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NMSM/ FACULTAD DE FARMACIA YOQUMICA/ CIENCIA DE LOS
LIMENTOS/TOXICOLOGIALIMENTARIA
24/09/201
g. Luis Alberto INOSTROZA RUIZ
SUST NCI S NTINUTRITIV S EN LIMENTOS
Mg. LUIS INOSTROZA RUIZ
UNIVERSID D N CION L M YOR DE S N M RCOS
Universidad del Per, DECANA DE AMRICA
FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUMICA
ASIGNATURA: TOXICOLOGA ALIMENTARIA
ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE CIENCIA DE LOS ALIMENTOS
CLASE 11
Estos elementos pueden obstaculizartanto procesos metablicos como labiodisponibilidad de nutrientes alentrar en contacto con los alimentos:
Antes de la ingesta
Durante la digestin
Despus de la absorcin
Son compuestos termolbiles
Los alimentos, adems de aportar nutrimentos, contienen unaserie de sustancias de carcter no nutritivo que estn presentesen forma natural e interfieren de manera negativa en mayor omenor grado.
Mg. Inostroza 2
SUSTANCIAS ANTINUTRITIVAS
Pueden causar efectos
txicos
1. Provocando las
deficiencias nutricionales
2. Por la interferencia con el
funcionamiento y la
utilizacin de los
nutrientes.
Mg. Inostroza
SUSTANCIAS ANTINUTRITIVAS
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SUSTANCIAS ANTINUTRITIVAS
Son sustancias que afectan labiodisponibilidad de nutrientes o su
aprovechamiento digestivo,disminuyendo la asimilacin de
protenas, vitaminas o minerales.
Mg. Inostroza 4
Mg. Inostroza 5
Repetto M. Camean A. Estado actual de la Toxicologa alimentaria (1995)
Mg. Inostroza 6Repetto M. Camean A. Estado actual de la Toxicologa alimentaria (1995)
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Mg. Inostroza 7Repetto M. Camean A. Estado actual de la Toxicologa alimentaria (1995) Mg. Inostroza 8
INHIBIDORES DE PROTEASAS
Inhibidor de tripsina
Anticarbohidratasas
ANTIVITAMINAS
Antitiamina
Avidina
cido ascrbico oxidasa
SUSTANCIAS QUE IMPIDEN LA UTILIZACIN DIGESTIVA Y METABLICA DEMINERALES
A). Interfieren en el metabolismo de cationes: cido oxlico y cido ftico .
B). Antitiroideas: crucferas y ciertos vegetales y frutos .
C). Sustancias con actividad polivalente: Fibras y taninos.
SUSTANCIAS ANTINUTRITIVAS
1. ANTIPROTEASAS
Son sustancias que poseen efecto de reduccin o inhibicin dela digestibilidad de protenas
Se debe a la alta afinidad que tienen por las enzimas tripsina,quimiotripsina, papana, peptidasas.
Se unen a los sitios activos de las enzimas formando uncomplejo que inhibe su actividad.
Mg. Inostroza 9 Mg. Inostroza
Camen AM, Repetto M. Toxicologa Alimentaria; 2006.
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INHIBIDORES DE PROTEASAS
El ms conocido e importante es el inhibidor de tripsina (soja)donde se han aislado 6sustancias inhibidoras.
Los ms conocidos son: Inhibidor de proteasa Kunits
Es relativamente sensible al calor y al cido
Una molcula bloquea, bien una molcula de tripsina o de quimotripsina
Inhibidor de Bowman-Birk; Es ms estable al calor y el cido
Bloquea 2 molculas de tripsina o quimotripsina al mismo tiempo.
Mg. Inostroza 11
Los factores antitrpsicos tienen una amplia distribucin en el reinovegetal y estn presentes en la mayora de semillas de leguminosasy cereales.
En muchos casos, en el material vegetal no existe slo un inhibidor,sino una serie de ellos que se diferencian en su: ESPECIFICIDAD
ACTIVIDAD
ESTABILIDAD TRMICA.
El efecto de los inhibidores de la protelisis sobre elpncreas, pueden ocasionar hipertrofia pancretica, conaumento de su actividad proteoltica; mientras que lasactividades amilasa y lipasa quedan inalteradas.
En relacin a su efecto como
antinutrientes, parecen: Causar disminucin del crecimiento
Un bajo ndice de la eficacia proteica(parmetro utilizado para medir la calidad delas protenas).
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INHIBIDORES DE PROTEASAS
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Ovomucoide, en la clara del huevo Factor antitripsina, es un compuesto
polipeptdico que durante el procesodigestivo puede reducir la liberacinde aminocidos como lisina, valina ytreonina; provocando un descensode su biodisponibilidad.
