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Évaluation de la technique d’ozonation pour l’élimination des résidus de pesticides dans le gombo et le piment vert

 

Cette étude a été réalisée par le Laboratoire d’essais de la qualité des aliments, NM College of Agriculture, Navsari Agricultural University, Navsari 396450, Gujarat, Inde, le Département des sciences fondamentales et des sciences humaines, Université agricole de Navsari, Navsari 396450, Gujarat, Inde, la Fondation Champalimaud, Lisbonne, 1400038, Portugal et le Département de botanique et de microbiologie, Collège des sciences, Université King Saud, Riyad 11451, Arabie saoudite.

Les diffrents chercheurs : , V,, A

 

Présentation de l’étude d’ozonation

 

L’utilisation aveugle de pesticides dans les produits agricoles est devenue un problème de santé mondial. Diverses méthodes domestiques sont employées pour éliminer les résidus de pesticides des produits agricoles, par exemple l’eau et l’ozone. De nombreuses machines commerciales d’élimination des pesticides à base d’ozone sont disponibles sur le marché pour le grand public. 

L’étude actuelle compare l’efficacité d’élimination des pesticides du lavage des fruits et légumes à base d’ozone à la simple eau du robinet grâce à des machines disponibles dans le commerce et son évaluation des risques pour la santé pour différents groupes d’âge de consommateurs. Les fruits du gombo et du piment vert ont été traités avec de l’acétamipride et de l’éthion en application foliaire au stade de la fructification, en utilisant respectivement la dose recommandée (RD) et le double de la dose recommandée (2RD). Une méthode modifiée d’extraction de pesticides basée sur QuEChERS a été vérifiée pour sa précision, précision, linéarité et sensibilité. 

Les échantillons traités ont été lavés avec de l’eau du robinet et de l’eau ozonée à différents intervalles, c’est-à-dire 3, 8 et 10 min à l’aide d’un purificateur alimentaire commercial. Un lavage à l’eau ozonisée pendant 3 minutes a enregistré l’élimination maximale de l’acétamipride et de l’éthion des gombos et des piments.

 

L’utilisation excessive de pesticides est une menace pour la santé humaine et les autres biotes présents dans l’écosystème. Les pesticides sont des poisons artificiels, mais lorsque leurs résidus ou restes sont détectés dans les fruits et légumes, ils soulèvent de graves problèmes de santé en raison de leurs effets néfastes aigus et chroniques sur la santé humaine. En pénétrant dans le corps humain, de nombreux pesticides, en particulier les pesticides du groupe des organophosphates dont l’éthion, inhibent l’acétylcholinestérase (ACh), une enzyme qui hydrolyse l’acétylcholine au niveau de la jonction synaptique [ 1 ] . 

Ainsi, les résidus de pesticides dans les fruits et légumes ont des effets chroniques tels que la perturbation du système endocrinien, le cancer, les maladies respiratoires, l’asthme et le diabète [ 2 , 3]. De plus, certains pesticides sont tératogènes, certains provoquent des complications congénitales et neurologiques, et certains provoquent des troubles de la reproduction. Les néonicotinoïdes et les pesticides organophosphorés sont principalement présents dans les denrées alimentaires et sont utilisés dans le monde entier ; ceux-ci inhibent l’enzyme ACh [ 1 , 4 ]. 

L’acétamipride est un insecticide néonicotinoïde conçu pour cibler les récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine chez les insectes, mais son utilisation intensive a entraîné des effets indésirables chez les organismes non ciblés, y compris les mammifères. 

Une exposition environnementale ou accidentelle prolongée à l’acétamipride modifie les profils hématologiques, biochimiques et structurels, entraînant des effets neurologiques, hépato-rénaux, immunologiques, génotoxiques et reproductifs [ 5]. L’accumulation de résidus d’acétamipride et d’éthion dans les sols arables et l’eau du sol, ainsi que le ruissellement dans les plans d’eau, pourraient constituer une grave menace de contamination des matrices environnementales [ 6 , 7 ]. 

