اندازه گیری فلزات سنگین در انواع کنسرو های سبزیجات با دستگاه ICP-OES

مواجهه انسان با غذای آلوده یک نگرانی کلی در سراسر جهان است که ضرورت ارزیابی ایمنی غذا را ایجاب می کند. فلزات سنگین که در مقالات تحت عنوان متالوئید نیز از آن ها نام برده می شود یکی از مهم ترین نگرانی ها در بحث امنیت و ایمنی غذا در اروپا و کل جهان می باشند.

آلودگی آب، خاک و هوا با فلزات سنگین دلیل اصلی تجمع زیستی این فلزات در اکوسیستم، بویژه گیاهان و حیوانات است. آلودگی خاک به این فلزات ناشی از فعالیت های صنعتی و هم چنین زمین های آلوده به آفت کشها، کودها، فاضلاب، ذوب فلز، منابع طبیعی فلزات، کمپوست و کود آلی می باشد. انباشت این فلزات در خاک و محصولات زراعی جدی ترین نگرانی زیست محیطی حال حاضر است، نه تنها به این علت که بسیاری از این فلزات برای خود محصولات سمی هستند بلکه همچنین این مواد ضررهای بالقوه ای برای حیوانات و انسان نیز دارند. این عناصر قابلیت تجزیه ندارند و به عنوان آلاینده های عمده محیطی باعث ایجاد اثرات موتاژنیکی، سرطان زایی و سیتوتوکسیکی (سلول‌های T کشنده) در حیوانات می گردند. تجمع فلزات سنگین در گیاهان هم در ریشه و هم بافت های زمینی رخ می دهد.

مطالعه حاضر بر روی میزان فلزات سنگین در انواع کنسرو سبزیجات تمرکز میکند زیرا برخی از آنها جزو محصول استراتژیک صادراتی و نیزدر کشور ما و بسیاری از کشورها این محصولات به دلیل مصرف سالمندان و کودکان از اهمیت بسیار زیادی بر خوردار است. کنسرو سبزیجات به طور معمول توسط همه گروه های سنی در سراسر جهان مصرف میشوند علاوه بر این انها میتوتنند به عنوان منابع مهم مواد مغذی، مواد معدنی و ویتامین ها در نظر گرفته شوند.

لذا با آگاهی ازین مسأله و اهمیت برسی میزان عناصر کمیاب (ضروری و سمی) در انواع کنسرو سبزیجات و کمبود مطالعات کار شده در این زمینه در ایران برآن شدیم تا در این مطالعه این محصولات مهم را از نظر میزان آلاینده های یاد شده مورد برسی قرار دهیم، بنابراین هدف از این مطالعه تعیین میزان عناصر کمیاب (شامل آلومینیوم (Al)، آرسنیک (As)، کادمیوم (Cd)، نیکل (Ni)، جیوه (Hg) و سرب (Pb) به عنوان عناصر سمی و کبالت (Co)، آهن (Fe)، منگنز (Mn)، روی (Zn)، کروم (Cr) و سلنیوم (Se) به عنوان عناصر ضروری) در 8 نوع کنسرو سبزیجات از دو برند پر مصرف به منظور بررسی سطح آلودگی به این ترکیبات می باشد.

Human exposure to contaminated food is a global concern, emphasizing the need comprehensive food safety assessment. .Heavy metals, also referred to as metalloids, represent a major concern in food safety worldwide.contamination of water , soil and air from industrial activities, fertilizers,, pesticides, wastewater,and natural metal sources leads to accumulation of  these elements in plants and animals. these non-degradable elements can cause mutagenic , carcinogenic and cytotoxic effects.heavy metal concentrations in various canned vegetables, which are highly consumed by children and the elderly and hold strategic export importance. the aim of this study is to determine the levels of toxic elements(Aluminum, Arsenic, Cadmium, Nickel, Mercury and lead) and essential elements ( Cobalt, Iron, Manganese,Zinc, Chromium and Selenium) in eight types of canned vegetables from two widely consumed brands. Findings from this research can provide valuable information on contamination levels and potential health risks for consumers, contributing to food safety management and policy -making regarding these product.  

مواجهه انسان با غذای آلوده یک نگرانی کلی در سراسر جهان است که ضرورت ارزیابی ایمنی غذا را ایجاب می کند. فلزات سنگین که در مقالات تحت عنوان متالوئید نیز از آن ها نام برده می شود یکی از مهم ترین نگرانی ها در بحث امنیت و ایمنی غذا در اروپا و کل جهان می باشند (1).

