Zawartość metali ciężkich oraz azotanów (V) i azotanów (III) w owocach bzu czarnego i aronii czarnoowocowej w zależnosci od miejsca pozyskania i okresu wegetacyjnego

KATARZYNA OGNIK, EL¯BIETA RUSINEK, IWONA SEMBRATOWICZ, JERZY TRUCHLIÑSKI

ZAWARTOŒÆ METALI CIʯKICH ORAZ AZOTANÓW (V) I AZOTANÓW

(III) W OWOCACH BZU CZARNEGO I ARONII CZARNOOWOCOWEJ

W ZALE¯NOŒCI OD MIEJSCA POZYSKANIA I OKRESU

WEGETACYJNEGO

CONTENTS OF HEAVY METALS, NITRATE V, AND NITRATE III IN FRUITS

OF ELDERBERRY AND BLACK CHOKEBERRY DEPENDING ON HARVEST

SITE AND VEGETATION PERIOD

Katedra Biochemii i Toksykologii Akademia Rolnicza w Lublinie 20-950 Lublin, ul. Akademicka 13 Kierownik: prof. dr hab. J. Truchliñski

Celem pracy by³o okreœlenie zawartoœci azotanów V i III oraz kadmu i o³owiu w œwie¿ych owocach bzu czarnego i aronii czarnoowocowej pozyskanych z rejo-nu Lubelszczyzny. Zawartoœæ o³owiu w próbkach analizowanych owoców zebra-nych w latach 2003 i 2004 roku, nie przekracza³a wartoœci granicznej dla owo-ców jagodowych. Stwierdzono jednak przekroczenie wartoœci dopuszczalnej dla kadmu w owocach bzu czarnego i aronii czarnoowocowej pozyskanych z sezonu wegetacyjnego 2003 i 2004. W obu sezonach wegetacyjnych, nieco wy¿szy po-ziom azotanów V i III, stwierdzono w owocach bzu czarnego i borówki czarno-owocowej zebranych na terenie potencjalnie bardziej zanieczyszczonym. Warun-ki pogodowo-klimatyczne nie wp³ynê³y na poziom o³owiu i kadmu oraz azota-nów (V) i azotaazota-nów (III) w badanych owocach.

S³owa kluczowe: metale ciê¿kie, azotany (V) i (III), czarny bez, aronia

Key words: heavy metals, nitrate (V), nitrate (III), black elderberry, chokeberry

WSTÊP

Zawartoœæ metali ciê¿kich oraz azotanów i azotynów w roœlinach zale¿na jest od miejsca

ich wegetacji oraz od specyficznych w³aœciwoœci, w tym od zdolnoœci kumulowania

okre-œlonych sk³adników zarówno z gleby jak i z powietrza. O³ów i kadm zaliczane do

prioryte-towych zanieczyszczeñ ¿ywnoœci stwarzaj¹ najwiêksze zagro¿enie dla zdrowia ludzkiego

zarówno ze wzglêdu na ich w³aœciwoœci toksykologiczne jak i powszechnoœæ

wystêpowa-nia. Azotany V i III ze wzglêdu na swoje w³aœciwoœci utleniaj¹ce i zdolnoœæ do tworzenia

w organizmie wolnych rodników oraz nitrozozwi¹zków s¹ równie¿ bardzo szkodliwe dla

zdrowia cz³owieka [1, 3, 6, 7, 10, 12]. Z uwagi na cenne w³aœciwoœci farmakologiczne,

owoce leœne powszechnie wykorzystywane s¹ w zio³olecznictwie oraz stanowi¹ wa¿ny

su-rowiec do produkcji przetworów owocowych. Wobec tego produkcja bezpiecznych

surow-ców leczniczych wykorzystywanych w ¿ywieniu ludzi i zwierz¹t gospodarskich wymaga

spe³nienia okreœlonych warunków uprawy, pozyskania, przetworzenia i kontroli jakoœci

uzyskanych preparatów.

