ميزان سرب و كادميوم در پنير و ماست چقدر است؟

در این مطالعه به بررسی ميزان سرب و كادميوم در پنير فراپالايش و ماست توليد شده در كارخانه شير پگاه اصفهان و كارخانه شير پگاه گلپایگان می پردازیم.

مقدمه

توسعه روزافزون صنعت، اگرچه مزاياي بيشماري را با خـود بـه ارمغـان مـي آورد ولـي متأسـفانه مشـكلات خاصي را به دنبال خواهد داشـت و در بسـياري مـوارد سلامتي انسان را تهديد مـي نمايـد، يكـي از مهـمتـرين مواردي كه امـروزه بـه آن توجـه ويـژه اي شـده اسـت، آلودگي مواد غذايي به فلزات سنگين مي باشد.

فلــز ســنگين چیست؟

عناصري بـا وزن اتمـي  ۲۰۰ يـا بـالاتر نظيــر جيــوه، ســرب و كــادميوم فلــز ســنگين ناميــده مي شوند. اما در عمل اين اصطلاح معمولاً براي فلزاتـي كه وزن مخصـوص بـالايي داشـته و بـه شـدت جـذب بافــت هــاي بيولــوژيكي شــده و بــه آرامــي از سيســتم بيولوژيك دفع مي شوند به كـار مـي رود. چنانچـه ميـزان ورود اين فلزات ضروري به بدن بيش از حد مورد نيـاز باشد باعث ايجاد مسموميت مي شود.

فلز سرب

سرب فلزي اسـت كه مي تواند در آب، هوا، مواد غذايي، خاك و گرد غبـار وجود داشته باشد. سرب بـا سـطح بـالا و مـدت زمـان كوتاه باعث آسيب هـاي مغـزي و اخـتلالات گوارشـي، ادراري ،تناسلي و ايمني مي شود.

فلز كادميوم

كادميوم نيـز از جملـه فلزاتي مي باشد كـه بـه طـور وسـيع در محـيط پراكنـده است، منبع اصلي اين فلز تركيبـات صـنعتي و كودهـاي فسفاته مي باشد. مسموميت حاد كادميوم عمدتاً ازطريـق تـنفس ايجـاد مـي شـود.

علائم مسمومیت

استنشـاق گازهاي آلوده علائمي از جملـه تـب، تهـوع، اسـتفراغ، سردرد، سرفه، نفس تنگي، تحريكات حلقي بينـي ايجـاد مي نمايد، عمده مسموميت كادميوم روي كليـه هـا اسـت هرچند روي شش ها تجمع يافته (تومور ريه) و تغييرات اسكلتي در محل تجمـع ايجـاد مـي كنـد. شــير و فرآورده هاي آن ممكن اسـت تحـت شـرايط خاصـي از طريق آلودگي آب و غذاي دام ها با آلاينده هاي محيطي همچون كارخانـه هـاي ذوب فلـزات و سـيمان، پسـاب فاضلاب ها، مواد زائد صنعتي، به سرب و كادميوم آلوده گردد.

اين فلزات سنگين در شير تجمع يافته و به راحتـي وارد بدن انسان مـي گردنـد  شير و فرآورده هاي آن در بسياري از نقاط جهان بخـش مهمـي از رژيـم غـذايي انسـان را تشـكيل مـي دهنـد و مصرف اين فرآورده ها در تمامي گروه هاي سني مي باشد. بر اين اساس اندازه گيري فلزات سنگين مهمي همچـون سرب و كادميوم در برخي فرآورده هـاي تخميـري شـير همچون ماست و پنير در منقطه صنعتي اصفهان ضروري به نظر ميرسد، بنـابراين نتـايج ايـن تحقيـق مـي توانـد انگيزهاي را براي انجام تحقيقـات بعـدي در ايـن زمينـه ايجاد نمايد.

