Analiza zawartości substancji niepożądanych w wybranych sokach

678
2005
Akademii Ekonomicznej w Krakowie
Grzegorz Suwała
Katedra Towaroznawstwa Żywności
Analiza zawartości substancji
niepożądanych w wybranych sokach
warzywnych
1. Wprowadzenie
Jednym z głównych czynników środowiska zewnętrznego, mających wpływ na
organizm człowieka i utrzymanie dobrego stanu zdrowia, jest racjonalne żywienie.
Musi ono odpowiadać w sposób optymalny zapotrzebowaniu na energię i składniki odżywcze, bez których człowiek nie może w pełni wykorzystywać swych genetycznie uwarunkowanych możliwości rozwoju fizycznego i umysłowego ani utrzymać dobrego stanu zdrowia przez całe życie. Prawidłowe żywienie, poza zaspokajaniem w sposób optymalny zapotrzebowania na energię i składniki pokarmowe,
polega na dostarczaniu odpowiedniej ilości wszystkich potrzebnych człowiekowi
składników odżywczych. Zjawisko niedoborów składników pokarmowych dotyczy
nie tylko krajów biednych, ale również tych, gdzie dzienne racje pokarmowe opierają się na produktach wysoko przetworzonych. Produkty te, w efekcie procesów
technologicznych, mają znacznie obniżoną wartość odżywczą, w związku z czym
szczególne znaczenie ma dodawanie do wszystkich posiłków zarówno owoców, jak
i warzyw lub uzyskanych z nich przetworów, np. soków warzywnych, które powinny
być spożywane nie tylko ze względu na ich właściwości orzeźwiające (gaszenie pragnienia), ale również ze względu na ich wartość żywieniową [1, s. 34; 2, s. 39–40; 3,
s. 40; 15, s. 7, 55–71, 113–116; 17, s. 61–66, 233–234, 462–465; 18, s. 74–78; 21,
s. 34–40, 76–81].
Mając na uwadze zalety wynikające ze spożywania soków warzywnych, należy
pamiętać również o zagrożeniach. Jakość soków, jak w przypadku każdej żywności
przetworzonej, zależy od solidności producenta. Zagrożenie może stanowić np.
skażenie surowca do produkcji pierwiastkami toksycznymi (ołowiem, kadmem)
czy azotanami, zwłaszcza gdy pochodzi on od tanich dostawców [6].
170
Grzegorz Suwała
Kadm i ołów – mimo znacznych ograniczeń emisji spowodowanych rygorami
technologicznymi, normatywami prawnymi i realizacją zaleceń Unii Europejskiej
– powszechnie występują w środowisku, we wszystkich jego komponentach i w całych łańcuchach troficznych. Kumulują się w tkankach roślin i zwierząt, skąd w znacznych ilościach dostają się do organizmu ludzkiego, nie ulegają biodegradacji i tworzą
wiele toksycznych połączeń zarówno nieorganicznych, jak i organicznych. Konsekwencją regularnego wprowadzania do układu pokarmowego pierwiastków toksycznych są zaburzenia prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka, a ich
zdolność do akumulacji jest przyczyną wielu chorób, takich jak: nadciśnienie, zanik mięśni, kruchość kości, nowotwory narządów rodnych i kości, agresje, schizofrenie, alergie, choroby serca [5, s. 91–95; 9; 14, s. 15–17; 20, s. 30–31].
Równie niebezpieczne dla człowieka są azotany V i III. Nadmierne użycie środków chemicznych w rolnictwie daje co prawda wyższe plony, lecz obniża ich wartość żywieniową. Zbyt częste oraz nadmierne nawożenie gleby nawozami azotowymi, takimi jak saletra amonowa lub wapniowa i moczniki, powoduje nagromadzenie się ich w glebie i w wodach powierzchniowych. Stąd azotany V są pobierane
przez rośliny i kumulowane w ich tkankach. Szczególnie dużo azotanów V można
stwierdzić w warzywach, takich jak buraki, sałata, kapusta, szpinak, cebula czy
marchew. Dla zdrowego dorosłego człowieka azotany V nie stanowią dużego zagrożenia (są bowiem szybko wydalane wraz z moczem). Należy ich jednak unikać,
gdyż mogą przekształcić się w bardzo toksyczne dla organizmu azotany III, np.
podczas niewłaściwego przechowywania żywności lub już w przewodzie pokarmowym pod wpływem bakterii redukujących. Związki te mogą wywoływać wiele schorzeń i zakłóceń w funkcjonowaniu organizmu. Wchłonięte do krwi powodują utlenianie dwuwartościowego żelaza hemoglobiny do formy trójwartościowej, tworząc
methemoglobinę. Związek ten nie ma zdolności do wiązania tlenu i nie może brać
udziału w procesach oddechowych organizmu. Występują objawy ciężkiej choroby
– methemoglobinemii. Choroba ta jest bardzo groźna szczególnie dla niemowląt,
małych dzieci, ludzi starszych i osób z niektórymi schorzeniami przewodu pokarmowego. Zdarzały się wypadki zatrucia niemowląt np. sokiem z marchwi uprawianej na glebach silnie nawożonych nawozami azotowymi [4; 8; 11; 13, s. 19–31; 16,
s. 67–71].
