Eliza Blicharska, Ryszard Kocjan, Anna Błaz˙ewicz OZNACZANIE
Transkrypt
Eliza Blicharska, Ryszard Kocjan, Anna Błaz˙ewicz OZNACZANIE
BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 2, str. 145 – 151 Eliza Blicharska, Ryszard Kocjan, Anna Błażewicz OZNACZANIE ZAWARTOŚCI ŻELAZA, MANGANU, CYNKU, MIEDZI, KADMU I OŁOWIU W HERBATKACH ZIOŁOWYCH Katedra Chemii, Zakład Chemii Analitycznej Akademii Medycznej im. prof. Feliksa Skubiszewskiego w Lublinie Kierownik: prof. dr hab. R. Kocjan Oznaczono zawartość żelaza, manganu, cynku, miedzi, kadmu i ołowiu w 2 herbatkach ziołowo-owocowych i w 12 herbatkach ziołowych. Oznaczenia wykonano metoda˛ chromatografii jonowej i metoda˛ atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomizacja˛ płomieniowa˛. Wyniki analiz przeprowadzonych obydwiema metodami nie różniły sie˛ od siebie w istotny sposób. Hasła kluczowe: herbatki ziołowe, metale cie˛żkie, chromatografia jonowa, atomowa spektrometria absorpcyjna. Key words: herbal teas, heavy metals, ion chromatography, atomic absorption spectrometry. Wobec aktualnie poste˛puja˛cego zanieczyszczenia środowiska, również do roślin leczniczych przedostaja˛ sie˛ różne substancje toksyczne, w tym także metale cie˛żkie. Z powodu szczególnego znaczenia i zastosowania ziół niezwykle ważne jest, aby te zanieczyszczenia wyste˛powały w minimalnych ilościach (1). Nadmiar pierwiastków śladowych w roślinach wia˛że sie˛ z ryzykiem wła˛czania ich w nadmiernych ilościach do łańcucha żywieniowego człowieka, co jest szczególnie niebezpieczne w odniesieniu do metali cie˛żkich (2). Dlatego w wielu placówkach naukowych na coraz wie˛ksza˛ skale˛ prowadzi sie˛ badania nad zawartościa˛ takich metali w różnych roślinach leczniczych. Badania te odgrywaja˛ istotna˛ role˛, gdyż zbytnie nagromadzenie metali cie˛żkich w surowcach roślinnych, może być przyczyna˛ osłabienia działania leczniczego tych surowców, a nawet stać sie˛ dodatkowym źródłem przewlekłego narażenia człowieka na wchłanianie metali cie˛żkich do organizmu. W warunkach naturalnych istnieje duże zróżnicowanie zawartości pierwiastków śladowych w zależności od gatunków, a nawet i odmian roślin. Zawartość tych pierwiastków zwia˛zana jest z określona˛ cze˛ścia˛ rośliny oraz z jej stadium rozwoju. Stwierdza sie˛ jednak ogólna˛ prawidłowość, że najmniej pierwiastków śladowych znajduje sie˛ w owocach i ziarnie zbóż, a najwie˛cej w korzeniach i w soczystych liściach warzyw oraz roślin motylkowatych (3). Rośliny lecznicze stosowane sa˛ w różnych formach: jako zioła jednorodne, których działanie ukierunkowane jest na konkretne dolegliwości, w postaci miesza- 146 E. Blicharska i inni Nr 2 nek ziołowych, syropów, herbat i herbatek owocowo-ziołowych, a także w postaci przypraw (4). Celem tej pracy było oznaczenie zawartości żelaza, manganu, cynku, miedzi, kadmu i ołowiu w różnych herbatkach ziołowych. MATERIAŁ I METODY Materiał do badań stanowiły próbki herbatek i mieszanek ziołowych