Efecto citotóxico del colorante alimentario rojo 40 en nauplios de Artemia salina Leach
Cytotoxic effect of red 40 food dye in Artemia salina nauplii
DOI: https://doi.org/10.36955/RIULCB.2020v7n2.006
Esta obra está bajo licencia internacional Creative
Commons Reconocimiento 4.0
Recibido: 10/04/2020 Revisado: 20/05/2020 Aceptado: 21/09/2020 Publicado: 16/12/2020
RESUMEN
Diversos colorantes artificiales
empleados en la industria alimentaria, lejos de satisfacer los
requerimientos organolépticos de la población; merman en
gran medida la salud de quienes lo consumen; tal es el caso del rojo 40
ampliamente utilizado en el Perú. Dentro de este contexto se
realizó este estudio preliminar cuyo objetivo principal fue
determinar el efecto citotóxico del colorante alimentario rojo
40 en nauplios de Artemia salina. Para ello, se instaló un
sistema de incubación de nauplios, para luego ser expuestos a
diferentes concentraciones del colorante en estudio, conformando los
tratamientos: T0: 0, 00 (mg/L), T1: 3,125 mg/L, T2: 15,625 mg/L y T3:
31,25 mg/L y finalmente medir su mortandad cada 24 horas por un periodo
de 2 días. Se reportó que T0 presentó 0% de
letalidad, el T1 presentó una letalidad del 60 %, el T2 una
letalidad del 100% y el T3 una letalidad del 100%. Se concluye que el
colorante alimentario rojo 40 presentó un efecto cito-
tóxico e hiperactividad en la locomoción en nauplios de
Artemia salina, con una LC 50 de 2.6.
Palabras clave: Citotoxicidad, colorante alimentario, rojo 40, Artemia salina.
ABSTRACT
Recent research supports the fact
that many of the dye-type food additives used in the food industry, far
from satisfying the organoleptic requirements of the population;
greatly reduce the health of those who consume it; such is the case of
red 40 widely used in Peru. Based on what has been described, this
research focused on determining the cytotoxic effect of red food dye 40
in Artemia salina nauplii. For this, a nauplos incubation system was
installed, to then be exposed to different concentrations of the dye
under study, forming the treatments: T0: 0.00 (mg / L), T1: 3.125 mg /
L, T2: 15.625 mg / L and T3: 31.25 mg / L and finally measure their
morta- lity after 48 hours. The results showed that T0 had a 0%
lethality, T1 had a 60% lethality, T2 a 100% lethality and T3 a 100%
lethality. It is concluded that the red food dye 40 presented a
cytotoxic effect and hyperactivity in locomotion in nauplii of Artemia
salina, with an LC 50 of 2.6.
Keywords: cytotoxicity, food coloring, red 40, Artemia salina.
INTRODUCCIÓN
Los aditivos de tipo colorantes son fundamentales en la
elaboración de alimentos, ya sea por razones
tecnológicas, o para satisfacer los requerimientos
organolépticos de la población; ya que forman parte del
alimento como un todo y mantiene una estrecha relación con el
sabor, aroma y la textura (Santillán et al., 2018; Secco, 1994).
Según Okafor et.al (2016); considera que el empleo de este tipo
de aditivos es para mantener la apariencia original del alimento
después de la etapa de procesamiento (temperaturas altas) y
almacenamiento ya que suele modificarse por los factores
ntrínsecos (enzimas) y extrínsecos como humedad, luz,
radiación, tiempo de anaquel entre otros por lo que cambia la
uniformidad y tono del color incluso se considera que puede mantener el
sabor y ser una pantalla protectora de vitaminas que son susceptibles a
la luz y por último incrementan la aceptabilidad del alimento
(Okafor et al.,2016; Shanmugasundaram et al., 2019).
La FDA (Food and Drug Administration) define colorante o pigmento, a
cualquier sustancia química obtenida por síntesis o
artificio similar, extraída o derivada, con o sin intermediarios
del cambio final de identidad, a partir de un vegetal, animal, mineral
u otra fuente cuya función principal es impartir color a la
comida, medicamentos o cosméticos, es decir, es capaz de
impartir color por sí misma (Badui-Dergal, 2006).