آلودگی آب، خاک و هوا با فلزات سنگین دلیل اصلی تجمع زیستی این فلزات در اکوسیستم، بویژه گیاهان و حیوانات است. آلودگی خاک به این فلزات ناشی از فعالیت های صنعتی و هم چنین زمین های آلوده به آفت کشها، کودها، فاضلاب، ذوب فلز، منابع طبیعی فلزات، کمپوست و کود آلی می باشد (2). انباشت این فلزات در خاک و محصولات زراعی جدی ترین نگرانی زیست محیطی حال حاضر است، نه تنها به این علت که بسیاری از این فلزات برای خود محصولات سمی هستند بلکه همچنین این مواد ضررهای بالقوه ای برای حیوانات و انسان نیز دارند. این فلزات قابلیت تجزیه ندارند و به عنوان آلاینده های عمده محیطی باعث ایجاد اثرات موتاژنیکی، سرطان زایی و سیتوتوکسیکی در حیوانات می گردند. تجمع فلزات سنگین در گیاهان هم در ریشه و هم بافت های زمینی رخ می دهد (3). جذب فلزات سنگین از خاک آلوده از طریق ریشه گیاهان و رسوب مستقیم آلاینده ها از ذرات جو و خاک بر روی سطوح گیاهی، دو عامل مهم برای انباشت فلزات سنگین در بخش خوراکی محصولات غذایی هستند (4).جذب فلزات در گیاه عمدتآ به موجودیت و تحرک فلزات سنگین بستگی دارد که به طور کلی بوسیله خواص جذب و دفع خاک کنترل می شود. فاکتورهای کلیدی موثر شامل pH، مواد آلی خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی، وضعیت اکسید و احیاء و میزان مواد رسی خاک می باشند(5). در میان این خواص خاک، pH مهمترین نقش را در تعیین تنوع فلزات دارد، زیرا اثرات بسیار شدیدی بروی میزان حلالیت و تنوع فلزات در خاک دارد (6). بنابراین کنترل موجودیت زیستی فلزات سنگین توجه زیادی را به خود جلب کرده است. به طور کلی فلزاتی که روزانه توسط موجودات زنده مصرف می شوند به دو گروه تقسیم می شوند:فلزات ضروری و غیر ضروری، فلزات ضروری در مقدار کم باید نقش مهمی را در بسیاری از مسیرهای عملکردی و متابولیسمی ایفا کنند و به طور کلی شامل سلنیوم، آهن؛ منگنز، کبالت، کروم و روی هستند، در حالی که فلزات غیر ضروری یا سمس از جمله نیکل، سرب، آرسنیک، کادمیوم، جیوه و آلومینیوم ممکن است در چندین مسیر سیگنالی شرکت کنند اما هیچ نقش سودمندی در متابولیسم ندارند (3).

نتایج آلودگی خاک، اتمسفر و آب های سطحی و زیرزمینی نشان می دهد غذاها و نوشیدنی های ما الوده به فلزات سنگین هستند. سمیت این عناصر شناسایی شده و یک خطر سلامتی در سرتاسر جهان محسوب می شود که در این رابطه بچه ها نسبت به آنها اسیب پذیرتر از بزرگسالان هستند. اکثر این عناصر توکسیک و سرطان زا می باشد، به این دلایل در مواد غذایی و نوشیدنی ها باید اندازه گیری شوند (7).

آرسنیک: این فلز مشکلات عدیده و عوارض زیادی برای موجودات و در نهایت در رأس هرم چرخه مواد غذایی برای انسان در پی دارد که می توان به اثرات تنفسی، اثرات قلبی- عروقی، اثرات روده ای- معده ای و اثرات خونی اشاره نمود. مسمومیت مزمن، ضعف عمومی در عضلات، کاهش اشتها، تهوع، استفراغ و اسهال، التهاب غشاهای مخاطی چشم و بینی و حنجره، ضایعات پوستی، کم خونی و کاهش گلبول های سفید، تظاهرات عصبی و تومورهای بدخیم در اندام های مهم و حیاتی بدن از مهم ترین بیماری های ناشی از آرسنیک در انسان می باشد (8)

سرب: سرب در حد گسـترده ای در محـیط زیست وجود دارد و آسیب هـای زیـادی روی سیسـتم عصـبی، کلیه، شش، مغـز اسـتخوان و خـون ایجـاد مـی کنـد. اخـتلال بیوسنتز هموگلوبین و کم خونی، افزایش فشار خون، آسیب بـه کلیه ها، سقط جنین و نوزاد نارس، اختلال در سیستم عصـبی، آسیب به مغـز، نابـاروری مـردان، کـاهش قـدرت یـادگیری از عوارض منفی افـزایش غلظـت سـرب در بـدن اسـت. بنـابراین سرب به عنوان یک آلاینده زیست محیطی بـه شـمار مـی آیـد (9).