L’éthion, un organophosphate, et l’acétamipride, un néonicotinoïde, sont abondamment utilisés sur le piment vert (pour contrôler les acariens et les thrips) et le gombo (le plus efficace contre les jassides), respectivement [ 8 ] . En Inde, un accident d’empoisonnement mortel s’est produit lorsque neuf adultes et six enfants sont morts dans les 24 heures suivant la consommation d’aliments contaminés à l’éthion [ 9]. 

En raison de l’utilisation aveugle et inconsidérée de pesticides, les produits alimentaires, principalement les fruits et légumes, contiennent fréquemment des niveaux dangereux de pesticides, posant des scénarios inattendus pour les consommateurs. Des résidus de pesticides tels que l’acétamipride et l’éthion ont parfois été identifiés dans le gombo et le piment vert à des niveaux dépassant les limites maximales de résidus (LMR) en raison d’une utilisation peu judicieuse et du non-respect des intervalles après récolte [ 10 ] .

Pour cette étude, le gombo ( Abelmoschus esculentus L. Moench) et le piment vert ( Capsicum annuum L.) ont été utilisés, qui sont l’une des cultures maraîchères commerciales importantes cultivées en Inde, produisant 3 737 000 millions de tonnes de piment vert sur une superficie de 0,36 million d’hectares. et 6 219 000 millions de tonnes de gombo sur 0,5 million d’hectares au cours de l’année 2018-2019 [ 11 ]. En raison de leur goût naturel, de leur qualité nutritionnelle et de la diversité de leurs modes de cuisson, ces légumes sont les principaux composants d’un régime végétarien en Inde [ 12 ]. Même la Commission de l’Union européenne (UE) ainsi que la Saudi Food and Drug Authority (SFDA) ont ajouté le gombo et le piment vert dans les catégories à haut risque en raison des niveaux excessifs de résidus de pesticides dans les envois de légumes exportés d’Inde [13 ]. Par conséquent, il est nécessaire de développer des méthodologies pour déloger les résidus de pesticides des fruits du gombo et du piment afin d’assurer la sécurité et une manière saine de consommer des produits frais.

Certaines stratégies devraient être identifiées pour réduire les résidus de pesticides dans les denrées alimentaires. Parmi eux, les méthodes utilisées pour décontaminer les aliments sont le lavage à l’eau, le trempage dans du sel ou certaines solutions chimiques (telles que le chlore, le dioxyde de chlore, le peroxyde d’hydrogène, l’ozone, l’acide acétique, l’acide hydroxyperacétique, l’iprodione et les détergents) et l’hypochlorite. sels. L’utilisation de sel d’hypochlorite présente des inconvénients car il est instable et libère du chlorure toxique, qui provoque une pollution chimique [ 14 ], il y a donc un grand besoin de trouver des méthodes sonores alternatives [ 15 ]. Récemment, une de ces méthodes utilisant l’ozone pour éliminer les résidus de pesticides des fruits et légumes présentait plusieurs avantages : elle était économique, efficace, facile à utiliser, elle préservait les qualités alimentaires et était relativement sûre.16 ]. 

L’ozone (O 3 ) est l’un des désinfectants les plus puissants utilisés contre un large spectre de micro-organismes (réduit la toxicité des mycotoxines) car il s’agit d’un oxydant puissant (2,07 mV) [ 17 , 18 , 19 ] . En 1840, Christian Friedrich Schönbein a découvert l’ozone en Allemagne et il a d’abord été utilisé commercialement en France pour traiter l’eau potable. Dans l’industrie de la transformation des aliments, l’ozone a récemment été reconnu comme une nouvelle technologie non thermique émergente pour la dégradation des résidus de pesticides des produits frais. Il est également considéré comme une technologie verte car, contrairement aux autres méthodes traditionnelles, le traitement à l’ozone laisse peu de traces dans les aliments [ 20 ]. La solubilité de l’ozone dans l’eau est de 1,5 mg L -1à 30 °C et il a une demi-vie allant de 20 à 30 min dans de l’eau distillée à 20 °C. 

