Pełny tekst - Wydawnictwa NIZP-PZH

Transkrypt

Nr 1
¯elazo i mangan w produktach zbo¿owych
ROCZN. PZH, 2005, 56 NR 1, 9196
91
ANDRZEJ KOT, STANIS£AW ZARÊBA
PRODUKTY ZBO¯OWE RÓD£EM ¯ELAZA I MANGANU
CEREAL PRODUCTS AS A SOURCE OF IRON AND MANGANESE
Katedra i Zak³ad Bromatologii
Akademia Medyczna im. prof. Feliksa Skubiszewskiego w Lublinie
20-081 Lublin, ul. Staszica 4
Kierownik: prof. dr hab. S. Zarêba
Okrelono zawartoæ ¿elaza i manganu w zbo¿ach i produktach zbo¿owych
(m¹kach ¿ytnich i pszennych, pieczywie ¿ytnim i pszennym). Oznaczenia
przeprowadzono metod¹ AAS po uprzedniej mineralizacji na sucho. Stwierdzono zró¿nicowane zawartoci badanych pierwiastków w zale¿noci od wymia³u
(m¹ki) i rodzaju zbo¿a (pieczywo).
WSTÊP
Rola manganu i ¿elaza w organizmach ¿ywych jest niezmiernie wa¿na, gdy¿ oba te pierwiastki bior¹ udzia³ w procesach red-ox [4].
Mangan jest aktywatorem wielu enzymów jak kinazy, dekarboksylazy, hydrolazy, bierze
udzia³ w oddychaniu komórkowym. Jest antyoksydantem, wchodz¹c w sk³ad dysmutazy
nadtlenkowej, aktywuje glikotransferazy, które uczestnicz¹ w wytwarzaniu protrombiny
niezbêdnej w procesie krzepniêcia krwi [9, 15].
G³ówna rola ¿elaza to udzia³ w procesach oddychania komórkowego i reakcjach, w których wystêpuje transport elektronów [9]. Wchodzi w sk³ad cytochromu, oksydaz, katalazy
i peroksydazy, warunkuje prawid³ow¹ biosyntezê kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA)
i podzia³y komórkowe [15].
Produkty zbo¿owe s¹ dobrym ród³em ¿elaza i manganu, jak równie¿ stanowi¹ znaczny
udzia³ w diecie (ponad 50%) i zawartoæ ich w tych produktach powinna byæ badana [2, 5].
Pierwiastki te jednak w ró¿nym stopniu uwalniane s¹ w procesie trawienia, w zale¿noci od
wyci¹gu m¹ki i technologii wypieku [12].
Celem podjêtych badañ by³o okrelenie zawartoci manganu i ¿elaza w szerokim asortymencie produktów zbo¿owych. Dane te mog¹ byæ wykorzystywane do oceny spo¿ycia
¿elaza i manganu z t¹ grup¹ rodków spo¿ywczych.
MATERIA£ I METODY
Materia³ badany stanowi³y próbki:
1. Ziaren pszenicy o ró¿nej zawartoci glutenu i czterech typów m¹ki pszennej (typ 450, 500,
550, 750), otr¹b pszennych. Próbki pochodzi³y z m³yna gospodarczego spod Lublina.
92
A. Kot, S. Zarêba
Nr 1
2. Czterech typów m¹k pszennych (typ 550, 650, 850, 1850), dwu typów m¹k ¿ytnich (typ 720,
2000), piêciu asortymentów chleba pszennego (regionalny, wiejski, mieszany, graham, górski), omiu
asortymentów chleba ¿ytniego (s³onecznikowy, malany ze s³onecznikiem, sojowy, razowy, pe³noziarnisty, ¿ytnio-miodowy, liwkowy, firmowy), piêciu asortymentów pieczywa pszennego zwyk³ego oraz czterech asortymentów pieczywa pszennego pó³cukierniczego. Próbki pochodzi³y
z du¿ej piekarni w Lublinie.
3. Trzech typów m¹k pszennych (typ 500, 750, graham 1850), dwu typów m¹k ¿ytnich (typ 720
i 2000), jednego asortymentu chleba pszennego (wiejski), trzech asortymentów chleba ¿ytniego (razowy z soj¹ i s³onecznikiem, zwyk³y, razowy), trzech asortymentów pieczywa pszennego zwyk³ego