Químicamente para ser considerado un pigmento o aditivo
colorante debe poseer ciertas características tales como
absorber la luz en el espectro visible (400- 700 nm), poseer al menos
un grupo cromóforo, tener un sistema conjugado es decir una
estructura que alterne con simples y dobles enlaces y por último
presentar una resonancia de electrones permitiendo una estabilidad en
los
Efecto citotóxico del colorante alimentario rojo 40 en
nauplios de Artemia salina Leach
componentes orgánicos (Okafor et al.,2016)
En tanto que la clasificación se da entre dos grandes grupos los
colorantes naturales y los artificiales, estos últimos son muy
empleados porque presentan mayor estabilidad en los productos
además de abaratar costos, entre los más utilizados en la
industria alimentaria se encuentran amarillo 5, amarillo 6, ta-
ratrazina y rojo 40 o Allura. Este último ha causado
controversia en cuanto a sus efectos tóxicos, y su uso fue
prohibido en algunos países como Francia, Bélgica, Suiza,
Inglaterra y Dinamarca, ya que demostraron en diversos ensayos in vitro
e in vivo que inducen aberraciones cromosómicas y otros efectos
geno- tóxicos y mutagénicos en mamíferos, debido a
que es un colorante azoico (Sal di sódica del ácido
6-hidroxi-5-[(2-metoxi-5-metil-4-
sulfofenil)azo]-2-naftalensulfónico.), además puede
provocar intolerancia en aquellas personas alérgicas con
ácido salicílico; otro efecto negativo, es que produce la
liberación de histamina, y puede intensificar los
síntomas del asma; así mismo está implicado en la
producción de hiperactividad en niños (Martine et al.,
2009; Shanmugasundaram et al., 2019).
Sin embargo, estos colorantes artificiales son los más
utilizados en la industria de alimentos, tales como bebidas gasificadas
amarillas y anaranjadas, bocaditos de tipo chizitos, chocolates, entre
otros (ASPEC,2009; Tripa- thy y Rao, 2015) que presentan un consumo
excesivo e indiferente, por lo que la DIGE- SA normativizó su
uso, solicitando consignar su presencia o ausencia en la etiqueta de
los productos, al final de la lista de ingredientes, en forma
específica, clara, visible, e indubitable, con letra
mayúscula y negrita. La presencia de los colorantes
sintéticos en los productos es netamente estética para
hacerlos un poco más “brillantes y atractivos” y de
esta forma favorecer su elección y consumo, especialmente por
los niños (DIGESA, 2013).
Si bien ya se ha demostrado ampliamente que el alto consumo de
alimentos densamente energéticos, con cantidades elevadas ya sea
de azúcar, grasa o sal, provocan obesidad, deterioro en los
hábitos de alimentación, adicción y
malnutrición en general; ahora enfrentamos otro riesgo: el
impacto de estos productos en el comportamiento, especialmente en la
población infantil (Mc- Cann et al, 2007; CSPI, 2011;
DIGESA,2013). Dentro de este contexto, es importante el estudio del
colorante rojo 40, ya que, según los antecedentes reportados, el
colorante ha causado controversia en cuanto a sus efectos
tóxicos, tales como efectos genotóxicos, mutagé-
nicos e inducciones cromosómicas (Abdellah et al.,2015; Amaringo
y del Socorro, 2018).
Para realizar estudios y determinar los efectos de estos colorantes en
la salud, se emplea bioensayos de manera preliminar, empleando diversos
sistemas in vivo, por lo que siempre hay búsqueda de los modelos
de test empleando diversos organismos, para que sea útil deben
ser ensayos de bajo costo, que los resultados presenten confiabilidad
estadística, que sean factibles y rápidos en los
resultados además de reproducibles. Siendo los más
empleados los microcrústaceos tales como Daphnia sp. Y Artemia
spp. Los cuales se han empleado para la determinación de los
efectos tóxicos o letales de principios bioactivos de extractos
vegetales en la industria farmacéutica, en el aspecto
ecológico se han utilizado para estudios de ecotoxicidad en
diversos ecosistemas producidos por contaminantes químicos tales
como metales pesados, plaguicidas entre otros. En relación a la
industria alimentaria estos tipos de test se han utilizado poco
principalmente en pruebas con respecto a aditivos (Pino y Jorge ,2010).