کادمیوم: کادمیوم یکی از خطرناک ترین عناصر کمیاب است، زیرا میزان ورود آن از طریق رژیم غذایی بسیار زیاد است و تجمع آن در ارگان های بدن به مدت طولانی می تواند منجر به نقص عملکرد کلیه گردد (6). کادمیوم اغلب در خاک یافت می شود و از طریق غذا مصرف می شود. بنابراین لازم است میزان جذب، توزیع و انباشت زیستی آن تعیین شود تا از آلودگی زنجیره غذایی جلوگیری گردد یا میزان آن کاهش داده شود (10).

آلومینیوم: آلومینیوم یک فلز سفید نقره ای با وزن سبک است و فراوان ترین عنصر فلزی پوسته زمین است. فلز آلومینیوم دارای انواع مختلفی از کاربردهای مختلف از جمله وسایل آشپزی، بسته بندی مواد غذایی مانند قوطی های نوشیدنی و فویل و همچنین سایر مصارف صنعتی است. ترکیبات آلومینیومی مانند سولفات، فسفات، هیدروکسید و سیلیکات، دارای طیف گسترده ای از کاربردهای از جمله فرآوری مواد غذایی (به عنوان مثال مواد افزودنی مواد غذایی)، تصفیه آب (به عنوان مثال انعقاد دهنده)، محصولات مصرفی (به عنوان مثال ضد انعطاف پذیر) و محصولات دارویی (به عنوان مثال آنتی اسیدها) هستند. آلومینیوم به دلیل استفاده از مواد افزودنی غذایی حاوی آلومینیوم، که به عنوان منبع اصلی رژیم غذایی در نظر گرفته شده است، می تواند در مواد غذایی موجود باشد. آلومینیوم همچنین به طور طبیعی و در آب آشامیدنی به دلیل استفاده از آن در تصفیه آب، به طور معمول در سطح پایین یا به دلیل استفاده از وسایل آشپزی آلومینیومی و فویل وجود دارد که در آن میزان این افزایش به طور کلی از اهمیت عملی برخوردار نیست. ترکیبات آلومینیوم این پتانسیل را دارند که بر رشد حیوانات آزمایشی تأثیر بگذارند. پتانسیل سمیت عصبی برای آلومینیوم به دلیل ارتباط گمانه زنی با بیماری آلزایمر توجه ویژه ای را به خود جلب کرده است. مطابق نظر علمی منتشر شده توسط سازمان ایمنی مواد غذایی اروپا EFSA) در ژوئیه 2008، در نظر گرفته شد که براساس داده های علمی موجود، قرار گرفتن بر معرض آلومینیوم از طریق مواد غذایی می تواند خطری برای ابتلا به بیماری آلزایمر باشد (9).

نیکل: در دهه های اخیر، نیکل تبدیل به یک نگرانی جدی شده است، زیرا غلظت آن به 26.000 ppm در خاک های آلوده رسیده است که این مقدار 20 تا 30 برابر بیشتر از موارد موجود در مناطق غیر آلوده است. اثرات سمی غلظت های بالای نیکل در سطوح مختلف مشاهده می شود که شامل کاهش رشد گیاه، مهار فعالیت های آنزیمی و همچنین متابولیسم نیتروژن، دخالت در جذب دیگر یون های فلزات ضروری وکاهش بازدهی و کیفیت میوه می باشد (7).

جیوه: جیوه یک فلز طبیعی است که در بسیاری از محصولات روزمره وجود دارد، البته در مقادیر بسیار ناچیز. در حالی که این قرار گرفتن در معرض محدود معمولاً ایمن در نظر گرفته می شود، تجمع جیوه بسیار خطرناک است. جیوه یک مایع در دمای اتاق است و به راحتی در هوای اطراف خود بخار می شود. اغلب محصول فرعی فرآیندهای صنعتی مانند سوزاندن زغال سنگ برای تولید برق است. جیوه تبخیر شده می تواند راه خود را به باران، خاک و آب باز کند، جایی که خطری برای گیاهان، حیوانات و انسان ها به همراه دارد. خوردن یا تماس زیاد با جیوه می تواند علائم مسمومیت با جیوه را ایجاد کند. جیوه ممکن است بر سیستم عصبی تأثیر بگذارد و منجر به علائم عصبی شود (9).