Mg. Inostroza 13
FACTORES ANTITRIPSINA
Son factores termolbiles.
Los procesos trmicos culinarios
desnaturalizan su carcter proticosu efecto inhibidor encondiciones normales no suelenproducir efecto alguno.
No obstante, suele quedar un valorresidual de inhibidor del 5 al 20 %cuya significacin toxicolgica es andesconocida.
Mg. Inostroza 14
INHIBIDORES DE PROTEASAS
El grado de inhibicin depende de: Temperatura
Tiempo de tratamiento
Volumen de alimento
Contenido de agua del mismo.
Un tratamiento trmico intenso puede disminuir lacalidad proteica, por lo que es importantecontrolarel tiempoy la temperaturade coccin.
Mg. Inostroza 15
INHIBIDORES DE PROTEASAS ANTICARBOHIDRATASAS
Son muy abundantes en los productos vegetales.
Algunas de ellas (las que actan contra la celulasa opectinasa) tienen poco inters en nutricin humana
Las antiamilasas o antiinvertasas s pueden ocasionarproblemas nutricionales.
Mg. Inostroza 16
Son bastante termoestables.
Las leguminosas y trigo contieneninhibidores de las amilasas, muy activossobre las enzimas digestivas
La patata y el maz poseen inhibidores de
las invertasas. Los pltanos verdes y el mango, productos
que se consumen crudos, las antiamilasasno son fcilmente destruidas.
INHIBIDORES DE AMILASAS
Pueden afectar tanto a la amilasa -salival y
pancretica, como a las bacterianas.Una disminucin en el grado de hidrlisis del almidn
debido a la presencia del inhibidor en el intestinodelgado lleva a una lenta absorcin de la glucosa yposibles cambios metablicos.
Mg. Inostroza
En humanos se han presentado alteraciones en losniveles de glucosa en sangre tanto en diabticos comoen individuos sanos.
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Cualquier sustancia que interfierecon la sntesis o metabolismo deuna vitamina, ya sea porinactivacin o destruccin qumica,por combinacin irreversible o bienpor inhibicin competitiva.
2. ANTIVITAMINAS
Son compuestos que disminuyen o anulan el efecto de una vitaminaen una va especfica, pueden ser anlogos estructurales o bien
sustancias que modifiquen la estructura de la vitamina, dandoorigen a la disminucin o anulacin de sus efectos.
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Cuidado con las
antivitaminas
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ANTIVITAMINAS
MECANISMO:
Un grupo de sustancias que ocurrennaturalmente:
- Puede descomponer vitaminas- Formar complejos no absorbibles con ellos- Interferir con la digestin o la utilizacinmetablica.
cido ascrbico oxidasa, factores antitiamina, yfactores antipiridoxina.
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CIDO ASCRBICO OXIDASA
Se localiza en la pulpa de las cucurbitceas(calabazas, pepinos, melones), col, zanahoria,tomate, patata, lechuga, etc.
Su actividad se pierde rpidamente por latemperatura.
Su T ptima se sita entre 15 y 30 C.
Si los vegetales no se conservan en frigorfico,pierden su contenido en vit. C en unas pocashoras.
Mg. Inostroza 20
Al ser una enzima, puede ser inhibida eficazmente por escaldado de las frutas yverduras (100oC x 1 min).
CIDO ASCRBICO OXIDASA
Esta enzima que cataliza la oxidacin del cido ascrbico.
1. Oxidacin del cido ascrbico libre cido dehidroascrbico
2. cido dehidroascrbico cido dicetogulnico, cido oxlico, y otrosproductos de oxidacin.
Mg. Inostroza 21
cido ascrbicooxidasa
FACTORES ANTITIAMINA
Las tiaminasas son antagonistasnaturales que se encuentran en losalimentos.
La tiaminasa I: Degrada e inactiva a la tiamina.
Estn presentes en carne y vsceras deanimales acuticos (pez espada, cangrejos,almejas), t, caf y nueces.
Sustituyen el grupo tiazol de la molculatiamina por una base o un sulhidrilo.
Por su naturaleza proteica, es termolbil.
La tiaminasa II: Modifica e inactiva a la tiamina.
Estn presentes en helechos, cerezas,arroz,..
Escinden la tiamina a nivel del grupometileno.
Ambas se destruyen con una coccina 60 C.
