Fémek és vegyületeik, mint szennyező anyagok az élelmiszerben SpringerLink
Arzén, kadmium, ólom és alumínium
Fémek és vegyületeik, mint szennyező anyagok az élelmiszerekben
Arzén, kadmium, ólom és alumínium
Összegzés
Absztrakt
A fémek és vegyületeik mindenütt eloszlanak a környezetben, így eljutnak a növényi és állati eredetű táplálékhoz. Míg a tényleges expozíciós szint Európában nem okoz aggodalmat az akut toxicitás miatt, egyes fémek és metalloidok krónikus toxicitása nem zárható ki teljesen. Szervetlen arzén esetében tehát a tényleges étrendi expozíciós körülmények között sem zárható ki a különböző szervek karcinogenitásának megnövekedett kockázata. Kadmium esetében a nephrotoxicitás különös problémát jelenthet bizonyos alcsoportok, például gyermekek esetében. Ami az ólmot illeti, az expozíciós szintek az elmúlt két évtizedben jelentősen csökkentek; ennek ellenére a fejlődési neurotoxicitás még mindig problémát jelenthet a prenatális fejlődés és a korai gyermekkor alatt. Alumínium esetében a jelenlegi étrendi expozíciós szintek közel vannak az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) által kiszámított tolerálható heti beviteli (TWI) értékhez. Mind a négy példa esetében az expozíciós szint további csökkentésére van szükség.
háttér
arzén
Németországban az élelmiszerek révén elfogyasztott szerves arzén legnagyobb része olyan halakból és haltermékekből származik, amelyekben az arzén főleg arsenobetaine vagy arsenocholin formájában van jelen. Ezen túlmenően az arsenolipideket a halolajokban is azonosították az elmúlt években. Szintén relevánsak azok a barna és vörös algák, amelyekben több mint 100 mg/kg TG arzéncukrot észleltek.
kadmium
A kadmium a földkéreg természetes eleme, amelyben kadmium-oxidként, kadmium-kloridként, kadmium-szulfátként vagy kadmium-szulfitként fordul elő. A kadmiumvegyületek mind a környezetben, mind a munkahelyen elterjedtek. Például forrasztásban, pigmentekben, stabilizátorként használják PVC-ben és elemekben. Noha az ipari felhasználás a toxicitás miatt az utóbbi években jelentősen csökkent, egyes alkalmazási területek egyre növekszik. Ez magában foglalja a nikkel-kadmium elemekben és a galvanizáló iparban való felhasználást.
A felnőtt „normál fogyasztók” (átlagos napi fogyasztási mennyiség minden lehetséges kadmiumtartalmú étel esetében, az ételek átlagos kadmiumtartalma) esetében Németországban a heti étrenddel kapcsolatos kadmium-bevitelt kb. 1,5 µg/testtömeg-kg-ra becsülték, nemtől függetlenül. A magas fogyasztók (magas az összes lehetséges kadmiumtartalmú étel közepes kadmiumtartalmú ételek napi fogyasztása) esetében Németországban, nemtől függetlenül, heti 2,3 µg/testtömeg-kg kadmium-bevitel. Az étrenddel kapcsolatos kadmium-bevitel még magasabb (heti 3 µg/testtömeg-kg) a németországi vegetáriánus csoport magas fogyasztói körében [11]. Az EFSA (2012) felnőtteknek és a 3–3 éves korosztály gyermekeinek szól
Az ólom elterjedt a környezetben. Különösen a tetraetil-ólom kopogásgátló szerként történő használata üzemanyagokban régóta fontos kibocsátási forrás. Az ólmozott üzemanyagok felszámolása jelentősen csökkentette az ólom koncentrációját a levegőben, az élelmiszerekben és ezt követően a lakosság vérében. Az általános európai lakosság számára az élelmiszerek, különösen a gabonafélék és a gabonatermékek, a burgonya, a leveles zöldségek és az ivóvíz jelentik a fő expozíciós forrást. Az élelmiszerekben általában az ólomkoncentráció 10 és 200 µg/kg között van, a növényi eredetű élelmiszerek általában kevesebb ólmot tartalmaznak, mint az állati eredetű ételek. Magasabb szint található a belsőségekben, kagylókban, gombákban és fűszerekben, amelyek némelyike jóval meghaladhatja az 1 mg/kg-ot [16]. Ezenkívül az ólomlőszerrel lőtt vadhús nagy mennyiségben tartalmazhat ólmot [17]. Lehetséges további expozíciós források a régi épületek ivóvízellátásához használt ólomcsövekben és az ólomtartalmú mázzal ellátott kerámia edényekben, különösen savanyú ételek, például gyümölcslevek tárolására [7].
