Małgorzata Dobrzyńska, Ilona Górna, Juliusz Przysławski
ZAWARTOŚĆ WYBRANYCH METALI CIĘŻKICH W PREPARATACH STOSOWANYCH DO POCZĄTKOWEGO
ŻYWIENIA NIEMOWLĄT – OCENA WSTĘPNA
Katedra i Zakład Bromatologii Uniwersytetu Medycznego im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu
Kierownik: prof. dr hab. J. Przysławski
Preparaty stosowane do początkowego żywienia niemowląt powinny od-znaczać się prawidłową wartością odżywczą, czystością mikrobiologiczną i chemiczną. Niezwykle ważne jest kontrolowanie w nich zawartości metali ciężkich, których obecność stanowi istotne zagrożenie dla zdrowia zarówno na poziomie fizjologicznym, jak i biochemicznym.
Słowa kluczowe: metale ciężkie, preparaty do początkowego żywienia niemowląt, żywienie niemowląt.
Key words: heavy metals, infant formula, infant nutrition.
Żywienie niemowląt odgrywa kluczową rolę w rozwoju fizycznym i psychicznym dziecka. Zgodnie z zaleceniami Polskiego Towarzystwa Gastroenterologii, Hepatologii i Żywienia Dzieci mleko kobiece powinno stanowić wyłączny pokarm niemowląt do 6 miesiąca życia (1). W przypadku wystąpienia przeciwskazań do kamienia piersią, w żywieniu niemowląt wykorzystuje się preparaty mlekozastęp-cze. Od urodzenia do 6 miesiąca życia stosuje się tzw. preparaty do początkowego żywienia niemowląt. Ich skład uwzględnia specyficzne potrzeby żywieniowe tego okresu życia i w całości zaspokaja zapotrzebowanie na wszystkie niezbędne skład-niki odżywcze (2).
Pomimo szerokiej dostępności preparatów do początkowego żywienia niemow-ląt i rosnącej tendencji do ich stosowania istnieje niewiele prac dotyczących ich jakości i bezpieczeństwa. Szczególne zagrożenie dla zdrowia niemowląt zarówno na poziomie fizjologicznym, jak i biochemicznym mogą stanowić metale ciężkie. Obecne w żywności, nawet w śladowych ilościach powodują nieodwracalne zmiany w organizmie człowieka. Warto również podkreślić, że niemowlęta są bardziej nara-żone na metale ciężkie niż osoby dorosłe ze względu na relatywnie niską masę ciała w odniesieniu do zapotrzebowania energetycznego. Średnie zapotrzebowanie ener-getyczne u zdrowej osoby dorosłej mieści się w przedziale od 25 do 35 kcal/kg masy
ciała na dobę, natomiast u niemowląt do 6 miesiąca życia wynosi od 77 do 109 kcal/kg masy ciała na dobę, w zależności od płci i przedziału wiekowego (tab. 1) (3, 4). Tabela 1. Zapotrzebowanie energetyczne w pierwszym półroczu życia.
Table 1. Estimated energy requirement of infants up to 6 months of age.
Miesiąc życia Masa ciała chłopców (kg)* Zapotrzebowanie na energię dla chłopców (kcal/dobę) Masa ciała dziewczynek (kg)* Zapotrzebowanie na energię dla dziewczynek (kcal/dobę) 0 – < 1 3,3 – 4,5 359 3,2 – 4,2 329 1 – < 2 5,6 505 5,1 449 2 – < 3 6,4 531 5,8 472 3 – < 4 7 499 6,4 459 4 – < 5 7,5 546 6,9 503 5 – < 6 7,9 583 7,3 538
* Masa ciała ustalona na poziomie 50 centyla wg Światowej Organizacji Zdrowia Na podstawie: Weker H., Barańska M.: Żywienie niemowląt i małych dzieci. Zasady postępowania w żywieniu zbiorowym. Instytut Matki i Dziecka. Warszawa, 2014.