Celowe zatem wyda³o siê okreœlenie zawartoœci o³owiu i kadmu oraz azotanów V i III

w owocach aronii czarnoowocowej (Aronia melanocarpa) i bzu czarnego (Sambucus

ni-gra) pozyskiwanych z dwóch sezonów wegetacyjnych (2003 i 2004 rok), z terenów

poten-cjalnie wolnych od zanieczyszczeñ i potenpoten-cjalnie nara¿onych na ekspozycjê

zanieczysz-czeñ.

MATERIA£ I METODY

Materia³ badawczy stanowi³y owoce aronii czarnoowocowej (Aronia melanocarpa) i bzu czarne-go (Sambucus nigra). Próbki do badañ pobierano w dwóch okresach wegetacyjnych (2003 i 2004 rok), w woj. lubelskim w miejscach nie zanieczyszczonych bezpoœrednio przez zak³ady przemys³o-we, odpowiednio oddalonych od szlaków komunikacyjnych (okolice Woli Uhruskiej) oraz z miejsc uznanych za bardziej nara¿one na ekspozycjê zanieczyszczeñ, znajduj¹cych siê w pobli¿u g³ównego ci¹gu komunikacyjnego (okolice „Cementowni Rejowiec S.A”, w Rejowcu Fabrycznym). Próby pozyskiwano po osi¹gniêciu przez owoce pe³nej dojrza³oœci konsumpcyjnej, tj. w drugiej po³owie wrzeœnia. Z okolic Woli Uhruskiej oraz Rejowca Fabrycznego wybrano losowo po 10 stanowisk pozyskiwania surowców roœlinnych (5 dla aronii czarnoowocowej oraz 5 dla bzu czarnego), a na-stêpnie mieszano je w celu przygotowania œredniej próby laboratoryjnej. Owoce myto, suszono na powietrzu a nastêpnie w suszarce elektrycznej w temp. 60°C. Po ca³kowitym wysuszeniu owoców rozdrobniono przygotowane próbki w m³ynku i przechowywano je w opakowaniach szklanych do momentu rozpoczêcia analizy. Z tak przygotowanego materia³u odwa¿ono nastêpnie z ka¿dej próbki okreœlon¹ iloœæ surowca. Do oznaczania zawartoœci badanych metali ciê¿kich (Pb, Cd ) – po 1g owoców. Surowiec spalono w piecu w temperaturze 450°C, a nastêpnie roztwarzano w 6N kwasie solnym. W otrzymanym mineralizacie oznaczono zawartoœæ o³owiu i kadmu metod¹ atomowej spek-trofotometrii absorpcyjnej. Oznaczanie zawartoœci azotanów V i III przeprowadzono metod¹ kolory-metryczn¹ wg PN-92/A-75112, polegaj¹cej na pomiarze intensywnoœci zabarwienia, jakie daj¹ jony azotanowe III z odczynnikiem Griessa [8]. Wszystkie analizy chemiczne wykonano w dwóch po-wtórzeniach.

WYNIKI I ICH OMÓWIENIE

Stopieñ kumulacji sk³adników mineralnych w roœlinach w du¿ej mierze zale¿y od

gatun-ku roœliny. Z badañ ró¿nych autorów wynika, ¿e owoce jagodowe charakteryzuj¹ siê wiêksz¹

ni¿ inne owoce koncentracj¹ metali ciê¿kich [4, 5, 11].

Zawartoœæ o³owiu i kadmu w badanych owocach, w sezonie wegetacyjnym 2003 i 2004

roku przedstawiono w tabeli I. Wyniki oznaczeñ zawartoœci o³owiu wykaza³y, ¿e w obu

surowcach nie przekracza³ on dopuszczalnej zawartoœci okreœlonych w Rozporz¹dzeniu

Ministra Zdrowia [9], która dla owoców jagodowych wynosi 0,2 mgkg

_{œ.m. Dopuszczalny}

poziom Pb w obu okresach wegetacyjnych, nie zosta³ przekroczony nawet w surowcach

pochodz¹cych z terenów po³o¿onych blisko cementowni, chocia¿ w porównaniu z

owoca-mi zbieranyowoca-mi w okolicy Woli Uhruskiej by³ on wy¿szy (ok. 3,5 - krotnie w owocach aronii

czarnoowocowej pozyskanej w obu sezonach wegetacyjnych oraz 6-krotnie w roku 2003