(bu³ka zwyk³a, bu³ka zwyk³a z makiem, bu³ka zwyk³a z kminkiem), pieczywa pszennego pó³cukierniczego (bu³ka malana, bu³ka malana z makiem, rogal malany, cha³ka, p¹czek). Próbki pochodzi³y z piekarni z Podkarpacia.
Do badañ pobierano od 2 do 4 sztuk wyrobów jednostkowych, z których sporz¹dzano redni¹
próbkê wg ogólnie przyjêtych zasad. Odwa¿ano 10 równoleg³ych próbek po 20 g i do tygli kwarcowych i mineralizowano próbki na sucho w temperaturze 450°C. Popió³ roztwarzano w kwasie chlorowodorowym Suprapur o stê¿eniu 6 mol/l i przenoszono za pomoc¹ wody dejonizowanej do kolb
miarowych o pojemnoci 50 ml. W przypadku niezupe³nej mineralizacji stosowano dodatkowo utlenienie 10% kwasem azotowym.
Oznaczenia manganu i ¿elaza przeprowadzono z roztworu wodnego metod¹ p³omieniowej atomowej spektrometrii absorpcyjnej (FASA) [6, 10].
Przed przyst¹pieniem do badañ wykonano badania odzysku, dodaj¹c znane zawartoci manganu
i ¿elaza do próbek przed mineralizacj¹. Uzyskany odzysk dla m¹k wynosi³ w przypadku manganu
rednio 97,0 ± 3,2%, a w przypadku ¿elaza rednio 98,0 ± 2,5% przy RDS 2,5 i 3,8%.
Dok³adnoæ i precyzjê metody sprawdzono poprzez wykonanie oznaczeñ zawartoci manganu
i ¿elaza w materiale certyfikowanym Durum Wheat Flour RN 8436 dostêpnym z NIST. Zawartoæ
manganu wg certyfikatu w m¹ce pszennej wynosi³a 16,0 ± 1,0 mg/kg a zawartoæ oznaczona 15,9
± 1,1 mg/kg. Zawartoæ ¿elaza wg certyfikatu wynosi³a 41,5 ± 4,0 mg/kg a zawartoæ oznaczona
41,3 ± 3,5 mg/kg. Wspó³czynnik zmiennoci (RSD) dla tych oznaczeñ waha³ siê od 2,9% do 5,6%.
WYNIKI I DYSKUSJA
W tabelach I-V przedstawiono wyniki zawartoci manganu i ¿elaza w ziarnach pszenicy,
otrêbach, m¹kach i pieczywie. Zawartoci manganu w pszenicy wynosi³y rednio od 24,6
± 1,3 do 27,1 ± 0,7 mg/kg a w otrêbach 84,5 ± 1,0 mg/kg. Podobne proporcje wystêpowa³y
w przypadku ¿elaza. Ziarna pszenicy zawiera³y ¿elazo w iloci od 24,2 ± 2,5 do 36,0 ±
1,6 mg/kg, a otrêby 87,9 ± 22,0 mg/kg. Nieco wy¿sze zawartoci ¿elaza w pszenicy i otrêbach stwierdza³ Sobiech i wsp. [13]. Podobne zawartoci stwierdzano w Finlandii [16] i na
Wêgrzech [1]. Zawartoæ manganu w pszenicy by³a znacznie wy¿sza na terenach miedziononych [14]. Mangan i ¿elazo wystêpowa³y w wiêkszych ilociach w pszenicy niskoglutenowej.
Zawartoæ manganu w m¹kach pszennych zawiera³a siê w granicach od 2,0 mg/kg do
46,9 mg/kg, rednio 11,9 ± 11,3 a w m¹kach ¿ytnich od 10,9 do 63,1, rednio 29,5 ± 19,0
i by³a skorelowana z wymia³em. rednia zawartoæ ¿elaza w m¹kach pszennych wynosi³a
18,8 ± 7,4 a w m¹kach ¿ytnich 28,6 ± 25,9 mg/kg.
Chleby pszenne zawiera³y mangan w iloci od 6,2 do 20,0 mg/kg, rednio 10,9 ± 4,0 mg/kg,
a ¿elaza od 6,2 do 29,1 mg/kg, rednio 15,1 ± 6,0 mg/kg. Iloci zarówno manganu jak
i ¿elaza w chlebach by³y ni¿sze ni¿ w m¹kach, z której te chleby by³y wypiekane. rednia
zawartoæ manganu w chlebach ¿ytnich wynosi³a 16,9 ± 5,9 mg/kg a ¿elaza 19,8 ± 3,2 mg/kg
i by³a wy¿sza ni¿ w m¹kach.
Nr 1
Ta b e l a I .
/S
Zawartoæ manganu i ¿elaza w pszenicy, otrêbach (mg/kg), zakres, rednia ± SD
Manganese and iron content in wheat, bran (mg/kg), range, mean ± SD
1D]ZDSURGXNWX
0LHMVFH
SRFKRG]HQLD
0á\QZ'\VLH
0á\QZ'\VLH
2WU E\
0á\QZ'\VLH
Ta b e l a
/S
II.
0DQJDQ
HOD]R