مواد و روش ها

جمع آوري نمونه ها و بررسی ميزان سرب و كادميوم

در اين بررسي تعداد  ۱۲نمونه پنير فراپالايش  (UF) و  ۱۲نمونه ماست توليدي در كارخانه هاي پگاه اصفهان و گلپايگان در سال  ۱۳۹۱و در طـي  ۳مـاه جمـع آوري و جهت اندازه گيري فلزات سنگين و ويژگي هاي شيميايي به آزمايشگاه منتقل شد. اندازه گيـري سـرب و كـادميوم پنير UF و ماست ابتدا مقدار  ۲ گرم پنير و  ۵گرم ماست، به مدت  ۱۲سـاعت در گرمخانـه  ۹۰درجـه سلسـيوس قرار داده شد تا رطوبت آن گرفته شد. در مرحلـه بعـد، ظـروف پـس از انتقـال يـافتن بـه كپسـول روي شـعله حرارت داده شد و سپس در كوره الكتريكي  ۲۵۰ درجه سلســيوس قــرار گرفتنــد و در هــر ســاعت  ۵۰درجــه سلسيوس به حرارت كوره افزوده شد تا درجه حـرارت به  ۵۵۰ درجه سلسيوس برسد. در اين مرحله ظروف از كوره خارج گرديده و به مدت  ۶ساعت در محيط قـرار داده شد. در آخرين مرحله و پس از سرد شدن ظـروف، خاكستر حاصله از نمونه ها در محلول اسيد نيتريـك ۲۵ درصد حـل گرديـده و محلـول حاصـله بـه ارلـن ۲۵۰ ميليليتر منتقل گرديد سپس محلول هاي استاندارد سرب و كادميوم بر اساس روش مرجع تهيه گرديدند.

مرحله استخراج

در يـك قيـف بـه محلـول آمـاده شـده از نمونـه، ۵ ميليليتر اسيدسيتريك % ۱۰بعنوان تـامپون و در ازاء هـر  ۱۰ميليليتر محلـول يـك قطـره برومـوكروزول گـرين pH  %  الكلي اضافه گرديـد و محلول با استفاده از محلول غليظ و رقيـق آمونيـاك %۴ روي  pH= 5/4تنظيم گرديد. سپس  ۵ ميليليتر محلـول آمونيـــوم پيروليـــدين ديتيوكربوكســـيليك اســـيد ساخت شركت مرك آلمان  %۲به مخلوط اضـافه گرديد و ظروف حاوي مخلوط به مدت  ۱۰تا  ۱۵دقيقه تكان داده شد تا فلزات سرب و كادميوم با محلول فـوق بصورت كمپلكس در آينـد سـپس  ۵تـا  ۱۰ميلـي ليتـر محلول بوتيل استات نرمال (ساخت شركت مرك آلمان) به محتواي ظروف اضافه و مجدداً محلول هـا بـه مـدت يك دقيقه در قيف جداكننده تكـان داده شـدند.

در ايـن مرحلـه فـاز آبـي دور ريختـه شـده و فـاز آلـي حـاوي كمپلكس سرب و كادميوم مورد آزمايش قرار گرفت. رسم منحني كاليبراسيون در اين مرحله فاز آلي حاوي كمپلكس سـرب و كـادميوم در سال هاي مخصوص دستگاه جذب اتمـي ريختـه شـده و سپس دستگاه بطور اتوماتيك ازبلانك و استانداردها برداشته و منحنــي مربوطــه رســم گرديــد. پــس از رســم منحنــي كاليبراسـيون نمونـه هـا بصـورت اتوماتيـك توسـط دسـتگاه برداشته شده و با استفاده از منحنـي ميـزان آنهـا بـر حسـب ميكروگرم در گرم محاسبه گرديد. در اين مطالعه از دسـتگاه جذب اتمـي مـدل واريـان  Varian AA 240 FSو كـوره گرافيكي  GTA120مدل  Varianساخت كشـور اسـتراليا استفاده شد.

براي اطمينان از دقت آزمايش، هر نمونه شامل ماست و پنير در سه نوبـت مـورد آزمـايش قـرار گرفت و آنگاه ميانگين مقادير، مشخص گرديـد و بـراي اطمينان از صحت آزمايش، درصد بازيافت به صورت زير اندازه گيري شـد.

ابتـدا غلظــت هــاي  ۲۰۰ ،۱۰۰و  ۳۰۰ميكروگــرم در ليتــر اســتانداردهاي ســرب و كــادميوم در مقــادير  ۲ ،۱و۳ ميليليتر به  ۱۰ميليليتر ماست و پنيري كه مقدار سـربو كادميوم آن توسط آزمايشـگاه مرجـع مشـخص شـده بود، اضافه گرديد و مجدداً اندازه گيري مقدار اين فلزات انجام شـد، در نهايـت درصـد بازيافـت بـراي سـرب و كادميوم در نمونه ها به ترتيب برابر با  ۸/۹۷ درصد و  ۴/۹۸درصد برآورد گرديد.