Ta b e l a I . Zawartoœæ o³owiu i kadmu w wybranych owocach (mg kg-1_{œwie¿ej masy) w okresie} wegetacyjnym 2003 i 2004 roku

Lead and cadmium contents in the selected fruits (mg kg-1 _{fresh mass) in 2003 and} 2004 vegetation period =DZDUWR üPJNJ_{ ZLH HMPDV\} 0LHMVFH SR]\VNDQLD 5RG]DMRZRFX _{RáyZ NDGP} %H]F]DUQ\ _{Ær} _{Ær} $URQLDF]DUQRRZRFRZD  Ær   Ær 6W DQ RZ LV ND S RW HQ FM DO QL H QL H QD UD RQ H QD H NV SR ]\ FM  ]D QL HF ]\ V] F] H Z    UR NX  %H]F]DUQ\ _{Ær} _{Ær} 6W DQ RZ LV ND  SR WH QF MD OQ LH Q DU D RQ H QD H NV SR ]\ FM  ]D QL HF ]\ V] F] H  Z    UR NX  $URQLDF]DUQRRZRFRZD _{Ær} _{Ær} =DZDUWR üPJNJ _{ZLH HMPDV\} 0LHMVFH SR]\VNDQLD 5RG]DMRZRFX RáyZ NDGP %H]F]DUQ\ _{Ær} _{Ær} $URQLDF]DUQRRZRFRZD _{Ær} _{Ær} 6W DQ RZ LV ND S RW HQ FM DO QL H QL H QD UD RQ H QD H NV SR ]\ FM  ]D QL HF ]\ V] F] H Z    UR NX  %H]F]DUQ\ _{Ær} _{Ær} 6W DQ RZ LV ND  SR WH QF MD OQ LH Q DU D RQ H QD H NV SR ]\ FM  ]D QL HF ]\ V] F] H Z    UR NX  $URQLDF]DUQRRZRFRZD _{Ær} _{Ær}

i 4-krotnie w 2004 w bzie czarnym) (Tab. I). Nie ulega w¹tpliwoœci, ¿e stopieñ

zanieczysz-czenia tym metalem zale¿y od ska¿enia œrodowiska oraz natê¿enia komunikacji na danym

terenie. Wyniki uzyskane w badaniach w³asnych potwierdzaj¹ tê zale¿noœæ. Jednak¿e

nale-¿y stwierdziæ zgodnie z Trêdowsk¹ i Syrok¹ [11], i¿ owoce s¹ stosunkowo krótko nara¿one

na ekspozycjê zanieczyszczeñ w porównaniu do liœci, które przez ca³y okres wegetacji

ku-muluj¹ zanieczyszczenia. Dla przyk³adu w owocach jagodowych pochodz¹cych z terenów

Górnoœl¹skiego Okrêgu Przemys³owego ich ska¿enie o³owiem dyskwalifikowa³o je jako

zdatne do spo¿ycia [2]. Tymczasem wartoœci uzyskane w badaniach w³asnych by³y

znacz-nie ni¿sze od wartoœci dopuszczalnej dla owoców jagodowych (0,2 mgkg

_{œ.m.), [9].}

W przeciwieñstwie do o³owiu koncentracja kadmu w badanych owocach by³a bardzo

wysoka, przekraczaj¹ca dozwolon¹ iloœæ, która wed³ug Rozporz¹dzenia Ministra Zdrowia

[9] nie powinna przekraczaæ dla owoców jagodowych 0,03 mg kg

_{œ.m. Koncentracja}

kad-mu w 2003 i 2004 roku w badanych owocach by³a bardzo zbli¿ona i mieœci³a siê w w¹skich

granicach odpowiednio: 0,043 mgkg

_{-0,053 mgkg}

_{œ.m. i 0,039 mgkg}

_{-0,047 mgkg}

_œ.m.

W przypadku aronii czarnoowocowej pozyskanej z obu okresów wegetacyjnych, nie

stwier-dzono zale¿noœci pomiêdzy miejscem pozyskania surowców a zawartoœci¹ kadmu.