Zawartoæ manganu i ¿elaza w m¹ce pszennej (mg/kg), zakres, rednia ± SD
Manganese and iron content in wheat flours (mg/kg), range, mean ± SD
1D]ZDSURGXNWX
0 NDSV]HQQD
7\S
NDSV]HQQD
0
7\S
NDSV]HQQD
0
7\S
NDSV]HQQD
0
7\S
NDSV]HQQD
0
7\S
NDSV]HQQD
0
7\S
NDSV]HQQD
0
7\S
NDSV]HQQD
0
7\S
NDSV]HQQD
0
7\S
0 NDSV]HQQD
7\S
0 NDSV]HQQD
*UDKDPW\S
/LF]ED
SUyEHN
3V]HQLFD
Z\VRNRJOXWHQRZD
3V]HQLFD
QLVNRJOXWHQRZD
93
0 NLSV]HQQH
/LF]ED
SUyEHN
0LHMVFH
SRFKRG]HQLD
0á\QZ'\VLH
0á\QZ'\VLH
3LHNDUQLH
1RZD' ED
0á\QZ'\VLH
3LHNDUQLD/XEOLQ
3LHNDUQLD/XEOLQ
0á\QZ'\VLH
3LHNDUQLH1RZD
' ED
3LHNDUQLD/XEOLQ
3LHNDUQLD/XEOLQ
3LHNDUQLH1RZD
' ED
0DQJDQ
HOD]R

A. Kot, S. Zarêba
94
Nr 1
Ta b e l a I I I . Zawartoæ manganu i ¿elaza w m¹ce ¿ytniej (mg/kg), zakres, rednia ± SD
Manganese and iron content in rye flours (mg/kg), range, mean ± SD
/S
1D]ZDSURGXNWX
0LHMVFH
SRFKRG]HQLD
0DQJDQ
HOD]R
0 ND \WQLD
7\S
3LHNDUQLD/XEOLQ

0 ND \WQLD
7\S
3LHNDUQLH
1RZD' ED

0 ND \WQLD
7\S
3LHNDUQLD
/XEOLQ

0 ND \WQLD
7\S
3LHNDUQLH
1RZD' ED

0 NL \WQLH
Ta b e l a I V.
/S
/LF]ED
SUyEHN

Zawartoæ manganu i ¿elaza w chlebach pszennych (mg/kg), zakres, rednia ± SD
Manganese and iron content in wheat breads (mg/kg), range, mean ± SD
1D]ZDSURGXNWX
/LF]ED
SUyEHN
0LHMVFH
SRFKRG]HQLD
0DQJDQ
HOD]R