منگنز: جزء غیر پروتئینی تعداد زیادی از آنزیم ها هست. کنترل عملکرد مناسب آنزیم‌ها، جذب مواد مغذی، درمان زخم‌ها و جراحات بدن و رشد استخوانی از جمله وظایف این ماده‌ی معدنی محسوب می‌شوند. برای همین می‌بینید که منگنز جزو عناصر ضروری برای عملکرد بدن است. خوشبختانه کمبود این ماده معمولاً به ندرت بروز می‌کند. اما در بین افرادی که از مشکلات استخوانی، درد مفاصل و مشکلات باروری رنج می‌برند مشاهده می‌شود. میزان نیاز بدن به منگنز حدود دو میلی گرم در روز می‌باشد (7)

آهن: آهن یک عنصر مهم برای سلامت بدن است و کمبود آن می توان مشکلات زیادی برای سلامتی فرد ایجاد کنید. از این رو شناخت منابع غذایی آهن و مصرف آنها اهمیت ویژه ای دارد. آهن یک ماده مغذی است که فراهم زیستی خونی آن کم است یعنی روده کوچک به راحتی نمی تواند مقادیر زیادی آهن را جذب کند و این در دسترس قرارگرفتن آهن را برای استفاده در بدن کاهش داده و احتمال کمبود آهن افزایش می یابد. میزان جذب موثر به عوامل متعددی از جمله منبع آهن، سایر اجزای رژیم غذایی، سلامت دستگاه گوارش، استفاده از داروها یا مکمل ها و وجود تقویت کننده های آهن مثل ویتامین c بستگی دارد. کلسیم می تواند جذب آهن هم و غیرهم را آهسته کند (9).

روی: روی یک ماده‌ی معدنی مهم برای بدن است، و کمبود آن می‌تواند منجر به ریزش مو و اسهال شود. به گفته‌ی موسسه‌ی ملی سلامت مردان بزرگسال باید روزانه ۱۱ میلی‌گرم روی دریافت کنند، و زنان بزرگسال به ۸ میلی‌گرم از این ماده نیاز دارند (9).

کبالت: کبالت یک جزء اساسی از ساختار ویتامین B-12 است همچنین کوبالامین نیز نامیده می شود در ترکیب با ویتامین B-12، کبالت در جیره غذایی در مقادیر کم برای اطمینان از عملکرد مناسب تمام سلول ها در بدن مورد نیاز است (9).

کروم: کروم یک ماده معدنی کمیاب است که در نحوه تجزیه پروتئین، کربوهیدرات و چربی بدن انسان نقش دارد. این یک ماده معدنی یک عنصر ضروری است ولی اگر کمبود آن را داشته باشید با مشکلات سلامتی مواجه نخواهید شد (9).

سلنیوم: سلنیوم یک عنصر کمیاب یا ماده‌ای مغذی‌ست که انسان برای سالم‌ماندن به آن نیاز دارد. خواص سلنیوم برای بدن زیاد و وجود آن برای بسیاری از فرآیندهای بدن لازم است، از جمله: تولید مثل، عملکرد غده تیروئید، تولید DNA، محافظت از بدن در برابر رادیکال‌های آزاد و محافظت از بدن در برابر عفونت (9).

کنسروها، محصولی کاربردی برای نگهداری طولانی‌مدت مواد غذایی، نقش مهمی در زندگی روزمره دارند. این محصولات در آشپزخانه‌ها، سفرها و موقعیت‌های مختلف استفاده می‌شوند. تهیه کنسرو، فرآیندی است که با ترکیب علم و دقت انجام می‌شود. این فرآیند با انتخاب مواد اولیه باکیفیت آغاز می‌شود؛ سبزیجات تازه، میوه‌ها، گوشت یا حبوبات، پس از شستشو و آماده‌سازی، در قوطی‌های فلزی یا شیشه‌ای جای می‌گیرند. سپس، این قوطی‌ها با مایعاتی مانند آب، آب‌نمک یا شربت پر می‌شوند تا طعم و ماندگاری غذا حفظ شود. مرحله کلیدی بعدی، حرارت‌دهی است. قوطی‌ها در دمای بالا استریل می‌شوند تا میکروب‌ها و آنزیم‌هایی که ممکن است غذا را فاسد کنند، از بین بروند. در پایان، قوطی‌ها خنک شده و آماده عرضه می‌شوند. این فرآیند، تضمین‌کننده ایمنی و کیفیت کنسروهایی است که به دست ما می‌رسند(8،9).