Preparaty przeznaczone do początkowego żywienia niemowląt powinny rów-nież odznaczać się czystością mikrobiologiczną i chemiczną. Obecnie za jakość i bezpieczeństwo preparatów przeznaczonych do żywienia niemowląt i dzieci do 3 roku życia odpowiada wytwórca. Dlatego niezwykle ważne jest kontrolowanie dostępnych na rynku preparatów i eliminacja ewentualnych zagrożeń związanych z wystąpieniem nieprawidłowości.
Celem powyższej pracy była ocena zawartości wybranych metali ciężkich (Pb, Cd, Co i Ni) w preparatach mlekozastępczych, najczęściej wykorzystywanych w żywieniu niemowląt w pierwszym półroczu życia.
MATERIAŁ I METODY
Materiał badawczy stanowiło 12 różnych sproszkowanych mlek modyfikowa-nych, najczęściej wykorzystywanych w żywieniu niemowląt do 6 miesiąca życia. Mleka zostały zakupione w sierpniu w 2019 r. w aptekach i sklepach wielobranżo-wych na terenie województwa wielkopolskiego.
Badane mleka – ok. 1 g odważono na wadze analitycznej (Sartiorius) z dokład-nością do 0,00001 g. Odważki przeniesiono do naczyń teflonowych, dodano 5 cm3
stężonego kwasu azotowego (V) ROMIL-SpATM i roztwarzano w piecu
Zmine-ralizowane próbki uzupełniono 10 cm3 wodą dejonizowaną. Zawartość Pb, Cd, Co
i Ni w badanych próbkach oznaczono metodą emisyjnej spektrometrii atomowej ze wzbudzeniem w mikrofalowej plazmie azotowej, za pomocą spektrometru Agilent MP-OES 4210. Analizy wykonano w 3 powtórzeniach.
Analizę statystyczną wykonano z wykorzystaniem programu MS Excel 2007, obliczając średnie, odchylenia standardowe, wartości minimalne i maksymalne dla wyników oznaczeń poziomu niklu w badanych próbkach mlek modyfikowanych.
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
Wyniki oznaczania zawartości Pb, Cd, Co i Ni w badanych preparatach stosowa-nych do początkowego żywienia niemowląt przedstawiono w tab. 2. W badastosowa-nych mlekach nie stwierdzono obecności ołowiu, kadmu i kobaltu. Zawartość Pb, Cd, Co we wszystkich badanych próbkach była poniżej progu wykrywalności zastosowanej metody analitycznej (0,01 mg/kg).
Tabela 2. Zawartość ołowiu, kadmu, kobaltu i niklu w preparatach stosowanych do początkowego żywienia nie-mowląt.
Table 2. The content of lead, cadmium, cobalt and nickel in infant formulae used to feed infants in the first 6 months. Rodzaj mleka modyfikowanego Pb (µg/100 g proszku mleka) Cd (µg/100 g proszku mleka) Co (µg/100 g proszku mleka) Ni (µg/100 g proszku mleka) x SD Mleko 1 ND ND ND 7,43 0,249 Mleko 2 ND ND ND 3,84 0,219 Mleko 3 ND ND ND 3,36 0,379 Mleko 4 ND ND ND 11,52 0,180 Mleko 5 ND ND ND 7,23 0,208 Mleko 6 ND ND ND 1,80 0,149 Mleko 7 ND ND ND 2,59 0,130 Mleko 8 ND ND ND 3,68 0,210 Mleko 9 ND ND ND 2,89 0,159 Mleko 10 ND ND ND 3,21 0,010 Mleko 11 ND ND ND 3,95 0,060 Mleko 12 ND ND ND 2,26 0,199 Średnia ND ND ND 4,48 0,179
W porównaniu do dostępnych danych literaturowych zawartość ołowiu i kadmu w badanych mlekach kształtowała się na zbliżonym poziomie (5, 6). Warto jednak zaznaczyć, że badania poziomu metali ciężkich w preparatach stosowanych do ży-wienia niemowląt głównie dotyczą mieszanek mlecznych (stanowiących połączenie mleka następnego z dodatkiem składnika skrobiowego). Zawartość kobaltu w bada-nych preparatach również zbliżona była do wyników innych autorów (7). Zgodnie z rozporządzeniem ministra zdrowia z 2003 r., dotyczącym maksymalnych pozio-mów zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych w żywności, maksymalna do-puszczalna zawartość ołowiu w sproszkowanych mlekach modyfikowanych wynosi 0,02 mg/kg, natomiast w przypadku kadmu – 0,005 mg/kg (8).