&KOHEUHJLRQDOQ\
3LHNDUQLD/XEOLQ
&KOHEZLHMVNL
3LHNDUQLD/XEOLQ
&KOHEPLHV]DQ\
3LHNDUQLD/XEOLQ
&KOHE*UDKDP
SV]HQQ\
3LHNDUQLD/XEOLQ
&KOHEJyUVNL
3LHNDUQLD/XEOLQ
&KOHEZLHMVNL
3LHNDUQLH
1RZD' ED
&KOHE\SV]HQQH

Generalnie obserwowano wy¿sze zawartoci manganu i ¿elaza w produktach ¿ytnich.
Znaczny ubytek manganu i ¿elaza w m¹kach w stosunku do ziaren wynika z tego, ¿e pierwiastki te wystêpuj¹ w okrywie nasiennej [8], w przeciwieñstwie np. do kadmu czy chromu
które s¹ w miarê równomiernie roz³o¿one w ziarniaku. W obu przypadkach z punktu ¿ywieniowego zjawisko jest niekorzystne, gdy¿ pierwiastki niezbêdne s¹ usuwane wraz z otrêbami, a pierwiastki toksyczne przechodz¹ do m¹ki. Podobne obserwacje poczyni³ Brüggemann [3] i Varo [16].
Nr 1
Ta b e l a V.
/S
95
Zawartoæ manganu i ¿elaza w chlebach ¿ytnich (mg/kg), zakres, rednia ± SD
Manganese and iron contents in rye breads (mg/kg), range, mean ± SD
1D]ZDSURGXNWX
/LF]ED
SUyEHN
0LHMVFH
SRFKRG]HQLD
0DQJDQ
HOD]R
&KOHE \WQL
VáRQHF]QLNRZ\
3LHNDUQLD/XEOLQ