مطالعه حاضر بر روی میزان عناصر کمیاب (ضروری و سمی) در انواع کنسرو سبزیجات تمرکز میکند زیرا برخی از آنها جزو محصول استراتژیک صادراتی و نیزدر کشور ما و بسیاری از کشورها این محصولات به دلیل مصرف سالمندان و کودکان از اهمیت بسیار زیادی بر خوردار است. کنسرو سبزیجات به طور معمول توسط همه گروه های سنی در سراسر جهان مصرف می شوند علاوه بر این آنها می توانند به عنوان منابع مهم مواد مغذی، مواد معدنی و ویتامین ها در نظر گرفته شوند (8).

در کشور ایران روزانه مقادیر زیادی انواع کنسرو سبزیجات عرضه و مصرف می گردد. از این رو، ایمنی این فرآورده ها از نظر آلاینده های شیمیایی که سلامت مصرف کنندگان را به خطر می اندازند، بسیار دارای اهمیت است.

لذا با آگاهی ازین مسأله و اهمیت برسی میزان عناصر کمیاب (ضروری و سمی) در انواع کنسرو سبزیجات و کمبود مطالعات کار شده در این زمینه در ایران برآن شدیم تا در این مطالعه این محصولات مهم را از نظر میزان آلاینده های یاد شده مورد برسی قرار دهیم، بنابراین هدف از این مطالعه تعیین میزان عناصر کمیاب (شامل آلومینیوم (Al)، آرسنیک (As)، کادمیوم (Cd)، نیکل (Ni)، جیوه (Hg) و سرب (Pb) به عنوان عناصر سمی و کبالت (Co)، آهن (Fe)، منگنز (Mn)، روی (Zn)، کروم (Cr) و سلنیوم (Se) به عنوان عناصر ضروری) در 8 نوع از کنسرو سبزیجات در 2 برند پر مصرف به منظور بررسی سطح آلودگی به این ترکیبات می باشد.

1. مرور متون مرتبط:

در سال 1989  SATTAR  و همکاران در پاکستان میوه ها و خشکبار را از نظر میزان فلزات بررسی نمودند و گزارش کردند که میوه های خشک حاوی مقادیر نسبتاً کمتری فلزات سنگین نسبت به مغز های گیاهی بودند. بادام حاوی سطوح بالاتری از سرب (02/1 میکروگرم بر گرم) و کادمیوم (24/0 میکروگرم بر گرم) نسبت به سایر آجیل ها و میوه های خشک بود ((10).

در سال 2014، Hoffen و همکاران میزان Cd و Pb را در تعدادی خشکبار بررسی نمودند و گزارش کردند میزان کادمیوم بین 0 تا 7/5 میکروگرم بر کیلوگرم و میزان سرب بین 0 تا 2/15 میکروگرم بر کیلوگرم بوده است(11)

در سال 2012 Soylak و همکاران میزان عناصر کمیاب را در میوه های خشک (زردآلو (Prunus armeniaca)، سنجد (Elaeagnus angustifolia)، انگور (Vitis vinifera L)، سیب (Malus domestica)، انجیر (Ficus carica) آلو (Prunus domestica)، آلو (Prunus domestica)، توت سفید (Morus alba)، گوجه فرنگی (Lycopersicon esculentum) و لوبیا خشک (Phaseolus vulgaris)) مورد بررسی قرار دادند و بین کردند که میزان غلظت مس، آهن، منگنز و روی به ترتیب 1.6-15.5، 10.3-144، 23.0-211 و 23.3-91.6 میکروگرم بر گرم بود. غلظت کبالت، سرب، کادمیوم، کروم و نیکل در تمام نمونه‌های میوه آلی آنالیز شده کمتر از محدودیت‌های کمی FAAS بود (12).

در سال 2011 Beyhan و همکاران میزان عناصر کمیاب را برخی از میوه ها و برگ های خشک موجود در کشور ترکیه مورد ارزیابی قرار دادند و بیان کردند مقادیر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، آهن، منگنز، روی و مس در میوه‌های خشک به ترتیب 0.72-1.47، 0.091-0.104، 0.53-0.94، 0.33-0.75، 0.070-0.103، 38-200، 2.10-6.30، 2.90-7.30 و 1.7-6 ppm بود (13).