Zawartość niklu w badanych próbkach była zróżnicowana i mieściła się w prze-dziale od 1,8 do 11,5 µg/100 g proszku, w zależności od rodzaju mleka.
Oszacowanie zagrożenia zdrowotnego związanego z pobraniem niklu wraz ze spożywaniem mleka modyfikowanego przez niemowlęta do 6 miesiąca życia oparto na wskaźnikach TDI (z ang. Tolerable Daily Intake) i BMDL10 (z ang. Benchmark
Dose Lower Confidence Limit). Wskaźnik TDI, czyli tolerowane dzienne pobranie,
stanowi oszacowaną ilość niklu zawartego w produkcie spożywczym odniesioną do masy ciała organizmu ludzkiego, która może być spożywana codziennie przez okres całego życia bez istotnego ryzyka zdrowotnego. Zgodnie z najnowszymi wytyczny-mi Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA – European Food
Safety Authority) wartość TDI dla niklu wynosi 2,8 µg/kg m. c. na dobę (9).
Wskaź-nik BMDLstanowi natomiast najniższą dawkę składnika, która przyczynia się do wywoływania ściśle określonego działania na organizm człowieka. W przypadku niklu BMDL10 związane jest z wystąpieniem ogólnoustrojowego kontaktowego za-palenia skóry występującego u osób wrażliwych. Dopuszczalna wartość wskaźnika BMDL10 dla niklu wynosi 1,1 μg/kg m. c. na dobę. Obliczenia powyższych wskaź-ników dokonano uwzględniając rekomendacje dotyczące dziennego zapotrzebowa-nia energetycznego dla niemowląt do 6 miesiąca życia (tab. I). Otrzymane wyniki przedstawiono w tab. 3.
Zawartość niklu we wszystkich badanych mlekach nie przekraczała TDI, jednak-że w odniesieniu do oszacowanego zagrojednak-żenia zdrowotnego związanego z pobra-niem niklu na podstawie wskaźnika BMDL10 zaobserwowano przekroczenie reko-mendowanych wartości w niektórych badanych mlekach. Najwyższy poziom niklu zaobserwowano w przypadku Mleka 4. Średnia zawartość niklu w przeliczeniu na kg masy ciała na dobę w tym mleku wynosiła 1,92 µg, stanowiąc 176% zalecanej wartości BMDL10. W przypadku Mleka 1 i Mleka 5 także zaobserwowano przekro-czenie wartości BMDL10, jednakże wartości uzależnione były od wieku i masy ciała niemowlęcia. Zależnie od analizowanego przedziału wiekowego zawartość niklu w Mleku 1 i Mleku 5 oscylowała poniżej bądź powyżej zalecanych wartości (1,1 µg/ kg m.c.).
Obecnie brakuje badań dotyczących poziomu niklu w polskich produktach ży-wieniowych przeznaczonych dla niemowląt do 6 miesiąca życia. W badaniach
Tabela 3. Oszacowanie zagrożenia zdrowotnego związanego z pobraniem niklu wraz ze spożywaniem wyłącznie preparatów mlekozastępczych przez niemowlęta do 6 miesiąca życia.
Table 3. Estimation of risk assessment associated with the intake of nickel from infant formulae by infants fed only milk formula up to first 6 months.