Por lo expuesto, se propuso este estudio preliminar cuyo objetivo
principal fue determinar el efecto citotóxico en nauplios de
Artemia salina, además de proponer un bioensayo o test para
predecir la toxicidad a nivel preclínico (laboratorio) de bajo
costo y fácil acceso.
MATERIALES Y MÉTODOS
Instalación del sistema de incubación y preparación del material biológico
Los huevos o quistes de Artemia salina Leach. se procedieron a incubar
en un litro de solución preparada con sal marina al 3,8 % en un
sistema acondicionado con los factores para la respectiva
eclosión como temperatura a 25 0C, concentración de
oxígeno de 2.5 mg/L, pH 8 además con fotoperiodo de 48
horas luz y una zona oscura empleada para la realización de la
recolección de los individuos que ya eclosio- naron ( nauplios)
pues éstos presentan fototropismo positivo, de tal manera que
los nauplios se dirigieron al punto de luz y los quistes que no
eclosionaron se quedaron en la zona oscura.
Ensayo de citotoxicidad del colorante rojo 40
Se conformaron 4 grupos experimentales según las concentraciones
evaluadas del colorante : T0: 0,0 mg/L (testigo), T1: 3,125 mg/L; T2:
15,625 mg/L y T3: 31,25 mg/L; cada sistema se conformó por tubo
vial con 10 organismos en solución salina incubados a
temperatura ambiente con la adición de la concentración
del colorante según el grupo experimental así como se
colocó una gota de suspensión de levadura (3 mg de
levadura seca en 5 ml de agua salada), para la respectiva
alimentación de los nauplios. Se realizaron 3 réplicas
por cada tratamiento.
El primer día de ensayo se realizó un mo- nitoreo cada 4,
6, 8, 12 y 24 horas, con la finalidad de observar si los individuos se
aclimataron al medio. Se reportó la tasa de mortalidad a las 24
horas y a las 48 horas (periodo en que terminó el ensayo). Se
considera un nauplio muerto cuando no se observa movimiento de sus
apéndices por un tiempo de 10 segundos observados al microscopio
óptico a 40 X.
Análisis estadístico
El modelo estadístico empleado fue el diseño aleatorizado
y la prueba de análisis de varian- za (Anova) empleando el
programa InfoStat.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En cuanto al ensayo de citotoxicidad, la letalidad en el T0 (grupo
control o testigo) fue de un 0 % (tabla 1); no se observó
alteraciones en el comportamiento de los nauplios. Por otro lado, en
los 3 tratamientos problema; se logró apreciar que algunas
larvas, presentaban dificultades en la natación a partir de la
12 h, dato que fue aumentando al finalizar el ensayo; de allí
que a las 24 h, el porcentaje de letalidad fue del 60% (en el T1) ,
100% (en el T2) y 100% (en el T3%); presentándose a su vez, una
DLC de 2,6 mg/ml (figura 1); y en donde se comprobó la
existencia de diferencias significativas (Tabla 2); siendo los
porcentajes más letales las comprendidas entre los tratamientos
T2 y T3 (Tabla 1); comportamiento que ratifica el empleo de nauplios de
Artemia salina, en ensayos de citotoxicidad, debido a su gran
sensibilidad adquirida, por presentar una delgada cutícula que
permite fácilmente el ingreso de diversos compuestos
químicos a su interior, alterando su locomoción y en
muchas veces generando la muerte de los mismos; datos que se
podrían complementar con lo descrito por González y
Aportella (2001) en diferentes especies de crustáceos.
Tabla 1. Porcentaje promedio de letalidad del colorante alimentario
Rojo 40 de los diferentes tratamientos en nauplios de Artemia salina.
Cabe destacar al mismo tiempo, que estas concentraciones son empleadas
tomando como valor la ingesta diaria IDA del Rojo 40 (0- 7,0 mg/kg de
peso corporal-día) según FDA (JECFA, 2011) así
como la dosis máxima que deben poseer diversos alimentos
procesados (300 mg/Kg) y bebidas (entre 20 mg/L-30 mg/L) según
Codex Alimen- tarius (Shanmugasundaram et al., 2019).