&KOHE]H
VáRQHF]QLNLHP
PD ODQ\
3LHNDUQLD/XEOLQ

&KOHEVRMRZ\
3LHNDUQLD/XEOLQ

&KOHE \WQLUD]RZ\
3LHNDUQLD/XEOLQ

&KOHE \WQL
SHáQR]LDUQLVW\
3LHNDUQLD/XEOLQ

&KOHE \WQLR
PLRGRZ\
3LHNDUQLD/XEOLQ

&KOHE OLZNRZ\
3LHNDUQLD/XEOLQ

&KOHE \WQL
ILUPRZ\
3LHNDUQLD/XEOLQ

&KOHE \WQLUD]RZ\
VRMDVáRQHF]QLN
3LHNDUQLH
1RZD' ED

&KOHE]Z\Ná\
3LHNDUQLH
1RZD' ED

&KOHE \WQLUD]RZ\
3LHNDUQLH
1RZD' ED

&KOHE\ \WQLH
WNIOSKI
1. Ziarna pszenicy niskoglutenowej zawieraj¹ wiêcej manganu i ¿elaza ni¿ ziarna pszenica wysokoglutenowej.
2. Wy¿sze zawartoci ¿elaza i manganu stwierdza siê w produktach ¿ytnich.
3. Zawartoæ ¿elaza i manganu w m¹kach wzrasta wraz z wyci¹giem.
A. Kot, S. Zarêba
96
Nr 1
A. Kot, S. Zarêba
CEREAL PRODUCTS AS A SOURCE OF IRON AND MANGANESE
Summary
Iron and manganese concentrations in wheat, wheat flours, rye flours, rye breads and wheat breads taken in Lublin province was determined. The study was performed in 1999-2003. Analyses
were performed using flame AAS, after dry ashing of samples in quartz crucible pats at 450°C.
Contents of the iron and manganese in the tested samples of wheat, wheat flours, rye flours, wheat
breads and rye breads were respectively for Mn: 24,6-27,1 mg/kg, 2,0-46,9 mg/kg,10,9-63,1 mg/kg,
6,2-20,0 mg/kg, 7,5-26,7mg/kg and for Fe: 24,2-36,0 mg/kg, 8,9-34,7 mg/kg, 10,2-97,5 mg/kg,
6,2-29,1 mg/kg, 8,7-26,2mg/kg.
PIMIENNICTWO
1. Balint A., Kovacs G., Erdei L., Sutka J.: Comparison of the Cu, Zn, Fe, Ca, and Mg contents of
the grains of wild ancient and cultivated wheat species. Cereal Research Communications, 2001,
29, 375-382.
2. Bary³ko-Pikielna N. Kierebiñski Cz., Tyszkiewicz S.: Ocena poziomu ska¿enia ¿ywnoci jako
skutku ska¿enia rodowiska. Ekspertyza, Warszawa, 1985.
3. Brüggeman J., Kumpulainen J. T.: Spurenelementgehalte in deutschen Grundnahrungsmitteln
aus Brotgetreide, Getreide Mehl und Brot. 1995, 49, 171-177.
4. Friedrich M.: Sk³adniki mineralne w ¿ywieniu ludzi i zwierz¹t, Wydawnictwo AR, Szczecin,
2002.
5. Jorhem L., Sundström B. and Engman J.: Cadmium and other Metals in Swedish Wheat and Rye
Flours: Longitudinal Study 1983-1997. J. of AOAC International 2001, 84,6, 1984-1992.
6. Jorhem L.: Determination of lead, cadmium, zinc, copper and iron in foods by atomic absorption
spectrometry after microwave digestion: NMKL Collaborative Study. J. AOAC International,
2000, 83, 1189-1203.
7. Jorhem L., Sundström B.: Level of Lead, Cadmium, Zinc, Copper, Nickel, Chromium, Manganese and Cobalt in Foods on the Swedish Market 1983-1990. Journal of Food Composition and
Analysis 1993, 6, 223-241.
8. Jurga R.: Przetwórstwo zbó¿. PWN Warszawa 1994.
9. Nogowska M., Jeliñska A. Muszalska J., Stanisz B.: Funkcje biologiczne makro i mikroelementów, witaminy i mikroelementy. Wydawnictwo Kontekst, Poznañ 2000.
10. Official Methods of Analysis of AOAC International 16th Edition Arlington 1995.
11. Roth A. J., Gorrick M. D.: Iron interactions and other biological reacions mediating the physiological and toxic actions of manganese. Biochem. Pharmacolog. 2003, 66, 1-13.
12. Skibniewska K., Fornal £., Sobieszyñski M.: Uwalnianie wybranych sk³adników mineralnych
z chlebów wypieczonych z m¹ki o ró¿nym wyci¹gu. Materia³y V Krajowego Kongresu Ekologicznego Ekomed Degradacja rodowiska przyrodniczego a zdrowie cz³owieka Tarnów,
19-21. IX. 1998, 93-96.
13. Sobiech E., Smoczyñska K., Markiewicz K.: Badanie zawartoci niezbêdnych sk³adników mineralnych i metali szkodliwych w ziarnie, m¹ce i otrêbach pszenicy ró¿nych odmian. Bromat. Chem.
Toksykol., 2003, 36, 23-28.
14. Stempin M., Kwapuliñski J., Brodzak B., Trzcionka J., Ahnert B.: Ocena kontaminacji metalami
na terenach miedziononych. Bromat. Chem. Toksykol. 2002, 35, 275-282.
15. Stryer L.: Biochemia. PWN, Warszawa, 1999.
16. Varo P., Nuurtamo M., Saari E., Koivistoinen P.: Mineral Element Composition of Finnish Foods. IV Fours and Bakery Products. Acta Agric. Scand. 1980, Supl 22, 28-45.
Otrzymano: 2004.10.18