãos de diferentes cultivares. A alta variabilidade (%RSD) dentro de uma mesma cultivar sugere influência do local de cultivo na concentração desse elemento no arroz. Averiguadas as situações em que houve maior incidência de As, foi efetuado estudo de campo buscando investigar as possíveis causas. Para tanto, amostras de solos, folhas e grãos foram coletadas em 10 pontos, determinando-se o fator de transferência (FT) de As no sistema solo planta grão. O As nos solos variou de 1,44 mg/kg a 9,41 mg/kg e nas folhas, de 0,15 mg/kg a 2,85 mg/kg. Os pontos amostrais com mais As no solo não necessariamente foram os que mais apresentaram As na planta ou nos grãos, indicando diferenças na biodisponibilidade do elemento nos solos estudados. Cultivares iguais em locais diferentes apresentaram FTsolo/planta bastante variáveis entre si, o que indica pouca similaridade na absorção de As pelas plantas da mesma cultivar. Houve pequena variação no FTplanta/grão, independente da concentração de As na planta, o que sugere um mecanismo de retenção do As absorvido, não transferindo para os grãos
Título en inglés
Quality and safety of Brazilian rice: evaluation of total and inorganic arsenic in different sites, cultivars and cultivation systems
Palabras clave en inglés
Arsenic speciation
Cadmium
Chemical composition
HPLC
ICP-MS
NAA
Oriza sativa
Resumen en inglés
Rice is a staple food for half of the global population and Brazil is amongst the largest producers and consumers of the grain. Concerns about the safety of rice have arisen, owing to its high capacity to accumulate As, considered one of the most toxic chemical elements. Rice grains have predominantly inorganic forms of As (iAs) with higher toxicity. Monitoring studies of As in rice have been carried out, especially where the soils present high levels of As and/or the cereal consumption is high. This work aimed to investigate the occurrence of As and iAs in rice produced in the Brazilian territory, covering irrigated and rainfed production systems and different cultivars. In addition, there is also worldwide concern about the possible presence of Cd in rice, since this element also has great toxic potential. Other chemical elements were also determined, allowing the application of chemometrics to evaluate interactions with arsenic. Samples of rice were collected from certified producers in order to guarantee the provenance of the cultivar, site and production system. Neutron activation analysis (NAA) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) were used for determining the chemical elements. For As speciation, acid digestion extraction and high performance liquid chromatography (HPLC) coupled with ICP-MS were used. The total As in the husked rice varied in two orders of magnitude (<2.6 g/kg to 628 g/kg) with samples of Mato Grosso presenting the lowest levels, while eight samples of irrigated rice from Rio Grande do Sul and Santa Catarina, presented total As above the maximum limit of ANVISA (300 g/kg). Cd varied between 2.9 g/kg and 44 g/kg, well below the maximum limit of 400 g/kg established by ANVISA. As-i in irrigated rice ranged from 68 g/kg to 174 g/kg. The high variability (%RSD) within the same cultivar suggests influence of the cultivation site on the content of this element in the rice. Once the situations there was a higher incidence of As were verified, a field study was carried out to investigate the possible causes. For that, samples of soils, leaves and grains were collected in 10 experimental fields, determining the transfer factor (TF) of As in the soil-grain system. As in the soils ranged from 1.44 mg/kg to 9.41 mg/kg, and in the leaves from 0.15 mg/kg to 2.85 mg/kg. The sampling points with the most As in the soil were not necessarily the ones presenting the highest As in the plant or in the grains, indicating differences in the bioavailability of the element in the studied soils. Equivalent cultivars at different sites showed very different soil/plant transfer factor (TF), indicating little similarity in the uptake of As by plants of the same cultivar. There was small variation in the plant/grain TF, independent on the content of As in the plant, which suggests a mechanism of retention of the absorbed As, not transferring to the grains
 
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Fecha de Publicación
2021-11-29
 
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