در سال 2011 Bennett و همکاران میزان Al-mg, B-mg, Ca-mg, Cl-mg, Cu-μg, Fe-mg, K-mg, Mg-mg, Mn-μg, Mo-μg -μg, N-g, Na-mg, P-mg

S-mg, Se-μg, Si-mg و Zn-μg. را در انواع کشمش، آلو و زرد آلو مورد ارزیابی قرار دادند و اظهار کردند که میانگین این عناصر به ترتیب 2.19، 2.71، 52.91، 22.50، 409.25، 3.14، 847.10، 33.10، 1115.25، 3.12، 0.44، 8.84، 79.55، 40.49، 40.13، 40.14 میکروگرم بر گرم بوده است (14).

در سال 2008 Duran و همکاران میزان مس، نیکل، سرب، آهن، منگنز، کبالت، کروم و کادمیوم را در میوه های خشک مورد آنالیز قرار دادند و بین کردند میزان این عناصر به ترتیب 1.68-4.52، 0.6-9.4، 5.5-12.4، 6.76-64.1، 4.74-25.5، 0.2-1.78، 0.8-6.17 و 0.1-0.81 میکروگرم بر گرم بوده است (15).

این پژوهش بر اساس فلسفه اثبات گرایی ودر چارچوب پارادایم کمی انجام می شود. در این رویکرد، واقعیت های علمی به صورت عینی و مستقل از پژوهشگر در نظر گرفته شده و از طریق مشاهده، اندازه گیری و تحلیل داده های تجربی قابل بررسی هستند. در این مطالعه ، میزان فلزات سنگین در انواع کنسروههای سبزیجات با استفاده از دستگاه ICP اندازه گیری شده و داده های کمی حاصل با روش های اماری مورد تحلیل قرار می گیرند تا میزان آلودگی این محصولات و انطباق آن ها با استانداردهای ایمنی غذایی ارزیابی شود.

• آیا میزان عناصر کمیاب در انواع کنسرو سبزیجات عرضه شده با هم تفاوت دارند؟

• آیا میزان عناصر کمیاب در انواع کنسرو سبزیجات عرضه شده در برند های مختلف با هم فرق دارند؟

• آیا میزان عناصر کمیاب در انواع کنسرو سبزیجات عرضه شده نسبت به استاندارد های بین المللی دارای تفاوت است؟

ICP-OES اندازه گیری فلزات سنگین در انواع کنسرو های سبزیجات با دستگاه

• تعیین میزان عناصر سمی در انواع کنسرو سبزیجات عرضه شده در دو برند پر مصرف
• تعیین میزان عناصر ضروری در انواع کنسرو سبزیجات عرضه شده در دو برند پر مصرف
• بررسی و مطابقت عناصر کمیاب (سمی و ضروری) در انواع کنسرو سبزیجات عرضه شده نسبت به استاندارد های بین المللی

دانشگاه های علوم پزشکی، مراکز تحقیقاتی، سازمان ملی استاندارد

برآوردی از وضعیت آلودگی به فلزات سنگین و مقایسه این نتایج با استاندارد های بین المللی و ارائه نتایج یافت شده به سازمان غذا و دارو و نیز وزارت بهداشت و وزارت جهاد کشاورزی به منظور کنترل های بیشتر و موثر تر بر گیاهان و محصولات غذایی

heavy metal( فلزات سنگین) تعریف مفهومی: فلزاتی با چگالی بالا که حتی در غلظت های پایین می توانند اثرات سمی بر سلامت انسان داشته باشند ( مانند pb, cd, Hg, As).

تعریف عملیاتی : غلظت فلزات منتخب ( مثلا Zn, Fe, Cd  و …) که با استفاده از دستگاه ICP در نمونه ها ی کنسرو اندازه گیری می شود. ( mg/kg).

ICPتعریف عملیاتی: اندازه گیری غلظت فلزات سنگین با استفاده از دستگاه  ICP  پس از هضم اسیدی  نمونه ها.

ارزیابی ریسک  (Risk Assesment): تعریف مفهومی: فرایند براورد احتمال بروز اثرات نامطلوب سلامت در اثر مواجهه با آلاینده ها

بنیادی- کاربردی

جامعه اماری این پژوهش شامل انواع کنسروهای سبزیجات موجود در بازار می باشد. نمونه ها از برندهای مختلف و پر مصرف بصورت تصادفی از فروشگاههای سطح شهر جمع آوری می شوند.