2. Materiał i metodyka badań
Badaniom poddano dwa rodzaje soków warzywnych w opakowaniach z laminatu wielowarstwowego o pojemności 1 l, pochodzących od trzech różnych producentów:
– sok marchwiowy Fortuna o składzie: woda, przecier z marchwi, syrop glukozowo-fruktozowy, zagęszczony sok cytrynowy, substancja wzbogacająca – witaminy C i E,
– sok marchwiowy Hellena o składzie: wyciśnięty sok z marchwi,
171
Analiza zawartości substancji niepożądanych w wybranych sokach warzywnych
– sok marchwiowy Hortex o składzie: woda, przecier z marchwi, cukier, regulator kwasowości – kwas cytrynowy, substancja wzbogacająca – witamina C,
– sok pomidorowy Fortuna o składzie: woda, koncentrat pomidorowy, sól,
– sok pomidorowy Hellena o składzie: woda, koncentrat pomidorowy, sól,
– sok pomidorowy Hortex o składzie: woda, koncentrat pomidorowy, sól,
Soki zostały wyprodukowane bez użycia środków konserwujących, utrwalone
termicznie. Okres trwałości wszystkich badanych soków wynosił 1 rok. Soki zakupiono w punktach handlu detalicznego na terenie Krakowa.
Próbki do analiz przygotowano zgodnie z wytycznymi normy PN-A-75101/01:90:
Przetwory owocowe i warzywne. Przygotowanie próbek i metody badań fizykochemicznych. Postanowienia ogólne i zakres normy [10].
Na tak przygotowanym materiale doświadczalnym przeprowadzono oznaczenia:
– azotanów III i V według normy ISO 6635-1984 (E): Fruits, vegetables and
derived products – Determination of nitrite and nitrate content. Molecular absorption spektrometic method [7],
– ołowiu i kadmu według Wydawnictw Metodycznych PZH, 1996. Metody oznaczania ołowiu, kadmu, miedzi i cynku w produktach spożywczych techniką płomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej [19].
3. Prezentacja i omówienie wyników badań
Wyniki przedstawiono w tabelach 1–4 w zestawieniu z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r. w sprawie maksymalnych poziomów
zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych, które mogą znajdować się w żywności, składnikach żywności, dozwolonych substancjach dodatkowych, substancjach
pomagających w przetwarzaniu albo na powierzchni żywności [12].
Tabela 1. Zawartość azotanów III w badanych sokach
Zawartość azotanów III
Liczebność
prób n
wyrażona jako
jon azotynowy
(NO2–)
[mg/kg]
w przeliczeniu
na azotyn sodu
NaNO2
[mg/kg]
Marchwiowy – Fortuna
10
0,018
0,026
Marchwiowy – Hellena
10
0,012
0,018
Marchwiowy – Hortex
10
0,005
0,007
Pomidorowy – Fortuna
10
0,022
0,033
Pomidorowy – Hellena
10
0,052
0,078
Pomidorowy – Hortex
10
0,034
0,051
Rodzaj soku
Źródło: badania własne.
dopuszczalna
dzienna dawka
w pożywieniu
NaNO2 [mg/kg]
0,20
172
Grzegorz Suwała
Tabela 2. Zawartość azotanów V w badanych sokach
Zawartość azotanów V
Liczebność
prób n
wyrażona jako
jon azotanowy
(NO3–)
[mg/kg]
w przeliczeniu
na azotan sodu
NaNO3
[mg/kg]
Marchwiowy – Fortuna
10
0,617
0,846
Marchwiowy – Hellena
10
0,463
0,634
Marchwiowy – Hortex
10
0,746
1,022
Pomidorowy – Fortuna
10
0,262
0,359
Pomidorowy – Hellena
10
0,214
0,293
Pomidorowy – Hortex
10
0,199
0,272
Rodzaj soku
dopuszczalna
dzienna dawka
w pożywieniu
NaNO3 [mg/kg]
5,00
Źródło: badania własne.