حــد تشــخيص دســتگاه بــا استفاده از دسـتور العمـل  IUPAC كـه توسـط لانـگ و واينفوردنر ابداع شده بود اندازه گيـري گرديـد، بـه ايـن صورت كه از استانداردهاي مختلف سرب و كادميوم در حد  ۲۰ ،۱۰،۱۵ ،۸ ،۴ ،۲ ،۱و  ۳۰پيكوگرم استفاده شـد.

هر استاندارد در  ۳نوبت به دستگاه تزريق گرديد و ايـن عمل  ۵مرتبه تكرار شد. در نهايت حد تشخيص دستگاه براي فلز سرب برابر با  ۴ پيكوگرم و براي فلـز كـادميوم برابـر  ۰/ ۵پيكـوگرم بـه دسـت آمـد و در نهايت كليه داده ها با استفاده از نر م افزار(version SPSS  ۱۷) و آزمون آمـاري  tمسـتقل، داده هـا تجزيـه و تحليـل آماري شدند.

يافته ها، بحث و نتيجه گيري ميزان سرب و كادميوم

فلزات سنگين موجود در محيط زيسـت يـك خطـره بالقوه براي موجودات زنده به شمار مـي آينـد. انسـان و حيوانات همواره در معرض آلودگي به فلـزات سـنگين غيرضروري مي باشند. فلزاتـي ماننـد سـرب و كـادميوم ممكن است از منابع مختلفي، دام هـا را آلـوده سـاخته و وارد شير و فرآورده هاي تخميري شير از جمله ماست و پنير گردند.

بررسي هاي مختلفي در دنيا در اين خصوص انجام شده است به طـوري كـه عبـدالخالق و همكـاران  (۲۰۱۲) ميزان سرب، كادميوم، مس و آهن در شير گـاو و ساير فرآورده هاي شير را در سواحل غربـي فلسـطين بررسي و گزارش كردند. ميانگين كادميوم در ماسـت در نشـان هاي تجـاري مختلـف  ۵۷/۵ μg/kgبـود كـه در مقايسه با بررسي حاضر بيشتر است و در ضـمن ميـزان كادميوم در پنير  ۳۰/۳ μg/kg بوده است كـه در مقايسـه با اين تحقيـق حاضـر كمتـر اسـت.

ميـانگين سـرب در ماست و پنير فراپالايش

ميـانگين سـرب در ماست در نشان هاي تجـاري مختلـف  ۳۰۰ μg/kg بـوده است كه در مقايسه با تحقيـق حاضـر بيشـتر مـي باشـد. همچنـين  (۲۰۰۹) Enbدر مصـر تركيبـات شـيميايي و ميزان فلزات در شير گاو و بوفـالو در طـول فرآينـدهاي فرآورده هاي شـير بررسـي كردنـد. ميـزان كـادميوم در ماست حاصل از شير بوفـالو  ۰/۰۹ mg/kg و شـير گـاو  ۰/۰۵۹ mg/kg و ميزان سرب در ماست بوفـالو  mg/kg  ۰/۰۶ و در ماست گـاو  ۰/۰۳۹ mg/kg بـوده اسـت.

در بررسـي يازباسـي و همكـاران (۲۰۰۳) مقـادير سـرب، كادميوم، آهن، مس و روي را در پنيـر  Kasarدر تركيـه طي  ۱۲ماه مورد ارزيابي قراردادند. گستره غلظت سرب  ۱۰-۴۲۲ μg/kg و گستره غلظت كادميوم -۸/۳ μg/kg  ۰/۳بوده كه در مقايسه با تحقيق حاضـر ميـزان سـرب بيشـتر بـوده اسـت. در ايـران صـادقي زاده و همكـاران  (۱۳۸۶) ميزان آلودگي پنيرهاي آب نمكي شهرستان يزد به فلزات سنگين مورد بررسي قرار دادند.

ميـزان سـرب پنير در كارخانه هاي   C, B, Aبه ترتيب برابر با ،۱۱/ ۹۴ ۱۸ /۷۶و ۴۳/۶۱ppb و ميــــزان كــــادميوم پنيــــر در كارخانه هاي   C, B, A بـه ترتيـب برابـر ۰/۲۶۵ ،۰/۳۵۳ و  ۰/۲۸۵ ppbبوده است كه در مقايسه با مطالعه حاضـر ميــزان آن كمتــر اســت. در بررســي توســط گوگوآســا  (۲۰۰۶) ميزان فلـزات سـنگين در پنيـر حاصـل از شـير گوسفند از  ۳منطقه در روماني مورد بررسي قرار گرفت.