Mg. Inostroza 22
FACTORES ANTITIAMINA
Otros factores antitiamina conformanun grupo heterogneo de sustanciasde bajo peso molecular,
termoestables, entre los que destacanen nutricin humana el cido cafico,taninos, cido clorognico,metilsinapato (s. de mostaza), etc.
Su consumo frecuente en estadocrudo puede dar lugar a la aparicinsntomas de deficiencia de vit. B1: Parlisis y perturbaciones neurolgicas.
Producir beri-beri, anorexia, fatiga ydebilidad muscular.
Mg. Inostroza 23
AVIDINA (Antibiotina)
Es una glucoprotena termolbil presente en laclara del huevo.
En el huevo de pollo la avidina constituyealrededor de un 0,05 % de la protena total(aprox. 1,8 mg por huevo).
Tiene la capacidad de inhibir la actividad de labiotina que se ingiere en la dieta.
Se inactiva por ebullicin durante variosminutos, por lo que un consumo importante dehuevos crudos o pasados podra disminuir laingesta de este nutriente.
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Es capaz de atrapar hasta 4 molculas de biotina (Vit. H, B 7, B8),impidiendo as su absorcin y actividad.
Mg. Inostroza
Impide la absorcin de la biotina en el intestino, por lo que se debeconsumir perfectamente cocida.
En seres humanos, los signos y sntomas de deficiencia de biotinaincluyen lesiones descamativas de la piel y las mucosas, dermatitis,hiperestesia, dolor muscular, anorexia y anemia leve.
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AVIDINA (Antibiotina)
Una gran variedad de plantas y hongos comestibles contienenantagonistas piridoxina (vit. B6).
Los factores antipiridoxina han sido identificados como derivados de
HIDRAZINA (H2N-NH2): linatina (linaza), giromitrina, agaritina y c.Lentnico (hongos) que forman hidrazonas con fosfato de piridoxal.
FACTORES ANTIPIRIDOXINA
Mecanismo antivitamina: condensacin de las hidrazinas con elcarbonilo del piridoxal fosfato -la forma activa de la vitamina B6 -resultando la formacin de una hidrazona inactiva.
Mg. Inostroza 26Fosfato de piridoxal Hidrazona
FACTORES ANTIPIRIDOXINA
La agaritina, se hidroliza por accin de la -glutamiltransferasa, dando lugar al agente activo4-hidroximetilfenilhidrazina.
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La carencia de piridoxina constituye un problema en pacientes,en quienes se puede presentar anemia, polineuritis, dermatitisseborreica, y sntomas de pelagra.
agaritina
3. SUSTANCIAS QUE IMPIDEN LA UTILIZACIN DIGESTIVA YMETABLICA DE MINERALES
SUSTANCIA QUE INTERFIEREN EN ELMETABOLISMO DE CATIONES
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Determinadas sustancias presentes enlos alimentos, como el cido oxlico yftico, son capaces de interaccionar e
interferir con ciertos oligoelementos
CIDO FTICO
Se concentra en las capas ms superficiales delos cereales integrales (arroz, trigo, centeno,
avena y maz), semillas leguminosas (soya,lentejas), frutos secos (almendras, cacahuates)
y algunos tubrculos
Mg. Inostroza 29
CIDO FTICO
Las dietas basadas en vegetales contienen la mayor cantidad delos dos antinutrimentos naturales: fibray cido ftico.
Ambos inhiben en forma independiente la absorcin y/o retencinde ciertos micronutrimentos, por lo que en las dietas vegetarianasla biodisponibilidad es menor que en las omnvoras.
Mg. Inostroza
Se le consider unasustancia indeseable por su
capacidad para fijarminerales como: Fe, Mg yZn en el intestino, e impedirsu aprovechamiento por elorganismo humano.
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CIDO FTICO
Mg. Inostroza
La capacidad para formar quelatoscon iones divalentes y trivalentesque constituyen compuestos
insolubles en el intestino.
Disminuye la absorcin obiodisponibilidad de mineralescomo calcio, magnesio, hierro, cincy molibdeno, al formar a pHfisiolgico sales insolubles y queno se pueden ni absorber niutilizar.
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Su efecto antinutricional se relaciona con:
CIDO FTICO
Mg. Inostroza 32
Adems de complejar iones, interactan de forma inespecfica conprotenase hidratos de carbono (almidn).
Esta unin altera la solubilidad, funcionalidad, digestin y absorcin
de estos componentes de los alimentos.
Posibles interacciones del cido ftico con minerales, protenas y almidn (adaptado de Richard yThomson, 1997)
Cont.
REDUCCIN: Actividad de fitasa puede reducir el nivel de cido ftico.