Tabela 3. Zawartość ołowiu w badanych sokach
Maksymalny
poziom nie może
wartość średnia
przekraczać
x
[mg/kg]a
Zawartość ołowiu [mg/kg]
Liczebność
prób n
zakres wartości
Marchwiowy – Fortuna
7
0,0105–0,0182
0,01379
Marchwiowy – Hellena
7
0,0052–0,0152
0,01067
Marchwiowy – Hortex
7
0,0031–0,0156
0,00939
Pomidorowy – Fortuna
7
0,0065–0,0145
0,01083
Pomidorowy – Hellena
7
0,0058–0,0155
0,00996
Pomidorowy – Hortex
7
0,0053–0,0136
0,00860
Rodzaj soku
a
0,05
według [12]
Źródło: badania własne.
Analizując uzyskane dane można stwierdzić, że oznaczenia zawartości azotanów III w grupie soków marchwiowych wykazały najwyższy poziom NaNO2 w soku
firmy Fortuna (0,026 mg/kg), natomiast najniższy w soku firmy Hortex (0,007 mg/kg).
W grupie soków pomidorowych najwyższy poziom NaNO2 stwierdzono w soku firmy Hellena (0,078 mg/kg), a najniższy w soku firmy Fortuna (0,033 mg/kg).
Oznaczenia zawartości azotanów V w grupie soków marchwiowych wykazały
najwyższy poziom NaNO3 w soku firmy Hortex (1,022 mg/kg), a najniższy w soku
firmy Hellena (0,0634 mg/kg). Natomiast w grupie soków pomidorowych najwyższy poziom zawartości NaNO3 stwierdzono w soku firmy Fortuna (0,359 mg/kg),
a najniższy w soku firmy Hortex (0,272 mg/kg).
173
Analiza zawartości substancji niepożądanych w wybranych sokach warzywnych
Tabela 4. Zawartość kadmu w badanych sokach
Maksymalny
poziom nie może
wartość średnia
przekraczać
x
[mg/kg]a
Zawartość kadmu [mg/kg]
Liczebność
prób n
zakres wartości
Marchwiowy – Fortuna
7
0,0054–0,0114
0,00780
Marchwiowy – Hellena
7
0,0038–0,0171
0,01100
Marchwiowy – Hortex
7
0,0029–0,0114
0,00726
Pomidorowy – Fortuna
7
0,0018–0,0074
0,00486
Pomidorowy – Hellena
7
0,0022–0,0064
0,00453
Pomidorowy – Hortex
7
0,0011–0,0078
0,00479
Rodzaj soku
a
0,02
według [12]
Źródło: badania własne.
Oznaczenia zawartości ołowiu w grupie soków marchwiowych wykazały najwyższy poziom w soku firmy Fortuna (0,01379 mg/kg), natomiast najniższy w soku
firmy Hortex (0,00939 mg/kg). W grupie soków pomidorowych najwyższy poziom
zawartości ołowiu stwierdzono w soku firmy Fortuna (0,01083 mg/kg), a najniższy
w soku firmy Hortex (0,00860 mg/kg).
Oznaczenia zawartości kadmu w grupie soków marchwiowych wykazały najwyższy poziom w soku firmy Hellena (0,01100 mg/kg), a najniższy w soku firmy
Hortex (0,00726 mg/kg). Natomiast w grupie soków pomidorowych najwyższy poziom zawartości kadmu stwierdzono w soku firmy Fortuna (0,00486 mg/kg), a najniższy w soku firmy Hellena (0,00453 mg/kg).
Podsumowując omawiane wyniki należy stwierdzić, że oznaczenie zawartości
azotanów III i V wykazało bardzo niski ich poziom we wszystkich badanych sokach, znacznie niższy od dopuszczalnej dawki dziennej w pożywieniu, która wynosi
0,2 mg/kg dla NaNO2 i 5,0 mg/kg dla NaNO3. Świadczy to o odpowiednim sposobie
prowadzenia upraw, z których pobierane są surowce do produkcji, jak również
daje podstawy, by twierdzić, że nie istnieje realne zagrożenie wynikające z zawartości azotanów w sokach warzywnych.
Zawartość pierwiastków toksycznych (ołów i kadm) w badanych sokach można uznać za bardzo niską. Są to ilości pięciokrotnie mniejsze od wartości dopuszczalnych, określonych w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r.
w sprawie wykazu dopuszczalnych ilości substancji dodatkowych i innych substancji obcych dodawanych do środków spożywczych lub używek, a także zanieczyszczeń, które mogą znajdować się w środkach spożywczych lub używkach.
Zawartość zarówno azotanów, jak i metali toksycznych w badanych sokach
wynika w dużym stopniu z ich obecności w surowcach, z których zostały wyprodukowane, a w mniejszym stopniu z przebiegu samego procesu produkcji, co pozwala
sądzić, że różnice zawartości omawianych substancji w poszczególnych sokach mogą
być spowodowane zróżnicowanymi warunkami upraw.