معیارهای ورود به مطالعه :

• نمونه های کنسرو سبزیجات دارای مجوزهای بهداشتی و استاندارد از سازمان های مربوطه
• محصولات عرضه شده در بازار مصرف و قابل دسترس برای عموم
• سالم بودن بسته بندی قوطی ها ( عدم وجود تورم، زنگ زدگی، نشتی یا آسیب فیزیکی)
• داشتن تاریخ تولید و انقضای مشخص
• قرار داشتن در بازه زمانی مجاز مصرف ( عدم انقضا)
• انتخاب از برندهای مختلف جهت افزایش قابلیت تعمیم نتایج

معیارهای خروج از مطالعه

• نمونه های دارای بسته بندی آسیب دیده، متورم یا نشتی دار
• محصولات فاقد برچسب مشخصات ( تاریخ تولید، انقضا با نام برند)
• نمونه های تاریخ گذشته
• نمونه های که در حین آماده سازی باا هضم اسیدی دچار آلودگی یا خطا شوند.
• داده های پرت (outliers) غیر قابل توجیه در نتایج آزمایشگاهی
• تکرارهایی که اختلاف غیر قابل قبول با سایر داده ها داشته باشند.

در این مطالعه 8 نوع کنسرو سبزیجات پر مصرف شامل کنسرو ذرت، کنسرو نخودفرنگی، کنسرو لوبیا، کنسرو عدس، کنسرو مخلوط سبزیجات، کنسرو لوبیا و قارچ، کنسرو مایع ماکارونی و نیز کنسرو نخود از دو برند پر مصرف انتخاب خواهد شد. آنالیزهای ما به صورت دو بار تکرار برای صحت سنجی خواهد بود. بنابراین مجموع نمونه های ما 32 عدد می شود. و نیز 10 نمونه هم به عنوان نمونه های استاندارد و کنترل کیفیت (دو بار تکرار) آماده سازی و به دستگاه ICP-OES به منظور تعیین میزان عناصر کمیاب ( شامل آلومینیوم(Al)، آرسنیک(As)، کادمیوم(Cd)، نیکل(Ni)، جیوه(Hg) و سرب(Pb) به عنوان عناصر سمی و کبالت(Co)، آهن(Fe)، منگنز(Mn)، روی(Zn)، کروم(Cr) و سلنیوم(Se) به عنوان عناصر ضروری) تزریق خواهد شد. بنابراین مجموع تمامی نمونه ها 42 عدد خواهد بود.

نمونه برداری بصورت کاملا تصادفی انجام می شود.

با عنایت به فرمول برآورد تعداد نمونه لازم برای تعیین میانگین یک صفت در یک جامعه و با در نظر گرفتن آلفا معادل 0.01 و نیز در نظر گرفتن انحراف معیار معادل 0.36 در مجموع تعداد نمونه ها 42 عدد خواهد بود. که پس از آماده سازی به دستگاه ICP-OES به جهت انالیز 12 عنصر کمیاب تزریق خواهد شد.

اگر بخواهیم با اطمینان 95%، انحراف استاندارد 0.36 و حاشیه‌ی خطای 1%-/+ حجم نمونه را تعیین کنیم، داریم:

Z= 99% – Z Score = 2.326

S=0.36

D=0.05

نتایج حاصل از انالیز دستگاهی

این مطالعه به صورت تجربی و توصیفی - تحلیلی طراحی شده است. نمونه های تحقیق شامل هشت نوع کنسرو سبزیجات از دو برند پر مصرف در بازر ایران می باشد. برای هر نوع کنسرو، حداقل سه بسته از تولیدات مختلف جمع آوری خواهد شد تا نماینده مناسبی از محصولات موجود در بازار باشد .

ابتدا نمونه ها بر اساس وزن خشک و مقدار محتویات استاندارد شده و برای تجزیه فلزات اماده می شوند.فرایند اماده سازی شامل خردکردن، یکنواخت سازی و انجام هضم اسیدی با استفاده از اسید نیتریک غلیظ و هیدروژن پراکسید طبق پروتکل استاندارد می باشد.

پس از آماده سازی غلظت فلزات سنگین سمی( آلومینیوم، آرسنیک، کادمیوم، نیکل، جیوه و سرب) و عناصر ضروری ( کبالت آهن ، منگنز، روی ، کروم و سلنیوم) در نمونه ها با استفاده از دستگاهICP-OES(Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy) اندازه گیری خواهد شد.

داده های به دست آمده از نظر میانگین، حداقل، حداکثر و انحراف معیار توصیف و یا استانداردهای ملی و بین المللیمقایسه خواهند شد. در نهایت، میزان در معرض قرار گرفتن مصرف کنندگان در معرض فلزات (Exposure assessment) و احتمال خطر (Hazard index)، برای گروههای سنی مختلف ( کودکان و بزرگسالان  بر اساس مصرف روزانهمحصولات محاسبه خواهد شد.