La propuesta de la presente investigación radica en la
existencia de reportes que se contradicen con respecto a los efectos en
la salud, hay estudios de toxicología genética que
mostraron que el Rojo 40 no tiene potencial mutagénico,
posiblemente debido al tipo de dosis empleada en el estudio
(Santillán et al., 2018; Brown et al., 1978; Andrioli et al.,
2006); mientras que Tsuda et al. (2001) afirmaron el hecho de que el
Rojo 40 puede causar daño a nivel de ADN in vivo; basados en su
estudio con Electroforesis en Gel de Célula Única (SCGE),
dando positivo a la presencia de mutaciones a nivel celular en muestras
de estómago glandular, pulmones y colon de ratones tratados con
este colorante.
Tabla 2. Análisis de Varianza (ANOVA) en la concentración experimental del rojo 40.
Tabla 3. Test de Tukey para determinación de cifras significativas.
Las larvas de Artemia sp. se consideran como biosensores y reportan la
diferente sensibilidad frente a los biocidas ensayados, la que
varía dependiendo de la especie con la que se compare (Shazili y
Pascoe, 1986; Williams et al., 1986); aunque esta también puede
variar dependiendo de los distintos estadios de desarrollo; de
allí que investigadores como Hutchinson et al. (1998) y Bateman
et al. (2004), afirman que, los estudios de toxicidad normalizados son
usualmente realizados con organismos neonatos o juveniles, ya que se
les reconoce más sensibilidad, asegurando así la
obtención de resultados que establezcan niveles de seguridad
mayores frente a las exposiciones; estableciendo así la
siguiente relación de uso de estos especímenes en pruebas
de toxicidad: formas larvarias> formas juveniles > formas adultas.
Lo descrito en el párrafo anterior se afianza, en el hecho de
que existen investigadores como Bustos-Obregón y Vargas (2010),
que ratifican el empleo de estos especímenes en estudios de
selección de sitios en cultivos marinos (valorando la calidad
del sedimento) y en la evaluación de la toxicidad en ecosistemas
marinos.
CONCLUSIONES
El colorante alimentario rojo 40 presentó efecto
citotóxico en nauplios de Artemia salina Leach. Se
presentó una letalidad del 100 % a las concentraciones de 15.625
mg/L y 31.25 mg/L; con una DL 50 de 2.6 mg/ml.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICAS
- Abdellah, A., Abdelmonem, M.,
Emam, A. y Sherif, H. (2015). Physiological Effects Of Some Artificial
And Natural Food Colo- ring On Young Male Albino Rats. Journal of Food
Technology Research, 2(2): 21-32.
- Amaringo, F. y del Socorro, A.
(2018). Adsorción de rojo 40 sobre cascarilla de arroz:
determinación del equilibrio, cinética y
termodinámica. Tecnura 22(56): 13-28
- Andrioli, N., Wulff, A. y
Mudry, M. (2006). Allium cepa como monitor de toxicidad y geno-
toxicidad de metronidazol. Theoria 15(2): 9-16.
- ASPEC. (2009). Peligrosa tartrazina en Inka Kola, productos Costa y otros. Con nuestro Perú. Recuperado de https://www.connuestroperu.com/consumidor/8367-peligrosa-tartrazina-en-inka-kola-productos-costa-y-otros
- Badui- Dergal, S. (2006). Químicadelos alimentos. Pearson Educación, México, 4 (9) 403pp.
- Bateman, B., Warner, J.,
Hutchinson, E., Dean, T., Rowlandson, P., Gant, C., Grundy, J.,
Fitzgerald, C. y Stevenson, J. (2004). The effects of a double blind,
placebo contro- lled, artificial food colourings and benzoate preservative challenge on hyperactivity in a general population sample of preschool children. Arch Dis Child 89 (6): 506-511.
- Bustos, O. y Vargas, A. (2010).
Chronic toxici- ty bioassay with populations of the crustacean Artemia
salina exposed to the organophos- phate diazinon. Revista NCBI 43(3):
357-362.