Rodzaj
mleka modyfikowanego Oszacowane średnie spożycie Ni(µg/kg m. c. dobę) *
% BMDL10 % TDI Wartość energe-tyczna mleka (kcal/g proszku mleka) x SD MIN MAX Mleko 1 5,19 1,18 0,168 1,02 1,56 106,8 42,0 Mleko 2 4,92 0,64 0,092 0,56 0,85 58,2 22,9 Mleko 3 4,89 0,56 0,081 0,49 0,75 51,2 20,1 Mleko 4 4,92 1,92 0,275 1,67 2,55 174,6 68,6 Mleko 5 5,19 1,14 0,164 0,99 1,52 103,9 40,8 Mleko 6 5,11 0,29 0,041 0,25 0,38 26,3 10,3 Mleko 7 4,71 0,45 0,065 0,39 0,60 41,0 16,1 Mleko 8 5,11 0,59 0,085 0,51 0,78 53,8 21,1 Mleko 9 4,89 0,48 0,t069 0,42 0,64 44,0 17,3 Mleko 10 4,78 0,55 0,079 0,48 0,73 50,1 19,7 Mleko 11 4,89 0,66 0,095 0,58 0,88 60,3 23,7 Mleko 12 5,12 0,36 0,052 0,31 0,48 32,9 12,9 Średnia 4,98 0,74 0,106 0,64 0,98 67,1 26,4
*Oszacowane zagrożenie zdrowotne związane z pobraniem niklu wraz ze spożywaniem preparatów mlekoza-stępczych przez niemowlęta do 6 miesiąca życia stanowi uśredniony wynik indywidualnego narażenia na nikiel wyliczonego na podstawie masy ciała niemowląt, ich zapotrzebowania energetycznego i przedziału wiekowego na podstawie tab. I. TDI – tolerowane dzienne pobranie. Dopuszczalna wartość TDI dla niklu – 2,8 µg/kg m.c. na dobę.
BMDI10 – najniższa dawka niklu związana z wystąpieniem ogólnoustrojowego kontaktowego zapalenia skóry
u osób wrażliwych. Dopuszczalna wartości BMDL10 dla niklu – 1,1 µg/kg m.c. na dobę.
w produktach żywieniowych przeznaczonych dla niemowląt dostępnych na rynku europejskim (Francja, Niemcy, Włochy, Portugalia, Wielka Brytania, Słowacja, Szwecja, Hiszpania) poziom niklu mieścił się w przedziale od 0,1 do 1,3 mg/kg mle-ka . Podobnych wyników dostarczyły badania Bargellini i współpr. (11) dotyczące preparatów do żywienia niemowląt w pierwszym półroczu życia (pochodzących z Włoch, Francji, Niemiec, Holandii, Szwajcarii, Wielkiej Brytanii, Czech, Belgi i Hiszpanii), gdzie średnia zawartość niklu wynosiła 0,21 ± 14,83 μg/dm3.
Obecne narażenie na nikiel w diecie niemowląt budzi obawy i wymaga dalszych badań.
WNIOSKI
1. W badanych mieszankach mlecznych stosowanych w żywieniu niemowląt do 6 miesiąca życia nie stwierdzono obecności ołowiu, kadmu i kobaltu.
2. We wszystkich badanych próbkach mleka modyfikowanego wykryto obec-ność niklu.
3. W związku ze stwierdzeniem obecności niklu przekraczającego BMDL10 w niektórych mlekach istnieje pilna potrzeba dalszych badań w kierunku oceny rze-czywistego narażenia na ten pierwiastek u niemowląt do 6 miesiąca życia, żywio-nych wyłącznie preparatami mlekozastępczymi.
M . D o b r z y ń s k a , I . G ó r n a , J . P r z y s ł a w s k i
THE CONTENT OF SELECTED HEAVY METALS IN INFANT FORMULAS ARE USED TO FEED INFANTS IN THE FIRST 6 MONTHS – PRELIMINARY ASSESSMENT
S u m m a r y
Introduction: Infant formulae, as substitution for breast feeding should have a standard nutritional
value, microbiological, and chemical purity. It is essential to control the content of heavy metals, the pres-ence of which poses a significant health risk, both at physiological and biochemical levels.
Aim: Assessment of the content of selected heavy metals (Pb, Cd, Co, and Ni) in starter infant
for-mula.