De plus, l’ozone relève de la catégorie GRAS (Generally Recognized As Safe) et est identifié comme un puissant désinfectant et oxydant pour réduire les pesticides solubles dans l’eau [ 14 , 21 ]. Ainsi, l’application d’eau ozonée est apparue comme une technique prometteuse pour éliminer les résidus de pesticides des légumes et des fruits [ 21 , 22 , 23 ]. Afin d’éliminer les résidus de pesticides des légumes, Chen et al. (2007) ont développé une nouvelle machine à l’échelle domestique qui comprend une chambre de nettoyage fermée, un générateur d’ozone, une pompe de recirculation de l’eau et une électrode de potentiel d’oxydo-réduction (ORP) [ 24]. L’ozone a une vitesse de réaction lente et n’oxyde pas toujours complètement tous les composés organiques. 

Afin de détoxifier efficacement les effluents industriels, les produits pharmaceutiques, les pesticides et les matières organiques récalcitrantes, des procédés d’oxydation avancés basés sur l’ozone, tels que O 3 /UV, O 3 /H 2 O 2 , O 3 /Fe(II), O 3 /métal catalyseur d’oxyde, O 3 /charbon actif et O 3 /Fenton, ont récemment fait l’objet d’une évaluation scientifique [ 25 ]. Dans la présente expérience, un purificateur d’aliments à l’ozone commercial entièrement automatique avec un système d’ozone vortex ayant une capacité d’eau de 8 L, une production d’ozone de 200 mg/h, une pression de 0,50 kg/cm 2a été utilisé. Il se composait de trois modes de fonctionnement de 3, 8 et 10 min. Les échantillons traités ont été lavés séparément avec de l’eau du robinet (ayant un pH = 7,65, TDS = 103 ppm et EC = 1454 µS) et de l’eau ozonisée à travers un purificateur d’aliments à l’ozone disponible dans le commerce à trois intervalles de temps différents.

Par conséquent, la présente étude vise à évaluer l’efficacité d’élimination des pesticides du rinçage à l’eau ozonée et du robinet du gombo et du piment vert traités avec de l’acétamipride et de l’éthion à l’aide d’un purificateur d’aliments à base d’ozone disponible dans le commerce et de son étude d’évaluation des risques pour la santé humaine.

 

Conclusion de l’étude

 

Le rinçage des matrices contenant des pesticides avec de l’eau du robinet est une technique conventionnelle tandis que l’utilisation d’eau ozonée est une technique émergente pour l’élimination des résidus de pesticides. Par conséquent, une étude comparative a été menée pour déterminer l’élimination des pesticides des matrices par lavage avec de l’eau ozonée et du robinet. La nouvelle découverte de la présente enquête nous permet de déterminer la supériorité du rinçage à l’eau à base d’ozone sur l’eau du robinet pour minimiser la charge de résidus de pesticides toxiques des légumes, c’est-à-dire le gombo et le piment vert. En outre, la capacité de réduction des risques du lavage à l’eau ozonée pour divers pesticides dans les légumes et les fruits a été évaluée pour les consommateurs indiens. 

La présente étude a révélé que le traitement par ozonation élimine efficacement les résidus d’acétamipride et d’éthion dans le gombo et les piments verts en les lavant pendant 3, 8 et 10 min. Il y avait une réduction significative des deux insecticides lorsqu’ils étaient lavés avec de l’eau ozonisée pendant 3 min dans le gombo et le piment vert. Par conséquent, les ménagères, les consommateurs et les transformateurs d’aliments peuvent utiliser 3 minutes pour se laver avec une technologie Vortex Ozone disponible dans le commerce (avec une capacité de production d’ozone de 0,5 kg/heure d’ozone) pour éliminer les résidus d’acétamipride et d’éthion du piment et du gombo. 

Ainsi, la dégradation des pesticides à l’aide d’ozone aidera les gens à juger de l’état des pesticides dans les légumes et constituera une base pour contrôler les résidus de pesticides agricoles dans l’environnement domestique. En outre, les conclusions de cette étude sont utiles pour sauver la santé des consommateurs et également utiles pour soutenir l’intérêt économique des exportateurs industriels de fruits et légumes.

Ce résumé scientifique n’a fait l’objet d’aucune modification et il est publié sous licence COMMONS. La traduction en français été réalisée par un logiciel automatisé. En fin de page vous trouverez les liens vers la version originale.