Az EFSA (2012) a felnőttek táplálékkal bevitt átlagos ólomfogyasztását Európában 0,4–0,6 µg/ttkg/nap, a 95. percentilis 0,7–1,0 µg/testtömeg-kg/nap. A gyermekek átlagértékei bizonyos esetekben szignifikánsan magasabbak; 1–3 éves gyermekek esetében az étkezéshez kapcsolódó átlagos ólomfelvétel 1,0–1,5 µg/testtömeg-kg és nap között, valamint az étellel kapcsolatos ólom-bevitel 95. percentilise becslések szerint 1,4 és 2,8 µg/testtömeg-kg/nap között [18].
A szervetlen ólomvegyületek felszívódása orális bevitel után számos tényezőtől függ, mint például az életkor, a táplálkozási állapot, az étrend összetétele, a vas és a kalcium állapota. Úgy tűnik, hogy az oldható ólomvegyületek abszorpciója nagyobb a gyermekeknél, mint a felnőtteknél. Lenyelés után az ólom kezdetben a vérben szállul és felhalmozódik a májban és a vesékben, és mindenekelőtt a csontokban. Felnőtteknél a felszívódott ólom több mint 90% -a a csontokban található. A vérben az ólom főleg az eritrocitákban található, felezési ideje körülbelül 30 nap, míg a csontokban több év. A kiválasztás főként a vizelettel és a széklettel történik [16, 19].
Az ólom toxikus hatása számos szervrendszert érint, például a vérképző rendszert, a szív- és érrendszert, az idegrendszert, a vesét és a csontokat. Az akut ólommérgezés manapság ritka, hányáshoz és bél kólikához vezethet veseelégtelenségig. Az ólom általános populáció szempontjából releváns krónikus hatásai közé tartozik a vesetoxicitás, a kardiovaszkuláris hatások és a neurotoxicitás, mivel ezek még alacsony ólom-expozíció mellett is jelentkezhetnek. A gyermekek növekvő és fejlődő agya különösen érzékeny az ólomra mind a születés előtti (prenatális), mind a születés utáni fázisban (postnatal). A fejlődési neurotoxicitás legérzékenyebb jelei az intelligencia hányadosának csökkenése, valamint a tanulás és a memória teljesítményének csökkenése. 10 évesnél fiatalabb gyermekeknél végzett epidemiológiai vizsgálatokban csökkent intelligencia-hányadosokat írtak le 100 µg/l alatti ólomszint mellett; kapcsolódó NOAEL-t (nincs megfigyelt káros hatás szintje) még nem lehetett levezetni [16, 19].
A szervetlen ólomvegyületek állatkísérletekben rákkeltők, főként vesedaganatok kialakulásához vezetnek. Az IARC ezeket a vegyületeket a 2A. Csoportba („valószínűleg rákkeltő az emberre”) rákkeltőnek minősítette. Mivel azonban az ólom nem közvetlenül genotoxikus, és az állatkísérletekben a rákkeltő dózisok jóval magasabbak, mint az általános populáció expozíciója, nem valószínű, hogy az ólom táplálékon keresztül történő bevitele jelentős rákkockázatot jelent [16].
A gyermekek fejlődési neurotoxicitására, valamint a felnőttek kardiovaszkuláris hatásaira és vesetoxicitására vonatkozó eredmények alapján, összehasonlító számítások alapján, az EFSA BMDL01 és BMDL10 értéke 0,5; 1,5 és 0,6 ug ólom/testtömeg-kg és nap meghatározása. A WHO által korábban meghatározott 25 µg/testtömeg-kg PTWI-érték ezért már nem tekinthető megfelelőnek. Az "expozíciós határ" (MOE), a referencia-dózis, amelynél kicsi, de mérhető negatív hatás meghatározható, és az emberek expozíciója közötti összefüggés azt mutatta, hogy ez különösen a fogékony csecsemők és kisgyermekek körében az élelmiszerekkel kapcsolatos ólomfogyasztás már meghaladja az EFSA által kapott referenciaértéket (BMDL01 értéke 0,5 µg/testtömeg-kg/nap). Felnőtt „normál fogyasztók” esetében az étrenddel összefüggő ólomfogyasztás a fejlődési neurotoxicitás referenciaértékének tartományában van, a felnőtt „magas fogyasztóknál” pedig meghaladja a referenciaértéket. Így a jelenlegi expozíciós viszonyokat figyelembe véve különös oka van aggodalomra a fejlődési neurotoxikus hatások miatt [16].
