بخشی از مقاله
چکیده
فلزات سنگین یکی از آلاینده هاي جدي شیر هستند. اثرات سمی این دسته از عناصر و صدماتی که به بافت ها و اندام هاي مختلف وارد می سازند امري اثبات شده است. مطالعه ي حاضر ارزیابی وضعیت باقیمانده هاي فلزات سنگین سرب و کادمیوم در شیر خام و پاستوریزه تولید شده در شهرهاي صنعتی اصفهان، اهواز، تهران، تبریز و مشهد می باشد. تعداد
100 نمونه شیر شامل 50 نمونه شیرخام و 50 نمونه شیر پاستوریزه انتخاب و پس از جمع آوري از هریک از شهرهاي ذکر شده و انتقال به آزمایشگاه دانشکده دامپزشکی دانشگاه رازي با استفاده از روش هضم مرطوب(اسید نیتریک، اسید سولفوریک و آب اکسیژنه) هضم گردید. نمونه هاي آماده شده به منظور بررسی باقیمانده هاي فلزات سمی سرب و کادمیوم با استفاده از دستگاه ولتامتري و روش عاریسازي آندي و کاتدي مورد آزمایش قرار گرفت. میانگین غلظت فلز سرب در نمونه هاي شیرخام و پاستوریزه پنج شهر صنعتی به ترتیب 14/04 µg/kg و 9/59 µg/kg اندازه گیري شد. همچنین میانگین غلظت فلز کادمیوم در نمونه هاي شیرخام و پاستوریزه به ترتیب 1/10 µg/kg و 1/03 µg/kg تعیین گردید. در این مطالعه مشاهده شد که، بیشترین مقدار فلزات سرب و کادمیوم در بین نمونه هاي جمع آوري شده شیر خام و پاستوریزه به ترتیب متعلق به شهرهاي اصفهان و تهران بود. با توجه به حد استاندارد اعلام شده توسط کدکس تمامی نمونه هاي شیر از لحاظ آلودگی به این فلزات کمتر از حد مجاز بودند. همچنین مشاهده گردید که میزان باقیمانده سرب و کادمیوم در شیرخام به طور معنی داري بیشتر از شیر پاستوریزه بود(.(p<0.05 به عبارت دیگر مراحل مختلف در تولید شیر پاستوریزه ممکن است باعث کاهش این فلزات در شیر گردد.
کلمات کلیدي:
شیرخام، شیر پاستوریزه، فلزات سنگین، عاریسازي آندي و کاتدي
مقدمه
از آن جا که سازمان بهداشت جهانی از زمان آغاز به کار خود (1949)، سلامت و ایمنی مواد غذایی را به عنوان بخشی از دستور کار بهداشتی خود قرار داده و به آن توجه ویژه اي نموده است، اهمیت سلامت شیر و فرآوردههاي آن در حفظ ایمنی مصرف کننده بسیار مشهود میباشد. عدم رعایت موازین و معیارهاي صنعتی در تولید، توزیع و فراوري سبب حضور آلایندههاي مختلف در شیر و فرآوردههاي لبنی گردیده، سلامت مصرف کننده را با خطر جدي مواجه میسازد. آلایندهها ترکیبات مضر براي سلامت انسان هستند که ممکن است از مواد بستهبندي، خط تولید، آبهاي آلوده، سوختهاي فسیلی، اجزاي رادیواکتیو، متابولیتهاي سمی میکروارگانیسمها، بقایاي مواد شیمیایی به کار رفته در کشاورزي و ترکیبات دارویی اضافه شده به خوراك دامها و طیور به مواد غذایی رخنه کنند.[1] فلزات سنگین یکی از آلودهکنندههاي شیر به حساب میآیند. اثرات سمی این دسته از عناصر و صدماتی که به بافتها و اندامهاي مختلف وارد میسازند امري اثبات شده و پذیرفته شده است. ارزیابی شیر و محصولات لبنی از نظر وجود فلزات سنگین به دلیل افزایش آلودگیهاي زیست محیطی امروزه به مراتب داراي اهمیت زیادي است. با توجه به تحقیقات به عمل آمده این فلزات از طریق چرخههاي بیولوژیکی در بافتهاي گیاهی و حیوانی انباشته شده و از این طریق در سطح جغرافیایی وسیعی پراکنده میشوند. با توجه به مطالعات صورت گرفته بیشترین مقدار فلزات سمی در شیر به عناصري مانند کادمیوم، سرب و آرسنیک مربوط میباشد. فلزات سنگین از طریق چندین فاکتور از جمله شرایط آب و هوایی و مراحل مختلف تولید وارد شیر و محصولات لبنی میشوند و کیفیت آن را تحت تاثیر قرار میدهند. همچنین این فلزات میتوانند از طریق تماس شیر با ظروف حمل و نقل و یا نگهداري وارد این فرآورده شوند. یکی از مهمترین عوامل آلودهکننده شیر به فلزات سنگین، آب آلوده است. تغذیه نشخوارکنندگان با علوفه و آب آلوده به فلزات سبب بیماري نشخوارکننده و ورود این فلزات سمی به شیر و در نهایت محصولات لبنی میشود.[2]
