El grupo de investigación en Quimiometría y Cualimetría (C&Q) de la Universidad de Burgos ha realizado un procedimiento, altamente eficiente, que utiliza técnicas quimiométricas para el manejo de datos procedentes de una técnica instrumental cromatográfica utilizada para la determinación de bisfenoles migrados desde vasos de policarbonato en cuya etiqueta marcaba ‘libres de bisfenol A’. La investigación desarrollada por el grupo C&Q ha sido publicada recientemente en una revista de alto impacto en Química Analítica “Microchemical Journal”.

Hay una preocupación creciente por el incremento de sustancias químicas en nuestro entorno, a ello hay que añadir la evidencia científica de que la exposición continuada a estas constituye un peligro para la salud humana, aunque se encuentren en cantidades muy pequeñas. Por esta razón es necesario diseñar estrategias para crear excelencia analítica en la medida. Hay que tener en cuenta que la detección y cuantificación de sustancias químicas a muy bajas concentraciones requiere manejar con mucho cuidado la incertidumbre inherente a toda medida analítica. El reto de la presente investigación es contribuir de forma innovadora a la creación de una cultura analítica que utiliza al máximo el potencial de la instrumentación actual y el del análisis multivariante de los datos con el fin de lograr evidencias con garantía estadística.

El Bisfenol A (BPA), es un monómero, sustancia tóxica que se puede encontrar en la composición de objetos de policarbonato de uso cotidiano. Estas sustancias pueden migrar desde el contenedor al alimento, de ahí que se les denomine “migrantes”. El bisfenol A está considerado como disruptor endocrino desde 2001, lo que significa que es capaz de alterar el equilibrio hormonal de nuestro organismo. Durante los últimos años se han publicado estudios en los que se enumeran distintas fuentes de exposición al BPA: ropa, alimentos incluidos en la dieta, envases de alimentos, productos de cuidado personal, fuentes ambientales, juguetes, medicinas, tickets de papel térmico, etc. Para proteger al consumidor distintas normativas europeas limitan o prohíben el uso de BPA en algunos de estos productos.  A causa de estas limitaciones, varios compuestos entre los que se incluyen otros bisfenoles están siendo empleados como alternativas al BPA en la fabricación del policarbonato. Sin embargo, según los expertos muchos de estos compuestos podrían no ser seguros para nuestra salud.

El BPA está completamente prohibido en la composición de productos para bebés como los biberones desde 2011. Si una sustancia está prohibida la cantidad máxima que puede migrar según la normativa es de 10 microgramos por kg; siendo 50 microgramos por litro el límite para el caso de recipientes de policarbonato destinados a uso general (no para niños). En el estudio llevado a cabo la cantidad máxima que migró desde los vasos de policarbonato fue 5,60 microgramos por litro, muy por debajo de ambos límites. También, se hicieron análisis para detectar la migración de otros cuatro bisfenoles BPS, BPF, BPAF y BPZ, no detectando ninguno de ellos en los ensayos de migración de los vasos analizados, lo que supone una buena noticia, ya que estos bisfenoles tienen una composición molecular similar al Bisfenol A y por consiguiente también podrían ser nocivos, aunque todavía no hay evidencias científicas que avalen esta suposición.

Procedimiento del trabajo de investigación

En este trabajo se ha utilizado un método HPLC-DAD (cromatógrafo de líquidos de alta eficacia, que es la técnica analítica oficial para determinar Bisfenol A, según la norma EN 14372) para la determinación de los cinco bisfenoles (BPS, BPF, BPA, BPAF, BPZ) en ensayos de migración. Las muestras se obtuvieron rellenando 20 vasos de policarbonato libre de BPA con simulante B (ácido acético al 3%) –líquido que simula bebida como, por ejemplo, un zumo– y manteniéndolos a 70°C durante 24 horas. Al mismo tiempo, se analizaron 20 muestras de blancos analíticos (cuando el líquido simulante no está en contacto con la superficie que supuestamente contiene los bisfenoles). Todas las muestras se midieron por duplicado.

Una vez medidas las muestras con el HPLC-DAD, para cada tiempo de elución del cromatograma se registra el espectro de absorción de cada muestra. A continuación, se organizan las señales formando un cubo de datos, que es analizado mediante una descomposición PARAFAC, técnica multivariante que permite, por un lado, la identificación inequívoca de cada componente presente en la muestra (bisfenoles y/o interferentes) a través de los perfiles cromatográfico y espectral y, por otro lado, su cuantificación a través del perfil muestral (lodings muestrales).

PARAFAC es la técnica matemática de descomposición de datos multivía (cubos de datos), muy potente, que permite manejar los datos obtenidos con sistemas cromatográficos con distintos detectores, HPLC-DAD en este estudio.

Una vez validados los modelos PARAFAC, y los de calibración, y cuantificadas las concentraciones de cada bisfenol presentes en las muestras analizadas, se realizó un estudio comparando los resultados obtenidos para blancos analíticos con los obtenidos con los ensayos de migración de vasos de policarbonato libre de BPA. Conviene tener en cuenta que cuando se miden cantidades muy pequeñas, μg/kg, no sólo hay que considerar la incertidumbre de la medida del propio instrumento, sino que también hay que tener en cuenta la variabilidad obtenida en la migración de los bisfenoles desde una población de vasos aparentemente iguales; ya que desde cada uno de ellos puede migrar cantidades diferentes.

Por ello, en este trabajo se ha abordado el problema realizando una estrategia estadística basada en modelar la distribución de los valores obtenidos para la población de 40 vasos en vez de utilizar la media de estos valores. Después de ajustar un modelo estadístico a estas distribuciones de valores de la concentración (vasos y blancos analíticos) únicamente se encontró una diferencia estadísticamente significativa entre ambas poblaciones para el BPA siendo las probabilidades de falso positivo (α) y falso negativo (β) iguales a 0.05.

Referencia bibliográfica del artículo:

Arce, M.M., Ortiz, M.C., & Sanllorente, S. (2021). HPLC-DAD and PARAFAC for the determination of bisphenol-A and another four bisphenols migrating from BPA-free polycarbonate glasses. Microchemical Journal, doi: https://doi.org/10.1016/j.microc.2021.106413

Información: Mª Cruz Ortiz Fernández

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Arce, M.M., Ruiz, S., Sanllorente, S., Ortiz, M.C., Sarabia, L.A., & Sánchez, M.S. (2021). A new approach based on inversion of a partial least squares model searching for a preset analytical target profile. Application to the determination of five bisphenols by liquid chromatography with diode array detector. Analytica Chimica Acta, 1149, 338217. doi: https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338217

Esta investigación ha sido financiada por los proyectos del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (CTQ2017-88894-R) y de la Junta de Castilla y León (BU052P20) los cuales estaban cofinanciados por fondos europeos FEDER. M.M. Arce agradece a la JCyL por su contrato postdoctoral a través del proyecto BU052P20.