طبـق ايـن گـزارش ميـانگين غلظـت كـادميوم  mg/kg  ۰ /۰۰۱ -۰/۰۰۳و ميـــانگين غلظـــت ســـرب mg/kg  ۰/۱۹۳ -۰/۳۱۴بوده است. ماگـدا و همكـاران (۲۰۰۸ ) در عربستان صعودي ميزان فلزات سـرب و كـادميوم در پنير را بررسي كردند و به اين نتيجه رسيدند كه ميانگين سرب و كادميوم بر حسـب   mg/kgبـه ترتيـب  ۰/۴۷و  ۰/۱۴بوده است. همچنين ايار و همكاران (۲۰۰۹) ميزان فلزات سرب، كـادميوم در شـير و فـرآورده هـاي آن در تركيـه بررسـي كردنـد. ميـزان سـرب در پنيـر Kasar mg/kg ، پنيـر۰/۹۲ mg/kg ، پنيـر سـفيد۱/0mg/kg ، بـوده۰/۶۱۰ mg/kg Tulum ، پنيـر۰/۱۳۶ Ayran است. ميزان كادميوم در پنير  ،۰/۰۲۹ mg/kg Kaşarپنير سفيد  ،۰/۰۱۲ mg/kgدر پنير  Ayranبرابـر بـا mg/kg  ،۰/۰۳۹در پنير  Tulumبرابر با  ۰/۰۵۱ g/kgبوده است.

از طرف ديگر ميزان سرب در ماسـت  ۰/۰۹۳ mg/kg و ميزان كادميوم  ۰/۰۰۹ mg/kgگـزارش شـده اسـت. در بررسي استارسـكا و همكـاران (۲۰۱۱) ميـزان سـرب و كادميوم در شير و فرآورده هـاي آن )پنيـر كوتـاگ، پنيـر رسيده، كره، ماست و دوغ( در لهستان مورد بررسي قرار گرفت و ميانگين غلظت سرب در شير  ۰/۰۰۸ mg/kg و ســاير فــرآورده هــاي شــير  ،۰/۰۱۷ mg/kgو ميــانگين غلظـت كـادميوم در شـير  ۰/۰۰۱ mg/kg و در سـاير فرآورده هاي شير  ۰/۰۰۲ mg/kg گزارش گرديد.

تجزيه و تحليل آماري داده هاي مورد بررسـي حاضـر نشانگر آن است كـه بـين غلظـت كـادميوم موجـود در ماست هاي كارخانه شير پگاه اصفهان و كارخانه شير پگاه گلپایگان اخـتلاف آمـاري معنيداري مشاهده نشده است. ميزان غلظت كادميوم موجود در پنيرهـاي UFپگـاه اصفهان و كارخانه شير پگاه گلپایگان اخـتلاف معنـيداري مشـاهده شـده است كه احتمالاً به دليـل تفـاوت در استفاده از كودهاي فسفاته، نـوع شـير مصـرفي (ميـزان آلوده بودن به كادميوم)، آلوده بودن مواد اوليه تجهيـزات دامداري ها به كادميوم است.

همچنين بين غلظت سـرب موجود در ماست هاي كارخانه شير پگاه اصفهان و گلپايگان اخـتلاف معنـيداري مشـاهده نشـده اسـت. بـين غلظـت سـرب موجــود در پنير فراپالايش  UF پگــاه اصــفهان و كارخانه شير پگاه گلپایگان اختلاف معنيداري مشاهده شده است، احتمالاً به علـت نمك و ظروف بسته بندي و ساير لـوازم وتجهيـزات در طي فرآيند توليد باشد. كه نيـاز بـه بررسـي جـامع تـري مي باشد.

بـه طـور كلي علـل تفـاوت در ميـزان سـرب و كادميوم در فرآورده هـاي شـير تخميـري بسـيار متعـدد مي باشد از جمله نزديك بـودن گـاوداري هـا بـه منـاطق صنعتي، كارخانه ذوب فلزات، كارخانـه سـيمان، معـادن زغال سنگ، محيط اطراف نگهداري دامداري ها، مصرف بيرويه كودهاي فسـفاته، آلـودگي آب و غـذاي دام هـا، نزديكي دامداري ها به فاضلاب هاي كارخانه هاي مختلف و نحوه توليد و نوع بسـته بنـدي در كارخانـه هـاي شـير مي باشد.

نتايج اين مطالعه نشان مي دهد كه غلظـت هـاي ســرب و كــادميوم در نمونــه هــاي مــورد بررســي در كارخانه شير پگاه اصفهان و كارخانه شير پگاه گلپایگان كمتر از حد مجـاز استانداردهاي بين لمللي است.