کودکان حساسیت بیشتري به این عناصر سمی نسبت به بزرگسالان دارند. این عناصر تاثیر زیادي بر روي رشد و سلامتی کودکان میگذارند. در نوزادان تازه متولد شده مقادیر بالاي فلزات سنگین موجب مشکلات شدید خواهد شد. از جمله اثرات شدید این فلزات بر سلامت کودکان در حال رشد میتوان به عقب ماندگی ذهنی و نقص در تمرکز حواس و یادگیري، اختلال در عملکرد کلیوي، سیستم قلبی عروقی، فاکتورهاي شیمیایی خون و سیتم شنوایی اشاره کرد3]و.[4
در میان فلزات سنگین سرب قدیمی ترین پیشینه تاریخی را در آلودگیهاي زیست محیطی و مسمومیتهاي انسانی دارا میباشد و همواره به عنوان یک مشکل عمده سلامت، در زنجیرههاي غذایی انسان در تمام دنیا مطرح بوده است.[5]
بیشترین اثر سمی سرب بر روي سیستم عصبی میباشد. علائم مسمومیت شدید با سرب شامل بروز رگههاي آبی رنگ بر روي لثه، ضعف ماهیچه و آشفتگی مغزي میباشد. جمع شدن سرب در بافتهاي بدن سرانجام منجر به فلجی و از کارافتادگی مفرط، کوري، اختلالات سیستم عصبی مرکزي، عقب ماندگی ذهنی، جنون و دیوانگی، ضعف جنسی، کم خونی و ناباروري میشود. سرب در دراز مدت جایگزین کلسیم در مغز استخوان میگردد.[6]
کادمیوم به طور گستردهاي در محیط زیست پراکنده شده است. استفادههاي تکنولوژیکی گسترده باعث آلودگی وسیع آن در خاك، هوا، آب ، گیاهان و مواد غذایی شده است. اثرات سمی کادمیوم بیشتر ناشی از اثر تجمعی آن در بافتها است.
آب نقش مهمی در گسترش این فلز در زنجیره غذایی دارد. کادمیوم میتواند در صدفها، نرم تنان، کبد و کلیه دام تجمع
١
پیدا کند، در نتیجه مصرف این گونه مواد غذایی توسط انسان موجب اثر بر روي کلیه، قلب، مغز، ریه و استخوان میشود.
اثر طولانی مدت قرارگرفتن در معرض سطوح پایین کادمیوم موجب بیماريهاي کلیوي، ریوي مزمن و آمفیزم میشود.کلیه بخصوص غشاي آن به عنوان اندام هدف در برابر مقادیر کم کادمیوم شناخته میشود. بنابراین جذب و خوردن طولانی مدت کادمیوم اغلب منجر به تخریب کلیهها میگردد.کادمیوم همانطور که میتواند منجر به امراض استخوانی شود، باعث شکننده شدن استخوانها نیز میشود. کادمیوم به عنوان یک عامل سرطان زا مطرح است و باعث تومورهاي ریه، پروستات و کلیه میشود. همچنین کادمیوم در ایجاد سرطان کبد، سیستم خون ساز، مثانه و معده نیز موثر است7]و.[8 روشهاي مختلفی براي تجزیه و تحلیل دقیق فلزات سنگین در محیط زیست، نمونههاي بیولوژیک و مواد غذایی وجود دارد. اندازه-
گیري به روش عاریسازي یک روش الکتروشیمیایی بی نهایت حساس، براي اندازهگیري مقادیر بسیار اندك فلزات است.
روشهاي عاریسازي در میان سایر روشهاي آنالیز مقادیر کم، حساسیت بیشتر و همچنین از نظر صحت نیز بالاتر است.
تحقیقات اخیر نشان میدهد که سطح این فلزات در شیر و فرآوردههاي آن در حال افزایش میباشد و به دلیل مصرف زیاد این محصولات توسط کودکان و بزرگسالان، آلودگی آنها سلامتی انسان را به خطر میاندازد. با توجه به مخاطرات بهداشتی ناشی از وجود فلزات سنگین در منابع غذایی با منشا دامی و اهمیت بهداشتی اقتصادي آن، اطلاع از وضع گذشته و حال مواد غذایی مورد مصرف جامعه ضروري است. بنابراین اندازهگیري منظم این فلزات در شیر و محصولات لبنی امري مهم و اساسی است.[9]
روش کار:
تعداد 10 نمونه شیر خام از سکوهاي دریافت شیر یکی از کارخانجات لبنیاتی کشور از هر یک از شهرهاي صنعتی تهران، اصفهان، اهواز، تبریز و مشهد درون بطريهاي شیشه اي پلی اتیلن اسید واش شده جمعآوري گردید. همچنین تعداد 10
نمونه شیر پاستوریزه متعلق به همان کارخانه از هر یک از 5 شهر صنعتی ذکر شده جمع آوري شده و به آزمایشگاه انتقال داده شد. تمامی نمونهها تا زمان انجام آزمایشات در دماي -20 درجه سانتیگراد نگهداري شدند. در ادامه فرایند هضم مرطوب توسط سه اسید HN03/H2O2/H2SO4 جهت آماده سازي نمونه ها به منظور بررسی فلزات سرب و کادمیوم انجام شد. فرایند هضم بدین صورت بود که به هر کدام از بشرهاي محتوي 3 گرم نمونه به میزان 4 میلی لیتر اسیدنیتریک((%65 اضافه گردید و درب آنها با پارافیلم پوشانده شد و به مدت 24 ساعت در دماي اتاق قرار داده شد.