- Brown, J., Roehm, G. y Brown,
R. (1978). Mutagenicity testing of certified food co- lors and related
azo, xanthene and triphen- ylmethane dyes with the salmonella/mi-
crosome system. Mutat Res 56: 249-271.
- CSPI. (2011). FDA Urged
Prohibid Carci- nogenic "Caramel coloring’’. Center for
Science in the Public interest. Recuperado de https://cspinet.org/new/201102161.html
- DIGESA. (2013). Evalúan 300 productos que contienen tartrazina. Con nuestro Perú. Recuperado de https://www.connuestroperu.com/consumidor/20/34301-evaluan-300-productos-que-contienen-tartrazina:
- González, Y. y Aportela,
P. (2001). Determinación de la Toxicidad aguda del dicromato de
potasio en larvas de Artemia salina. Anuario Toxicología 1(1):
4-108.
- Hutchinson, T., Solbe, J. y
Kloepper-Sams, P. (1998). Analysis of the ECETOC aquatic toxici- ty
(EAT) database.III-Comparative toxicity of chemical substances to
different life stages of aquatic organisms. Chemosphere 36:129-142.
- Martine, P., Gérard, J.,
Mostafa, O. E. y Jean, M. (2009). Lack of genotoxic effect of food dyes
amaranth, sunset yellow and tartrazine and their metabolites inthe gut
micronucleus assay in mice. Food and Chemical Toxicology 47(2):
443-448. McCann, D., Barrett, A., Cooper, A., Crumpler, D., Dalen, L.,
Grimshaw, K., Kitchin, E., Lok, K., Porteous, L., Prince, E.,
Sonuga-Barke, E.,
- Warner, J. y Stevenson, J.
(2007). Food addi- tives and hyperactive behavior in 3-year-old and
8/9-year-old children in the community: a randomized, double-blinded,
placebo-con- trolled trial. Lancet 370 (9598):1560- 1567.
- Okefor, S., Obonga, W.,
Ezeokonkwo, M., Nurudeen, J., Orovwigho, U. y Ahia- buike, J. (2016).
Journal of Pharma- ceutical and Biosciences. 4(4), 01-11.
- Pino, O. y Jorge, F. (2010).
ENSAYO DE Artemia: Útil Herramienta De Trabajo Para
Ecotoxicólogos Y Químicos De Productos Naturales. Rev.
Protección Veg. 22 (1): 34-43.
- Shanmugasundaram, P., Bavenro,
B. y Ru- jaswini T. (2019). A Review on Food Coloring Agents - Safe or
Unsafe?. Research J. Pharm. and Tech. 12(5):2503-2505.
- Santillán, F. y Maza, I.
(2018). Remoción de colorantes azoicos rojo allura (rojo 40)
mediante el uso de perlas de quitosano magnetizadas en medio acuoso.
Revista de la Sociedad Química del Perú 84(1): 18-26.
- Secco, A. (1994). Colorantes
Sintéticos y Naturales para Uso en Alimentos. Revista de la
Sociedad Chilena de Tecnología de Alimentos 19(3): 31-39
- Shazili, N. y Pascoe, D.(
1986). Variable sensi- tivity of rainbow trout (Salmo gairdneri) eggs
and alevins to heavy metals. Bulletin Environmental Contamination
Toxicology 36:468-474.
- Tripathy, S.; Rao, D. (2015).
Mitotic aberra- tions induced by orange red (a food additive dye) as a
potential genotoxicant on root tip cells of onion (Allium cepa L.)
International Food Research Journal 22(1): 383-392.
- Tsuda, S., Murakami, M.,
Matsusaka, M., Kano, T. y Sasaki, T. (2001). DNA da- mage induced by
Red Food Dyes Orally Administered to pregnant and Male Mice.
Toxicological Sciences 61:91-99.
- Williams, K., Green, D.,
Pascoe, D. y Gower, D. (1986). The acute toxicity of cadmium to
different larval stages of Chi- ronomus riparius (diptera: chironomi-
- dae) and its ecological significance for po- llution regulation. Ecologia 70:362-366.