Material and methods: Heavy metals concentrations were determined in 12 different powdered
modified kinds of milk, commonly used in infant nutrition in the first six months. The determinations were carried out using the microwave plasma emission atomic spectrometry using Agilent MP-OES 4210 spec-trometer, after prior microwave mineralization (MARS-6). The analysis was performed in 3 repetitions.
Results: Lead, cadmium, and cobalt were not found in the studied products. The Pb, Cd, Co content in
all test samples was below the detection threshold of the analytical method used (0,01 mg/kg). The nickel content of studied infant formulae was between 1,8 and 11,5 μg/100 g of milk powder and did not exceed the tolerable daily intake (TDI). Still, the estimated health risk associated with nickel intake in BMDL10 (systemic contact dermatitis in Ni-sensitive humans) was exceeded for three kinds of milk.
Conclusions: Due to presence of nickel exceeding BMDL10 in certain kinds of studied formulae, there is an urgent need for further studies to assess the actual exposure to this element in infants up to 6 months of age, fed exclusively with milk substitute formulae.
PIŚMIENNICTWO
1. Kamińska D.: Wprowadzenie żywności uzupełniającej do diety niemowlęcia według aktu-alnych wytycznych ESPGHAN. Standardy Medyczne Pediatria, 2017; 14: 231-234. – 2. Szajewska H.,
Socha P., Horvath A., Rybak A., Dobrzańska A., Borszewska-Kornacka M., Chybicka A., Czerwionka- -Szaflarska M., Gajewska D., Helwich E., Książyk J., Mojska H., Stolarczyk A., Weker H.: Zasady
żywie-nia zdrowych niemowląt. Zaleceżywie-nia Polskiego Towarzystwa Gastroenterologii, Hepatologii i Żywieżywie-nia Dzieci. Standardy Medyczne/Pediatria, 2014; 11: 321-338. – 3. Jarosz M.: Normy żywienia dla popu-lacji Polski. IŻŻ. Warszawa, 2017. – 4. Weker H., Barańska M.: Żywienie niemowląt i małych dzieci. Zasady postępowania w żywieniu zbiorowym. Instytut Matki i Dziecka. Warszawa, 2014. – 5. Górecka
D., Korczak J., Antonik J.: Ocena mlecznych odżywek stosowanych w żywieniu niemowląt i dzieci do
lat 3 pod kątem zawartości metali szkodliwych dla zdrowia. Żyw. Człow. Metab., 2005; 32: Suplement 1,2: 1098-1102. – 6. Wojciechowska-Mazurek M., Starska K., Brulińska-Ostrowska E., Biernat U.,
Ple-wa M., Karłowska K.: Ocena zanieczyszczenia produktów dla niemowląt i małych dzieci pierwiastkami
szkodliwymi dla zdrowia. Bromat. Chem. Toksykol., 2006; 39 Suplement: 35-39. – 7. Sipahi H., Eken A.,
Aydın A., Şahin G., Baydar T.: Safety assessment of essential and toxic metals in infant formulas. Turk J
Pediatr, 2014; 56(4): 385-391. – 8. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r. w spraw-ie maksymalnych poziomów zanspraw-ieczyszczeń chemicznych i biologicznych, które mogą znajdować się w żywności, składnikach żywności, dozwolonych substancjach dodatkowych, substancjach pomagają-cych w przetwarzaniu albo na powierzchni żywności. Dz. U. z 4 marca 2003 r. – 9. European Food Safety Authority: Scientific Opinion on the risks to public health related to the presence of nickel in food and drinking water EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). EFSA Journal, 2015; 13(2): 4002. – 10. Pandelova M., Lopez W. L., Michalke B., Schramm K.: Ca, Cd, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, and Zn contents in baby foods from the EU market: Comparison of assessed infant intakes with the present safety limits for minerals and trace elements. J Food Compos Anal, 2012; 27(2): 120-127.
11. Bargellini A., Venturelli F., Casali E., Ferrari A., Marchesi I., Borella P.: Trace elements in starter infant formula: dietary intake and safety assessment. Environ Sci Pollut Res. Int., 2018; 25(3): 2035-2044.