محلول زرد رنگ به دست آمده به منظور هضم تمامی مواد آلی در آن در زیر هود تحت حرارت 140 ◦C بر روي هات پلیت قرار گرفت تا اسید به جوش آمده و خشک شود. بعد از خنک شدن رسوب باقی مانده از این مرحله با 1 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ((%95 حل شده و تحت حرارت 210 ◦C قرار گرفت تا محلول قهوه اي رنگ شود. در ابتداي این مرحله رنگ محلول کاملاً تیره شد و بعد از گذشتن چند دقیقه این رنگ از بین رفت. در ادامه بعد از خشک شدن محلول، دما به
30 درجه رسانده شد و براي به دست آوردن محلولی بی رنگ از 1 میلی لیتر آب اکسیژنه((%35 استفاده گردید ( این عمل سه بار تکرار شد). در نهایت محلول باقی مانده به اپن دورف انتقال داده و با آب چهار بار تقطیر به حجم 1 میلی لیتر رسانده شد. نمونههاي آماده شده جهت اندازه گیري فلزات به آزمایشگاه الکتروشیمی انتقال داده شد. به منظور بررسی فلزات توسط دستگاه ولتامتري و با استفاده از روش عاریسازي آندي و کاتدي، ابتدا دستگاه توسط محلول هاي استاندارد کالیبره شده و سپس نمونه مورد نظر به دستگاه وارد شد. میزان سرب و کادمیوم هر نمونه به صورت نمودار توسط نرم افزار دستگاه ارائه گردید. دادههاي حاصل از اندازهگیري میزان سرب، کادمیوم مربوط به نمونه هاي شیرخام و پاستوریزه و شهر
٢
به تفکیک ثبت شد. تجزیه واریانس هر یک از عناصر با نرم افزار SAS(version,9.1) مورد بررسی قرار گرفت. سطح احتمال 0/05 به عنوان تفاوت معنیداري در نظر گرفته شد.
نتایج و بحث:
جدول-1 مقادیر (میانگین±انحراف معیار) فلزات سمی((µg/kg wet weight در شیر خام و پاستوریزه.
فلزات سمی
range Cd range Pb
(Mean±SD) (Mean±SD)
۹۹/۱-۱/۰ b ± ۲/۹۱-۸۰/۱۱ a ± شیرخام
۱۵/۰ ۸۰۱/۱ ۷۶/۲ ۴۰/۴۱
۹/۱-۸۰/۰ b ± ۶/۲۱-۸۵/۶ b ± ۹۵/۹ شیر پاستوریزه
۲۹۴/۰ ۳۳۰/۱ ۹۹/۱
در هر ستون اعدادي که با حروف انگلیسی غیر مشترك نشان داده شده اند بیانگر اختلاف معنی دار((p< 0/05 می باشد.
جدول-2 مقادیر اندازه گیري شده فلزات سنگین((µg/kg wet weight در نمونه هاي شیر شهرهاي صنعتی .
Pb Cd
(Mean±SD) (Mean±SD)
c ± b ± اهواز
٥٩/٢ ٩٣/٩ ٤٨٤/٠ ١١٥/١
a ± a ± اصفهان
٦٥/٤ ١٥/١٣ ٣٥٧/٠ ٢٨٢/١
b ± a ± تهران
٤٠/٣ ٠٨/١٢ ٣٩٤/٠ ٣٥٦/١
d ± c ± تبریز
٣١/٣ ٢١/٨ ٣٨٥/٠ ٠٣٠/١
c ± d ٣٠/٠ ± ٤٣٢/٠ مشهد
٣٢/٢ ٥٦/٩
در هر ستون اعدادی که با حروف انگلیسی غیر مشترک نشان داده شده اند بیانگر اختلاف معنی دار(۵۰/۰(p< می باشند.
سرب در بین فلزات موجود در محیط زیست داراي اثرات توکسیک خطرناکتري است. جذب مقدار کمی از این فلز در دراز مدت سبب اثرات جدي بر سیستم عصبی، سیستم قلبی-عروقی، سیستم کلیوي و فاکتورهاي خونی میشود.[10] بر طبق جدول 1، غلظت فلز سرب در نمونههاي شیرخام بیشتر از پاستوریزه میباشد. یکی از منابع آلودگی به سرب در شیر را می-
توان، استفاده از مخازن نگهداري و لولهکشیهاي سربی دانست. از مهمترین منابع آلودگی به سرب در شیر آب آلوده
٣