produkowanych przez „Herbapol” – Lublin S.A.: mieszanki ziołowe – Bobofen fix, Bronchial fix i Nervinum fix, herbatki ziołowo-owocowe – Figura 1 z senesem i Figura 2 z kruszyna˛ oraz herbatki ziołowe – brusznica fix, głóg fix, senes fix, koper fix, pokrzywa fix, rdest fix, świetlik fix, skrzyp fix i szałwia fix. Badane, wysuszone herbatki zmielono w młynku wibracyjnym Testchem-S (Pszów – Polska), którego elementy cierne młynka wykonane były z korundu, a naste˛pnie przemiał poddano kolejnemu uśrednieniu. Z tak przygotowanej suchej masy odważano próbki po 1 g, dodawano do nich po 10 cm3 roztworu HNO3 o ste˛ż. 14 mol l–1 i poddano mineralizacji w mineralizatorze mikrofalowym UniClever BM-1z (Plazmotronika – Polska) przy udziale energii mikrofalowej w układzie zamknie˛tym pod zwie˛kszonym ciśnieniem i w trójstopniowej procedurze o rosna˛cej mocy generatora. Roztwory powstałe po mineralizacji po odpe˛dzeniu tlenków azotu odwirowano, odpowiednio rozcieńczono i poddano analizie metoda˛ atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomizacja˛ płomieniowa˛ na aparacie Pye Unicam (Cambridge, UK). Badane roztwory porównawczo analizowano także chromatograficznie na chromatografie jonowym DX-500 IC (Dionex, USA) z detektorem spektrofotometrycznym metoda˛ wzorca zewne˛trznego z derywatyzacja˛ pokolumnowa˛ stosuja˛c 4-(2-pirydylazo)rezorcynol (PAR) jako odczynnik derywatyzuja˛cy. WYNIKI I ICH OMÓWIENIE Jak wykazały wcześniejsze badania – herbatki ziołowe, a szczególnie ziołowo-owocowe zawieraja˛ w swoim składzie czasami dość znaczne ilości metali niezbe˛dnych w organizmie (cynk, mangan, miedź, żelazo (5 – 7)) oraz śladowe ilości metali toksycznych (kadm, ołów (8 – 10)). Zawartości poszczególnych pierwiastków w herbatkach cze˛sto znacznie sie˛ różniły w zależności od rodzaju surowca i jego pochodzenia, a w przypadku herbatek ziołowo-owocowych od ich składu jakościowego i ilościowego (11 – 15). Wyniki naszych oznaczeń zestawiono graficznie na ryc. 1 – 6. Należy podkreślić, że wyniki analiz przeprowadzonych metoda˛ chromatografii jonowej i metoda˛ atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomizacja˛ płomieniowa˛ nie różniły sie˛ od siebie w istotny sposób. Najwie˛ksze ilości żelaza (188,2 μg/g suchej herbatki) oznaczono w sennae fix, manganu (101,1 μg/g) w figurze 2 z kruszyna˛, cynku (65,4 μg/g) w pokrzywie fix, miedzi (16,4 μg/g) w głogu fix, kadmu (0,11 μg/g) w figurze 2 z kruszyna˛, a ołowiu (0,96 μg/g) w bronchial fix. Najmniej żelaza (21,07 μg/g) stwierdzono w brusznicy fix, manganu (17,86 μg/g) w bobofenie fix, cynku (4,3 μg/g) w figurze 1 z senesem, a miedzi (1,77 μg/g), kadmu (0,025 μg/g) i ołowiu (0,23 μg/g) w świetliku fix. Otrzymane wyniki nie przekraczały dopuszczalnych norm, podanych w Rozporza˛dzeniu Ministra Zdrowia z dnia 13. 01. 