Vit D consumo La absorcin de calcio se ve influida no slo por el fitato dela dieta, sino tambin por la vitamina D y los lpidos. Si la vitamina D eslimitante en la dieta, la absorcin de calcio ser menos eficiente y el efectofitato ser m s pronunciada.
Procesamiento de alimentos: la actividad de fitasa reduce drsticamente elcontenido de fitatos de masa durante la panificacin.
Fuente Fitasa: plantas (soja, cereales)La fitasa es una enzima que cataliza la desfosforilacin de cido ftico.
Mg. Inostroza 33
CIDO OXLICO
El cido oxlico (HOOC-COOH) es un cido orgnico.
Disminuye la absorcin de minerales divalentes (hierro,calcio, magnesio).
Puede inducir efectos txicos as como antinutricionales. Paralos seres humanos, puede ser muy txico (4 a 5 g para inducircualquier efecto txico)
La interferencia en la absorcin de calcio.
Efectos negativos relacin de oxalato / calcio de losalimentos superior a 1 puede disminuir la disponibilidad decalcio
Mg. Inostroza
Forma sales de disociacindbil que dan lugar a laformacin de clculosrenales.
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CIDO OXLICO
Se encuentra en alimentos como:acelgas, cacao, t, papas, espinaca,etc.
Forma complejos: fibra-cobre-oxalato o fibra-cinc-oxalato, que sonms difciles de romper en el tractodigestivo que los que slo incluyenmineral-oxalatoo mineral-fibra.
REDUCCIN: El consumo dealimentos ricos en calcio, como losproductos lcteos y los mariscos, yuna mayor ingesta de vitamina D.
Mg. Inostroza 35
SUSTANCIAS CON ACTIVIDAD POLIVALENTE
Componentes de los alimentos derivados de las paredes celulares de la plantaque no son digeridas por las secreciones endgenas del tracto digestivohumano.
La fibra diettica consiste en: sustancias pcticas, hemicelulosas, gomasvegetales y muclagos, polisacridos de algas, celulosas y lignina.
Fibra diettica es un factor de proteccin contra muchas enfermedades, por ej.:cncer de colon.
Los diversos tipos de componentes de fibra diettica tienen muchos grupos
reactivos, incluyendo -COOH,-HPO3H,-OH,-SO3H y -NH2, con lasque metales, aminocidos, protenas, e incluso los azcares pueden serenlazados.
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LA FIBRA DIETTICA
Estas sustancias impiden ligeramente la absorcin de salesminerales.
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Al consumirse enexceso disminuyenla absorcin deprotenas.
Se recomiendacomer un mnimo de20-35 g diarios.
LA FIBRA DIETTICA
Desempea un papel importante en todas las funciones delsistema digestivo, desde la masticacinhasta la evacuacin.
Promueve efectos fisiolgicos beneficiosos como laxante ydisminuye los niveles de colesterol y glucosa en sangre.
La celulosa, hemicelulosa, pectina, entre otras, tienen buenosefectos a nivel intestinal: Combaten el estreimiento
Producen aumento del peristaltismo y del volumen fecal.
37Mg. Inostroza
Los alimentos que contienen fibra tambin incluyen fitatosy oxalatos, los cuales se unen a los minerales y luego seabsorben en el cuerpo.
La absorcin de determinados minerales: calcio, hierro,cobre y zinc pueden disminuir si se ingieren dietas ricas enfibra.
LA FIBRA DIETTICA
FUENTE: trigo entero, lentejas, frutasy vegetales.
El incremento en el consumo de fibra
tienen ciertos efectos en el organismo: Disminucin de la cantidad de mineralesque el cuerpo absorbe.
Mg. Inostroza 38
TANINOS
Grupo heterogneo depolifenoles que aparecenen plantas.
PM alto (500 a 5000 Da)
Contienen suficientesgrupos hidroxilos quepermiten una uninestable con protenas.
Son polifenoles solublesen agua derivados de loscidos glico y elgico.
Mg. Inostroza
Se caracterizan por otorgar al alimento un sabor amargo.
FUENTE: variedades pigmentadas de cereales (sorgo),leguminosas (habas), frutas (dctiles, mango, uvas) ybebidas (t, cacao y vino tinto).
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TANINOS
EFECTO ANTINUTRICIONAL SOBRE LAS PROTENAS
Tienen la capacidad para formar complejos Tanino-protenaque reducen el valor biolgico de los alimentosy aumentan la excrecin fecal de nitrgeno.