Nato-miast w owocach bzu czarnego z sezonu wegetacyjnego 2003 i 2004 roku, pochodz¹cych

z terenu uprzemys³owionego by³a ona nieznacznie wy¿sza odpowiednio (o.ok. 19 % i 17%),

ni¿ w owocach zebranych z okolic Woli Uhruskiej (Tab. I). Œwiadczy to prawdopodobnie

o niewielkim stopniu zanieczyszczenia powietrza przez spaliny samochodowe i przemys³.

Mimo i¿ w grupie owoców zbieranych na terenach potencjalnie mniej zanieczyszczonych

zawartoœæ kadmu by³a nieco ni¿sza, to stwierdzone zawartoœci tego pierwiastka nale¿y uznaæ

za bardzo wysokie. Znacznie wiêksz¹ zawartoœæ kadmu, przekraczaj¹c¹ wartoœæ

dopusz-czaln¹ stwierdzi³a Ognik i wsp. [7], w owocach jagodowych (¿urawiny b³otnej i borówki

czarnej), pozyskanych z rejonu Lubelszczyzny. Nieco wy¿sze zawartoœci Cd w owocach

jagodowych ni¿ w innych badanych owocach np. jab³kach i gruszkach stwierdzi³a równie¿

Jêdrzejczak i wsp. [4] oraz Wojciechowska-Mazurek i wsp. [13]. Owoce jagodowe

charak-teryzuj¹ siê bardzo du¿¹ zdolnoœci¹ pobierania z gleby i kumulowania niezbêdnych z

punk-tu widzenia ¿ywieniowego sk³adników mineralnych. Tym samym wykazywaæ mog¹ wiêksz¹

zdolnoœæ pobierania kadmu – metalu zaliczanego do czêstych zanieczyszczeñ ¿ywnoœci.

Zawartoœæ azotanów V i III w badanych owocach, w sezonie wegetacyjnym 2003 i 2004

roku przedstawiono na ryc. 1 i ryc. 2. Aronia melanocarpa charakteryzowa³a siê najwy¿sz¹

zawartoœci¹ azotanów V i III, w 2004 roku zebrane na terenach potencjalnie nara¿onych na

ekspozycjê zanieczyszczeñ oraz azotanów V zebrane ze stanowisk potencjalnie nie

nara¿o-nych na ekspozycjê zanieczyszczeñ (ryc. 1, ryc. 2). Na terenach potencjalnie

niezanieczysz-czonych, w 2003 roku, najmniejsze iloœci azotanów V, odnotowano dla bzu czarnego (2,63

mgkg

_{œ.m.) oraz azotanów III dla aronii czarnoowocowej (0,68 mgkg}

_{œ.m.). Bardzo}

zbli-¿one zawartoœci azotanów (V)

i azotanów (III)

w owocach jagodowych odnotowali równie¿

Ognik i wsp. [7] oraz Nabrzyski i Gajewska [6]. W porównaniu z wielokrotnie wy¿szymi

zawartoœciami azotanów V, jakie stwierdzili w warzywach a szczególnie w warzywach

li-œciastych Czech i Rusinek [3] oraz WoŸniak i Pokorska-Lis [13], uzyskane zawartoœci

w badanych owocach leœnych nie powinny budziæ niepokoju, tym bardziej, ¿e udzia³ tych

owoców w codziennej diecie cz³owieka jest niewielki. Wiadomym jest równie¿, ¿e do

owo-ców przenika z regu³y znacznie mniej zanieczyszczeñ ni¿ do korzeni, bulw, ³odyg i liœci

roœlin uprawnych. Dlatego te¿ na temat wystêpowania azotanów i azotynów w owocach

            

EH]F]DUQ\ DURQLDF]DUQRRZRFRZD EH]F]DUQ\ DURQLDF]DUQRRZRFRZD

  ]D Z DU WR ü D] RW DQ yZ 9 Z P JN J P  VWDQRZLVNDSRWHQFMDOQLHQLHQDUD RQHQDHNVSR]\FM ]DQLHF]\ V]F]H VWDQRZLVNDSRWHQFMDOQLHQDUD RQHQDHNVSR]\FM ]DQLHF]\V]F]H

Ryc. 1. Œrednia zawartoœæ azotanów (V) w badanych owocach (mg kg-1 _{œwie¿ej masy) w okresie} wegetacyjnym 2003 i 2004 roku