2003 r. (16) i były porównywalne do wyników uzyskanych wcześniej przez innych badaczy (8, 12 – 14, 17 – 19). Należy podkreślić, że surowce wykorzystywane do produkcji różnego rodzaju herbat w tym ziołowo-owocowych i ziołowych, pochodza˛ce z obszarów narażonych na ich zanieczyszczenie, moga˛ zawierać znacznie wie˛ksze ilości tych pierwiastków (20 – 23). Nr 2 Zawartość Fe, Mn, Zn, Cu, Kd i Pb w herbatkach ziołowych Ryc. 1. Średnia zawartość żelaza (μg/g suchej masy) w badanych herbatkach. Fig. 1. Mean content of iron (μg/g of dry mass) in evaluated teas. Ryc. 2. Średnia zawartość manganu (μg/g suchej masy) w badanych herbatkach. Fig. 2. Mean content of manganese (μg/g of dry mass) in evaluated teas. 147 148 E. Blicharska i inni Ryc. 3. Średnia zawartość cynku (μg/g suchej masy) w badanych herbatkach. Fig. 3. Mean contents of zinc (μg/g of dry mass) in evaluated teas. Ryc. 4. Średnia zawartość miedzi (μg/g suchej masy) w badanych herbatkach. Fig. 4. Mean content of copper (μg/g of dry mass) in evaluated teas. Nr 2 Nr 2 Zawartość Fe, Mn, Zn, Cu, Kd i Pb w herbatkach ziołowych Ryc. 5. Średnia zawartość kadmu (μg/g suchej masy) w badanych herbatkach. Fig. 5. Mean contents of cadmium (μg/g of dry mass) in evaluated teas. Ryc. 6. Średnia zawartość ołowiu (μg/g suchej masy) w badanych herbatkach. Fig. 6. Mean contents of lead (μg/g of dry mass) in evaluated teas. 149 150 E. Blicharska i inni Nr 2 WNIOSKI 1. Zawartości badanych metali w analizowanych herbatkach nie przekraczały odpowiednich norm i dlatego nie stanowia˛ zagrożenia dla zdrowia człowieka. 2. Herbatki te moga˛ być dobrym źródłem mikroelementów, mimo że do naparów wodnych metale nie ekstrahuja˛ sie˛ w całości. 3. Wyniki oznaczeń jonów badanych metali, otrzymane metoda˛ chromatografii jonowej (IC) i atomowej spektrometrii absorpcyjnej (ASA), były porównywalne ze soba˛. E. B l i c h a r s k a, R. K o c j a n, A. B ł a ż e w i c z DETERMINATION OF THE CONTENT OF IRON, MANGANESE, ZINC, COPPER, CADMIUM AND LEAD IN THE HERBAL TEAS Summary The content of iron, manganese, zinc copper, cadmium and lead was determined in the 12 herbal teas and in 2 herbal/fruit teas by flame atomic absorption spectrometry (FAAS) and ion chromatography (IC). It was found that the quantities of examined metals differed and varied in the investigated teas. The amounts were: iron 21,07 - 188.2 mg/kg, manganese 17.86 - 101.1 mg/kg, zinc 4.3 - 65.4 mg/kg, copper 1.77 - 16.4 mg/kg, cadmium 0.025 - 0.11 mg/kg and lead 0.23 - 0.96 mg/kg dry mass. The differences between results from ion chromatography and FAAS were insignificant. PIŚMIENNICTWO 1. Kabata-Pendias A., Piotrowska M.: Zanieczyszczenie gleb i roślin uprawnych pierwiastkami śladowymi. CBR, Warszawa 1984. – 2. Nikonorow M., Urbanek-Karłowska B.: Toksykologia żywności. PZWL, Warszawa 1987. – 3. Marzec Z., Kunachowicz H., Iwanow K., Rutkowska U.: Tabele zawartości pierwiastków śladowych w produktach spożywczych. IŻŻ, Warszawa 1992. – 4. Ożarowski A., Jaroniewski W.: Rośliny lecznicze i ich praktyczne zastosowanie”. IWZZ, Warszawa 1987. – 5. Walker A.: Uzdrawiaja˛ca moc witamin, minerałów i ziół. Reader’s Digest, Warszawa 2000. – 6. Keville K.: Zielona apteka. Grupa Wyd. Bertelsmann Media, Warszawa 2002. – 7. Samochowiec L.: Kompendium ziołolecznictwa. Wyd. Med. Urban & Partner, Wrocław 2002. – 8. Celechovska O., Pizora M., Konickova J.: The content of zinc and cadmium in medicinal plants and their infusions. Ceska Slov. Farm., 2004; 53: 336. – 9. Dembińska-Migas W., Gudyka E., Cisowski W.: Zawartość kadmu, ołowiu i rte˛ci w niektórych roślinach leczniczych. Herba Pol., 1994; 40: 106. – 10. Błoniarz J., Zare˛ba S., Rahnama M.: „Zawartość kadmu i ołowiu w ziołach, preparatach ziołowych oraz w naparach wykonanych z tych ziół stosowanych u dzieci i dorosłych”. Przegl. Lek., 2001; 58(7): 39. 11. Zare˛ba S., Medyńska E.: Zawartość Cu, Mn, Zn, Fe, Mg, Ca w ziołach i mieszankach ziołowych. Farmacja w XXI wieku. XVIII Naukowy Zjazd PTFarm.. Poznań 2001. – 12. Błoniarz J., Zare˛ba S., Rahnama M.: Examination of zinc content in selected herbs and herbal-fruit teas. Annal. UMCS, 2004; 17: 15. – 13. Buliński R., Błoniarz J.: Badania zawartości niektórych pierwiastków śladowych w herbatach. Cz. I. Zawartość cynku, manganu, miedzi i żelaza w herbatach i naparach herbacianych. Bromat. Chem. Toksykol., 1996; 29: 157. – 14. Gajewska R., Nabrzyski M., Ganowiak Z., Cybulski M., Kułakowska D.: Zawartość wybranych składników mineralnych w herbatach zielonych i czarnych. Roczn. PZH, 2000; 51: 251. – 15. Pizarro F., Olivares M., Hertrampf E., Walter T.: Factors which modify the nutritional state of iron: tannin content of herbal teas. Arch. Latinoam. Nutr., 1994; 44: 277. – 16. Rozporza˛dzenie Ministra Zdrowia z dnia 13. 01. 2003 r. – 17. Florczak J., Lasota W.: Zawartość Cu, Mn, Zn, Fe w ziołach i mieszankach ziołowych. Zeszyty Prob. Post. Nauk Roln., 1996; 434: 705. – 18. Łozak A., Sołtyk K., Ostapczuk P., Fijałek Z.: Determination of selected trace elements in herbs and Nr 2 Zawartość Fe, Mn, Zn, Cu, Kd i Pb w herbatkach ziołowych 151 their infusions. Scien. Total Environ., 2002, 289, 33. – 19. Kwapuliński J., Mirosławski J., Rachel R., Wiechuła D., Kraśnicka A., Iwanek K.: Zawartość metali cie˛żkich w wybranych mieszankach ziołowych. Pol. Tyg. Lek., 1994; 49: 448. – 20. Wojciechowska-Mazurek M., Zawadzka T., Karłowski K., Starska K., Ćwiek-Ludwicka K., Brulińska-Ostrowska E.: Zawartość ołowiu, kadmu, rte˛ci, cynku i miedzi w owocach z różnych regionów Polski. Roczn. PZH, 1995; 46: 223. 21. Borkowski B.: Zanieczyszczenia surowców roślinnych metalami cie˛żkimi. Farm. Pol., 1994; 50: 697. – 22. Kuźniewski K., Hojden B., Radwan-Pytlewska K., Szulkowska-Wojaczek K.: Wpływ zanieczyszczeń komunikacyjnych na rośliny lecznicze. Herba Pol., 1993; 3: 131. – 23. Kolmünzer S., Kuzek J., Brunarska Z., Grzybek J., Sagan E.: Oznaczanie ołowiu w materiale roślinnym zebranym przy szosach w Bieszczadach. Bromat. Chem. Toksykol., 1980; 13: 311. Adres: 20-081 Lublin, ul. Staszica 6.