Se caracterizan por inhibir las enzimas digestivas comoamilasas y proteasas, por lo que tienen una accindirecta sobre la mucosa digestiva que estimula lassecreciones,
Destruyen la vit. B1, disminuir reservas de vit. A y
reducir la disponibilidad de vit. B12.
Mg. Inostroza 40
TANINOS
Mg. Inostroza 41
Taninos
Se caracterizan por formar complejos con iones
divalentes y trivalentes que disminuyen ladisponibilidad de calcio, hierro, cobre
Actan como antivitaminas, aunque puede resultarbenficos cuando reducen la absorcin de algunosmetales pesados como plomo.
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Son metabolitos secundarios que seencuentran de manera exclusiva enplantas crucferas, sobre todo delgnero Brassica: rbano, mostaza,coles, nabos, brcoli, coliflor y rbanofuerte, y son responsables del aroma ysabor pungente de estos vegetales.
Son ms de 80 glucosinolatosnaturales en plantas.
El bocio tiene etiologa multifactorial.
Entre los factores causales destacan: El aporte insuficiente de yodo en la dieta
El consumo de cantidades importantes de
crucferas que contienen una serie desustancias capaces de interferir en la captacino asimilacin del yodo por la tiroides
Mg. INOSTROZA 43
TIOGLUCSIDOS: Bocigenos
Son liposolubles que se absorben en el intestino delgado y se eliminanpor la va urinaria y respiratoria.
Se les atribuye efectos anticancergenos y eliminadores demicroorganismos indeseables.
TIOGLUCSIDOS: Bocigenos
Son glucsidos que contienen elazcar enlazado a la agluconamediante un tomo de azufre.
Denominados glucosinolatos.
Mg. INOSTROZA 44
Glucosinolato
Glucosinolatos y sus metabolismo
Mg. INOSTROZA 45
TIOGLUCSIDOS: Bocigenos
Este complejo tiene varias funciones: Pesticida, fungicida e insecticida,regulador de crecimiento y del metabolismo de azufre y nitrgeno.
Forman un complejo con la enzima mirosinasa, el cual se encuentra encompartimentos celulares apartados de la fraccin que contiene al tioglucsidoy se libera al lesionarse el tejido vegetal (cortado, molido o m asticado)
Cuando la hidrlisis enzimtica selleva a cabo en vegetales crudos yhmedos aplastados, laproduccin de bociogenticos esmayor.
Es poco frecuente que ocurra unahidrlisis qumica o enzimticacon enzimas no vegetales comolas de la m icroflora intestinal.
TIOGLUCSIDOS: Bocigenos
Mg. INOSTROZA 46
La hidrlisis con mirosinasa genera en forma mayoritaria: tiocianatos,nitrilos e isotiocianatos que se convierten con rapidez en goitrina.
Estos compuestos impiden que la glndula tiroidesabsorba en forma correcta el yodo.
El tiroides aumenta su tamao al querer producirms hormonas, lo que se conoce com o bocio.
Para inhibir la produccin de bocigenos se puedeinactivar de manera trmica la mirosinasa medianteuna coccin con calor hmedo (90C x 15 min).
Si se desecha el agua de coccin se puededisminuir incluso la cantidad de tioglucsidos.
TIOGLUCSIDOS: Bocigenos
Mg. INOSTROZA 47
Hidrlisis de un glucosinolato
Inhibicin de la sntesis de tiroxina(tiroxinaperoxidasa)Oxazolidina
Inhibicin de la incorporacin deyodo
* Tiocianatos y nitrilos
TIOGLUCSIDOS: Bocigenos
Eje hipotlamo-hipofisario-tiroideo
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BIBLIOGRAFA
1. Calvo MC, Mendoza E. Toxicologa de los alimentos. Mxico:McGraw-Hill Interamericana Editores S.A. de C.V.; 2012.
2. Camen AM, Repetto M. Toxicologa Alimentaria. Madrid: EditorialDaz de Santos; 2006.
3. Gil F, Hernndez AF, Pla A. Toxicologa de los alimentos. En: Gil A,Editor. Tratado de nutricin. Tomo II. Composicin y calidadnutritiva de los alimentos. 2 ed. Madrid: Editorial MdicaPanamericana, S.A.; 2010. p. 696-722.
4. Gisbert J, Villanueva E. Medicina Legal y Toxicologa. 6 ed.Barcelona: Masson S.A.; 2004.
5. Repetto M. Camean A. Estado actual de la Toxicologa alimentaria.En: Repetto M.Toxicologa Avanzada. 4 ed. Madrid: Ediciones Dazde Santos S.A.; 1995.p.205-92.
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