The average content of nitrates (V) in tested fruits (mg kg-1 _{fresh mass) in 2003 and 2004} vegetation period              

EH]F]DUQ\ DURQLDF]DUQRRZRFRZD EH]F]DUQ\ DURQLDF]DUQRRZRFRZD

  ]D Z DU WR ü D] RW DQ yZ , ,, Z P JN J  P  VWDQRZLVNDSRWHQFMDOQLHQLHQDUD RQHQDHNVSR]\ FM ]DQLHF]\V]F]H VWDQRZLVNDSRWHQFMDOQLHQDUD RQHQDHNVSR]\ FM ]DQLHF]\ V]F]H

Ryc. 2. Œrednia zawartoœæ azotanów (III) w badanych owocach (mg kg-1 _{œwie¿ej masy) w okresie} wegetacyjnym 2003 i 2004 roku

The average content of nitrates (III) in tested fruits (mg kg-1 _{fresh mass) in 2003 and 2004} vegetation period

ukazuje siê mniej publikacji ni¿ odnoœnie wystêpowania w warzywach czy innych

produk-tach ¿ywnoœciowych. W dostêpnym piœmiennictwie nie znaleziono tak¿e prac

wskazuj¹-cych na istnienie zwi¹zku pomiêdzy zawartoœci¹ metali ciê¿kich, azotanów V i III w

roœli-nach a czynnikami pogodowo-klimatycznymi, jednak uzyskane wyniki sugeruj¹, ¿e

powy¿-sze czynniki mog³y odegraæ tutaj niewielk¹ rolê (Tab. II).

WNIOSKI

1. Poziom o³owiu we wszystkich badanych owocach w obu sezonach wegetacyjnych by³

niski, nie przekraczaj¹cy maksymalnie dopuszczalnej zawartoœci 0,2 mg kg

_{œ.m. dla}

owo-ców jagodowych

2. We wszystkich analizowanych surowcach zarówno w 2003 jak i w 2004 roku

koncen-tracja kadmu przekracza³a jego dopuszczaln¹ zawartoœæ 0,03 mg kg

_{œ.m. dla owoców}

ja-godowych. Najwy¿szy poziom kadmu odnotowano w bzie czarnym pozyskanym, w sezonie

wegetacyjnym 2003 roku, ze stanowisk potencjalnie nara¿onych na ekspozycjê

zanieczysz-czeñ – 0,053 mg kg

_œ.m. 

3. Zawartoœæ azotanów (V) i azotynów (III) w owocach bzu czarnego i aronii

czarno-owocowej pochodz¹cych ze stanowisk znajduj¹cych siê w pobli¿u Cementowni Rejowiec

S.A. w obu sezonach wegetacyjnych by³a wy¿sza, ni¿ w owocach pochodz¹cych ze

stano-wisk potencjalnie nie zanieczyszczonych.

4. Nieco odmienne warunki pogodowe, jakie panowa³y w latach 2003 i 2004 nie

wp³ynê-³y na zawartoœæ badanych metali ciê¿kich i azotanów V i III w owocach jagodowych.

Ta b e l a I I . Œrednie wartoœci danych meteorologicznych z roku 2003 i 2004 Mean values of meteorological traits in 2003 and 2004

'DQHPHWHRURORJLF]QH]URNXZDUWR FL UHGQLH

0LHVL F 7HPSHUDWXUD_UHGQLD :LOJRWQR üSRZLHWU]D_>@ 2SDG\>PP@

NZLHFLH     PDM    F]HUZLHF    'DQHPHWHRURORJLF]QH]URNXZDUWR FL UHGQLH NZLHFLH     PDM    F]HUZLHF   

K . O g n i k , E . R u s i n e k , I . S e m b r a t o w i c z , J . T r u c h l i ñ s k i

CONTENTS OF HEAVY METALS, NITRATE (V), AND NITRATE (III) IN FRUITS OF ELDERBERRY AND BLACK CHOKEBERRY DEPENDING ON HARVEST