آزمایش ها به صورت طرح کاملا تصادفی (CRD) با سه تکرار انجام می شوند. میانگین داده های مربوط به فلز با استفاده از  تحلیل واریانس (ANOVA) بررسی می شود. مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن در سطح اطمینان 95% انجام می شود. انالیزهای آماری با استفاده از نرم افزار spss(19) انجام خواهد شد.

کدهای دفترچه آزمودنی انسانی

28-29-30-31 رعایت می گردد.

محدودیتی برای طرح پیش بینی نمی شود.

ICP،  فلزات سنگین، ارزیابی ریسک ( Risk Assessment)، کنسرو سبزیجات

.           Tóth G, Hermann T, Da Silva M, Montanarella L. Heavy metals in agricultural soils of the European Union with implications for food safety. Environment international. 2016;88:299-309.

2.         Fakhri Y, Bjørklund G, Bandpei AM, Chirumbolo S, Keramati H, Pouya RH, et al. Concentrations of arsenic and lead in rice (Oryza sativa L.) in Iran: A systematic review and carcinogenic risk assessment. Food and Chemical Toxicology. 2018.

3.         Al-Othman ZA, Ali R, Al-Othman AM, Ali J, Habila MA. Assessment of toxic metals in wheat crops grown on selected soils, irrigated by different water sources. Arabian Journal of Chemistry. 2016;9:S1555-S62.

4.         Zhuang P, Zhi-An L, Bi Z, Han-Ping X, Gang W. Heavy metal contamination in soil and soybean near the Dabaoshan Mine, South China. Pedosphere. 2013;23(3):298-304.

5.         Zhang S, Yao H, Lu Y, Yu X, Wang J, Sun S, et al. Uptake and translocation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals by maize from soil irrigated with wastewater. Scientific reports. 2017;7(1):12165.

6.         Yang H, Li Z, Lu L, Long J, Liang Y. Cross-species extrapolation of prediction models for cadmium transfer from soil to corn grain. Plos one. 2013;8(12):e80855.

7.         Syam N, Wardiyati T, Maghfoer MD, Handayanto E, Ibrahim B, Muchdar A. Effect of Accumulator Plants on Growth and Nickel Accumulation of Soybean on Metal-contaminated Soil. Agriculture and Agricultural Science Procedia. 2016;9:13-9.

8.         Hulin M, Sirot V, Vasseur P, Mahe A, Leblanc J-C, Jean J, et al. Health risk assessment to dioxins, furans and PCBs in young children: The first French evaluation. Food and Chemical Toxicology. 2020:111292.

9.         Miclean M, Cadar O, Levei E, Todea D. Human health risk assessment of organochlorine compounds associated with raw milk consumption in a Romanian industrial area. Italian Journal of Food Science. 2018;30(1).

10.       Sattar A, Wahid M, Durrani SK. Concentration of selected heavy metals in spices, dry fruits and plant nuts. Plant Foods for Human Nutrition. 1989;39(3):279-86.

11.       von Hoffen LP, Säumel I. Orchards for edible cities: Cadmium and lead content in nuts, berries, pome and stone fruits harvested within the inner city neighbourhoods in Berlin, Germany. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2014;101:233-9.

12.       Soylak, Mustafa, Zeynep Cihan, and Erkan Yilmaz. "Heavy metal contents of organically produced, harvested, and dried fruit samples from Kayseri, Turkey." Environmental monitoring and assessment 185 (2013): 2577-2583.

13.       Beyhan, O., M. A. Bozkurt, and S. C. Boysal. "Determination of macro-micro nutrient contents in dried fruit and leaves and some pomological characteristics of selected feijoa genotypes (Feijoa sellowiana Berg.) from Sakarya provinces in Turkey." The Journal of Animal & Plant Sciences 21.2 (2011): 251-255.

14.       Bennett, Louise E., Davinder P. Singh, and Peter R. Clingeleffer. "Micronutrient mineral and folate content of Australian and imported dried fruit products." Critical reviews in food science and nutrition 51.1 (2010): 38-49.

15.       Duran, Ali, Mustafa Tuzen, and Mustafa Soylak. "Trace element levels in some dried fruit samples from Turkey." International Journal of Food Sciences and Nutrition 59.7-8 (2008): 581-589.

ندارد