Detection of pesticides in the peach (prunus pérsica) by an electronic nose
Abstract
The objective of this work is to explore the possibilities of a multisensory system, electronic nose type, for the detection of organophosphorus pesticides in the peach tree (Prunus persica), cultivated in the department of Norte de Santander, Colombia. The tests were performed with an electronic nose consisting of 8 chemical-resistive sensors, and the method of processing used was the principal component analysis (PCA). Initially it was observed that the sensors react to the volatile compounds present in the peach, without the presence of pesticides. By adding known concentrations of pesticides to the fruit, it was possible to group the samples into four groups, like this: without pesticides, 1, 2 and 3 ppm. The above indicates that the system used allows differentiating pure samples from contaminated ones, in addition to grouping the different concentration ranges. It concludes with the possibility of using the electronic nose, in the quality control of agricultural products.
Keywords
electronic nose;, peach, pesticides;, PCA;, organophosphorus
Author Biography
Manuel Andrés Rivera-Guerrero
Ingeniero Químico
Oscar Eduardo Gualdrón-Guerrero
Ingeniero electrónico, Doctor en Ingeniería Electrónica
Ivaldo Torres-Chávez
Ingeniero electrónico, Doctor en Ingeniería Electrónica
References
Berg, H., & Tam, N. T. (2018). Decreased use of pesticides for increased yields of rice and fish-options for sustainable food production in the Mekong Delta. Science of The Total Environment, 619-620, 319-327. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.11.062
Boeker, P. (2014). On ‘Electronic Nose’ methodology. Sensors and Actuators B: Chemical, 204, 2-17. doi: https://doi.org/10.1016/j.snb.2014.07.087
Bona, E., Março, P. H., & Valderrama, P. (2018). Chapter 4 - Chemometrics Applied to Food Control. In A. M. Holban & A. M. Grumezescu (Eds.), Food Control and Biosecurity, 105-133: Academic Press.
Carazo-Rojas, E., Pérez-Rojas, G., Pérez-Villanueva, M., Chinchilla-Soto, C., Chin-Pampillo, J. S., Aguilar-Mora, P., & Vryzas, Z. (2018). Pesticide monitoring and ecotoxicological risk assessment in surface water bodies and sediments of a tropical agro-ecosystem. Environmental Pollution, 241, 800-809. doi: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.06.020
Carrillo-Gómez, J. K., Durán-Acevedo, C. M., & García-Rico, R. O. (2019). Bacterial discrimination of drinking water through of an electronic nose and a volatiles extraction equipment. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, 1 (33), 155-165. doi: https://doi.org/10.24054/16927257.v33.n33.2019.3335
Denghel, H., & Göen, T. (2018). Simultaneous assessment of phenolic metabolites in human urine for a specific biomonitoring of exposure to organophosphate and carbamate pesticides. Toxicology Letters. doi: https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2018.07.048
Durán-Acevedo, C. M., Gualdrón-Guerrero, O. E., & Hernández-Ordóñez, M. (2014). Nariz electrónica para determinar el índice de madurez del tomate de árbol (Cyphomandra Betacea Sendt). Ingeniería, Investigación y Tecnología, 15 (3), 351-362. doi: https://doi.org/10.1016/S1405-7743(14)70346-4
Georgiadis, N., Tsarouhas, K., Tsitsimpikou, C., Vardavas, A., Rezaee, R., Germanakis, I., & Kouretas, D. (2018). Pesticides and cardiotoxicity. Where do we stand? Toxicology and Applied Pharmacology, 353, 1-14. doi: https://doi.org/10.1016/j.taap.2018.06.004
González-Castro, Y., Manzano-Durán, O., & García-Hoya, O. (2019). Puntos críticos de la cadena productiva de la mora (Rubus glaucus benth), en el municipio de Pamplona, Colombia. Revista de Investigación, Desarrollo e Innovación, 10 (1), 9-12. doi: 10.19053/20278306.v10.n1.2019.10008
Gualdron, O., Duran, C., Ortiz, J., & Araque, J. (2014). Implementation of a neural model in a hardware device(FPGA) for the classification of chemical compounds in a multisensory (E-nose). Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, 2 (24), 127-133.
Maldonado-Obando, J., & Caballero-Pérez, L. (2016). Estado del arte de los métodos para detección de pesticidas organoclorados en frutas. @limentech, Ciencia y Tecnología Alimentaria, 14 (2), 104-130. doi: https://doi.org/10.24054/16927125.v2.n2.2016.2700
Miranda, D., Fischer, G., & Carranza, C. (2013). Los frutales caducifolios en Colombia: Situación actual, caracterización de sistemas de producción y plan de desarrollo. Bogotá, Colombia: Sociedad Colombiana de Ciencias Hortícolas.
Muñoz-Quezada, M. T., Lucero, B., Iglesias, V., Muñoz, M. P., Achú, E., Cornejo, C., & Brito, A. M. (2016). Plaguicidas organofosforados y efecto neuropsicológico y motor en la Región del Maule, Chile. Gaceta Sanitaria, 30 (3), 227-231. doi: https://doi.org/10.1016/j.gaceta.2016.01.006
Ordóñez-Araque, R., & Barat, J. M. (2017). Evaluación de un Sistema de Enmascaramiento de Olor de Muestras de Ajo, Mediante un Sistema de Nariz Electrónica. Revista Politécnica, 40 (1), 13-19. Recuperado de: http://scielo.senescyt.gob.ec/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1390-01292017000300013&lng=es&tlng=es.
Ortiz-Villota, M. T., Romero-Morales, M. A., & Meza-Rodríguez, L. D. (2018). La biorremediación con microalgas (Spirulina máxima, Spirulina plantensis y Chlorella vulgaris) como alternativa para tratar la eutrofización de la laguna de Ubaque, Colombia. Revista de Investigación, Desarrollo e Innovación, 9 (1), 163-176. doi: https://doi.org/10.19053/20278306.v9.n1.2018.8153
Paredes-Doig, A. L., Sun-Kou, M. R., Picasso-Escobar, G., Doig-Camino, E., & Comina, G. (2016). Implementación y evaluación de una nariz electrónica para la detección de alcoholes lineales. Revista Colombiana de Química, 45 (2), 12-18. doi: http://dx.doi.org/10.15446/ rev.colomb.quim.v45n2.60393
Paredes-Doig, A. L., Cárcamo, H., Hurtado-Cotillo, M., Sun-Kou, R., Doig-Camino, E., Picasso, G., Comina, G., & La Rosa-Toro Gómez, A. (2019). Gas Sensors Modified with Zeolite Y for Assessing Wine Aroma Compounds. Journal of Chemistry, 1. doi: https://doi.org/10.1155/2019/5283208
Reis, M. R. d., Fernandes, F. L., Lopes, E. A., Gorri, J. E. R., & Alves, F. M. (2015). Chapter 26 - Pesticide Residues in Coffee Agroecosystems. In V. R. Preedy (Ed.), Coffee in Health and Disease Prevention, 235-244. San Diego: Academic Press.
Skoog, D., Holler, F., & Nieman, T. (2001). Principios de análisis instrumental (5 ed.).
Yáñez-Urbina, L. F., Bautista-Rico, L. P., & Meléndez-Gélvez, I. (2019). Genotoxic evaluation of durazno extracts prunus pérsica from the variety gran jarillo, cultivated the Chitagà, North of Santander . Revista Bistua, 17 (2), 126-136.