Európai szinten meghatározták az ólom maximális szintjét az egyes élelmiszerekben (pl. 20 μg/kg tej esetén, 50 μg/kg gyümölcslé esetében, 100 μg/kg hús, gyümölcs és zöldség esetében, 200 μg/kg gabona esetében, 300 μg/kg leveles zöldségként és 1500 μg/kg kagyló esetében) (VO (EG) 1881/2006, [20]), az ivóvízről szóló német rendelet 10 μg ólom/l határértéket határoz meg, amely 2013 óta alacsonyabb [21].
alumínium
A földkéreg harmadik leggyakoribb elemeként az alumínium természetes komponensként fordul elő, de antropogén tevékenységek révén mindenütt jelen van a környezetben is. A lakosság elsősorban étkezés útján van kitéve az alumíniumnak. A feldolgozatlan élelmiszerek általában kevesebb, mint 5 mg/kg alumíniumot tartalmaznak. Pékárukban, zöldségfélékben, tejtermékekben, kolbásztermékekben, belsőségekben, tenger gyümölcseiben, magas cukortartalmú ételekben és liszttermékekben az átlagos szint 5-10 mg/kg. Nagyon magas átlagos koncentrációt határoztak meg a tea levelekben, a gyógynövényekben, a kakaóban és a kakaótermékekben, valamint a fűszerekben. Egyéb releváns expozíció az alumíniumvegyületek élelmiszer-adalékanyagként és alumíniumtartalmú élelmiszerrel érintkező anyagként történő felhasználásából származik az élelmiszerek feldolgozása, tárolása és csomagolása során. Különösen savas vagy sós ételek feldolgozásakor és tárolásakor, valamint perec előállításához alumínium tepsi használatakor is, a helytelen kezelés megnövekedett alumíniumtartalmat eredményezhet az élelmiszerekben [22,23,24].
Az EFSA (2008) 0,2–1,5 mg/testtömeg-kilogramm tartományt ad a felnőttek átlagos heti étkezési alumínium beviteléhez Európában; azoknak a fogyasztóknak, akik étkezés útján erősen ki vannak téve az alumíniumnak, akár 2,3 mg/testtömeg-kg és hét érhető el [22]. Az európai gyermekek (1–15 éves korosztály) számára az EFSA az étkezéshez kapcsolódó heti 0,7–2,3 mg/testtömeg-kg alumínium bevitelt ad 97,5-nek. Százalékok [22] -nél. Az orális bevétel utáni biohasznosulást 0,1–0,3% értékben adják meg, a vegyület típusától függően 10-es tényezővel kell számolni. Ezenkívül az élelmiszer-mátrix nagy hatással van az alumínium biohasznosulására lenyelés után. A vérplazmában az alumínium elsősorban a transzferrinhez kötődik, és kisebb mértékben a citráthoz. A felhalmozódás főleg a csontokban történik. Különféle információk állnak rendelkezésre az irodalomban az alumínium biológiai felezési idejéről. Emberekben az alumínium-citrát intravénás beadása után többéves felezési idejét írták le. A felszívódott alumínium főleg a vizelettel ürül [22].
Az egerek fejlődési neurotoxicitására vonatkozó vizsgálatok alapján az EFSA meghatározta a bizonytalansági tényezőt 100-tól 10 mg/testtömeg-kg napi testtömeg-NOAEL-ig, és 300-as bizonytalansági tényezőt 50 mg/testtömeg-kilogramm LOAEL-ig (legalacsonyabb megfigyelt mellékhatás szintje). TWI-értéket 1 mg/testtömeg-kg és hét alapján vezettek le [22].
A napi 30 mg/testtömeg-kg NOAEL alapján a JECFA a patkányok fejlődési és neurotoxicitási vizsgálatából 2 mg/testtömeg-kg és heti PTWI-értéket kapott, figyelembe véve a 100-as bizonytalansági tényezőt [26].
Az élelmiszerekkel kapcsolatos heti átlagos alumínium bevitel, amelyet az EFSA becslése szerint kimerülhet, vagy akár meghaladhatja a TWI értéket. Mind a felnőtt, mind a gyermekcsoport „magas fogyasztói” számára az EFSA TWI értéke jelentősen túlléphető. Ezért jelezni kell az élelmiszerrel kapcsolatos alumínium-expozíció csökkenését.