174
Grzegorz Suwała
4. Wnioski
Oznaczona zawartość pierwiastków toksycznych oraz azotanów III i V w badanych sokach jest znacznie niższa od ilości dopuszczalnej dawki dziennej, a tym
samym nie stanowi zagrożenia dla zdrowia konsumentów. Pozwala to na wysunięcie wniosku, że tereny, na których znajdują się uprawy, nie były pierwotnie obciążone obecnością zanieczyszczeń, jak również nie są terenami narażonymi na oddziaływanie zanieczyszczeń cywilizacyjnych. Pozwala również przypuszczać, że sposób prowadzenia upraw nie budzi zastrzeżeń dotyczących stosowania nadmiernych
ilości nawozów azotowych, co pozostawiłoby ślad w postaci znacznych ilości azotanów w produkcie końcowym.
Literatura
[1] Bortkun O., Ryzyko zdrowotne żywności, cz. 1, „Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny”
2002, nr 1.
[2] Bortkun O., Ryzyko zdrowotne żywności, cz. 2, „Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny”
2002, nr 2.
[3] Bortkun O., Ryzyko zdrowotne żywności, cz. 3, „Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny”
2002, nr 3.
[4] Człowiek, istota pełna trucizn, www.zb.eco.pl/bzb/25/czlowiek.htm, 5.02.2004.
[5] Gawęda M., Wpływ ołowiu na wartość biologiczną warzyw korzeniowych i liściowych, Zeszyty
Naukowe AR w Krakowie, Kraków 2000, nr 364.
[6] Hałat Z., Owoce i warzywa chronią przed rakiem, www.halat.pl/ OwoceWarz.html, 5.02.2004.
[7] ISO 6635-1984 (E): Fruits, vegetables and derived products – Determination of nitrite and nitrate content. Molecular absorption spektrometic method.
[8] Jak unikać azotanów, www.kulinaria.pl/artykuly.asp?id=28, 5.02.2004.
[9] Jeżykowska C., Chemia jako remedium na kształtowanie postawy proekologicznej, www.republika.pl/gimnazjumisp/2sympozj/nauczanie_prozdrowotne_chemii, 5.02.2004.
[10] PN-A-75101/01:90. Przetwory owocowe i warzywne. Przygotowanie próbek i metody badań fizykochemicznych. Postanowienia ogólne i zakres normy.
[11] Pestycydy, www.jar91.republika.pl/pestycydy%20ms.htm, 5.02.2004.
[12] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r. w sprawie maksymalnych poziomów
zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych, które mogą znajdować się w żywności, składnikach
żywności, dozwolonych substancjach dodatkowych, substancjach pomagających w przetwarzaniu
albo na powierzchni żywności, Dz.U. nr 37, poz. 326.
[13] Rożek S., Czynniki wpływające na akumulację azotanów w plonie warzyw, Zeszyty Naukowe AR
w Krakowie, Kraków 2000, nr 364.
[14] Skinder N.W., Chemia a ochrona środowiska, WSiP, Warszawa 1998.
[15] Soki warzywne i owocowe a zdrowie, pod red. I. Nadolnej, L. Szponara, Instytut Żywności i Żywienia, Warszawa 1998.
[16] Śmiechowska M., Przybyłowski P., Oznaczanie azotanów V i III w żywności metodą Griessa –
uwagi metodyczne, „Bromatologia i Chemia Toksykologiczna” 2000, XXXIII, nr 1.
[17] Towaroznawstwo produktów spożywczych. Teoria i ćwiczenia, pod red. F. Świderskiego, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 1998.
[18] Waszkiewicz-Robak B., Rynkowe produkty spożywcze o wzbogaconej wartości odżywczej, „Przemysł Spożywczy” 2002, nr 8.
[19] Wydawnictw Metodycznych PZH, 1996. Metody oznaczania ołowiu, kadmu, miedzi i cynku
w produktach spożywczych techniką płomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej.
Analiza zawartości substancji niepożądanych w wybranych sokach warzywnych
175
[20] Zglinicka A., Toksyczność kadmu i ołowiu, „Aura” 2000, nr 2.
[21] Żywienie człowieka zdrowego i chorego, pod red. J. Hasika, J. Gawęckiego, PWN, Warszawa 2000.
Undesirable Substances in Selected Vegetable Juices
The objective of the research work was to analyse selected vegetable juices for the levels of
nitrates III and V, cadmium and lead, the substances that are dangerous and likely to harm people’s
health. The results obtained have been tabulated and discussed in the light of the regulations in
force. An attempt to define growing conditions as the causes of the contamination of raw material
and, consequently, the contamination of the analysed final product has also been made.