SITE AND VEGETATION PERIOD Summary

Lead, cadmium, nitrate V and nitrate III contents were determined in elderberry and black choke-berry fruits harvested in Lublin region. Samples were taken from areas that were potentially exposed and not exposed to pollution. Fruits analyzed in 2003 and 2004 harvested from area exposed to pollution were characterized by higher lead concentration (0.043-0.098 mg kg-1 _{fresh mass and} 0.048-0.081 mg kg-1 _{fresh mass, respectively) than those collected from potentially not polluted area.} Le-vels of tested metals in fruits harvested from both areas in 2004 were fairly similar to those from 2003. However, cadmium content in all collected fruits from both areas (in both vegetation periods) appeared to be high and much exceeded its permissible value (0.03 mg kg-1 _{fresh mass). Levels of} nitrate V was low and similar in fruits harvested in both seasons from both areas not exceeding 3.4 mg kg-1 _{fresh mass. Content of nitrate III was also low and oscillated within the range 0.68-0.89 mg} kg-1 _{fresh mass.}

PIŒMIENNICTWO

1. Balcerska I., Wêdzisz A., Uramowski J.: Azotany i azotyny w wybranych zio³ach i preparatach zielarskich. Bromat. Chem. Toksykol.,1997, 30, 119-123.

2. Chor¹¿y W., Œmigiel D., Bliwert K., Podsiad³o R., Filip J.: Zawartoœæ niektórych metali ciê¿kich (Pb, Cd) w wybranych warzywach i owocach pochodz¹cych z ró¿nych terenów Górnoœl¹skiego Okrêgu Przemys³owego (GOP-U). Roczn. PZH, 1987, 6, 484-490.

3. Czech A., Rusinek E.: Zawartoœæ metali ciê¿kich oraz azotanów i azotynów w wybranych warzy-wach z rejonu Lubelszczyzny. Roczn. PZH, 2005, 3, 229-236.

4. Jêdrzejczak R., Szteke B.: Zawartoœæ kadmu i o³owiu w owocach jagodowych i ziarnkowych. Roczn. PZH, 1989, 4-6, 274-278.

5. Kuboi T., Noguchi A., Mazaki J.: Relationship between tolerance and accumulation characteri-stics of cadmium in higher plants. Plant and Soil., 1987, 104, 275-284.

6. Nabrzyski M., Gajewska R.: Zawartoœæ azotanów i azotynów w owocach i warzywach oraz w niektórych innych œrodkach spo¿ywczych. Roczn. PZH, 1994, 3, 167-180.

7. Ognik K., Sembratowicz I., Truchliñski J.: Zawartoœæ wybranych metali oraz azotanów i azoty-nów w owocach ¿urawiny b³otnej oraz borówki czarnej i czerwonej z rejonu Lubelszczyzny. ¯yw. Cz³ow. i Metabol., 2005, 32, supl. nr.1, 267-272.

8. Polska Norma PN-92 A-75112. Owoce, warzywa i ich przetwory. Oznaczanie zawartoœci azoty-nów i azotaazoty-nów.

9. Rozporz¹dzenie Ministra Zdrowia. 2003 (Dz. U Nr 37 poz. 326).

10. Szyd³owska E., Zarêba S., Szyd³owski W.: Azotany (III) i azotany (V) w wybranych lekach zio³o-wych. Bromat. Chem. Toksykol., 2002, 35, 357-360.

11. Trêtowska J., Syrocka K.: Próba oceny stanu zanieczyszczenia œrodowiska w Siedlcach i okoli-cach na podstawie zawartoœci metali ciê¿kich w liœciach i owookoli-cach bzu czarnego. Ekol. Techn., 2002, 10, 24-28.

12. Wojciechowska-Mazurek M., Zawadzka T., Kar³owski K., Starska K., Æwiek-Ludwicka K., Bru-liñska-Ostrowska E.: Zawartoœæ o³owiu, kadmu, rtêci, cynku i miedzi w owocach z ró¿nych regionów Polski. Roczn. PZH, 1995, 46, 223-230.

13. WoŸniak J., Pokorska-Lis G.: Azotany i azotyny w warzywach z upraw konwencjonalnych i ekologicznych. Bromat. Chem. Toksykol., 1999, 4, 317-321.