Metale Grele în Produsele Alimentare

I. Surse de metale grele pentru plante, animale şi om

Metalele grele sunt compusi naturali ai scoartei terestre. Ele nu pot fi descompuse sau distruse. Ajung in corpul nostru intr-o cantitate foarte mica, odata cu mancarea, apa potabila si aerul. Ca si elemente esentiale, unele metale grele (ex. cupru, seleniu, zinc) sunt vitale in mentinerea metabolismului corpului uman [23].

Metalele in cantitati foarte mici sunt necesare tuturor formelor vitale. Ele patrund in celula vie sub forma de cationi, dar inglobarea lor este strict reglata, deoarece in cantitati mari practic toate metalele sunt toxice.

Omul, asemeni celorlalte vertebrate, are nevoie de cationi de metale, care asigura derularea multor procese de importanta vitala. Din ele mentionam:

a) metale grele - cobalt, cupru, fier, mangan, molibden, zinc si in cantitati mici crom, vanadiu, nichel si plumb;

b) metalele usoare de obicei se intalnesc in cantitati mari - calciu, magneziu, potasiu si sodiu.

Divizarea metalelor in necesare, neutre si toxice poate fi inexacta si deseori induce in eroare, deoarece toate elementele necesare in doze mici devin toxice si foarte toxice in doze mari. Diferenta intre concentratiile in care ele sunt folositoare si in care sunt daunatoare poate fi uneori foarte mica.

De exemplu, limitele de toxicitate ale fluorului si seleniului au fost cunoscute cu mult inainte de a fi demonstrat ca aceste elemente sunt necesare in alimentare. Concentratiile mai mici sunt cauza cariei endemice, iar mai mari duc la o patologie complicata fluoroza, care ataca nu numai dintii (aparitia petelor cafenii inchise), dar si toate tesuturile osoase ale omului, in acest proces calciul este inlocuit cu fluor.

In prezent, in conditiile impactului antropogen intens asupra naturii, este foarte important de a controla nivelul continutului metalelor in produsele alimentare si in mediul ambiant, deoarece sunt cunoscute cazuri de intoxicare a oamenilor cu compusii metalelor grele [24,29].

Fig.1 Acumularea metalelor grele in sol [30]

I.1. Prin ce sunt periculoase metalele grele?

- In primul rand, in procesul de preparare a hranei metalele nu se descompun, dinpotriva concentratia lor pe unitatea de masa creste.

- In al doilea rand, metalele poseda proprietatea de a se acumula in organismul uman, astfel ele franeaza sau chiar blocheaza procesele biochimice intracelulare.

- In al treilea rand, majoritatea metalelor poseda proprietati mutagene si cancerigene [24].

Metalele grele sunt periculoase deoarece ele tind sa se bioacumuleze. Bioacumularea inseamna cresterea in timp, in organismele biologice, a concentratiei substantei intr-o cantitate comparativa cu concentratia substantei in mediu. Compusii se acumuleaza in organismele vii atunci cand sunt asimilate si stocate cu o viteza mai mare decat sunt distrusi (metabolizati) sau eliminati.

Cu toate acestea, otravirea hranei cu metale grele este foarte rara si in majoritatea cazurilor are loc numai dupa poluarea mediului. Cel mai cunoscut exemplu al unei poluari de acest gen a avut loc in Japonia intre anii 1932-1955.

Incepand cu anul 1932, fabrica de chimicale Chisso a descarcat apa menajera continand mercur, in Golful Minimata din Japonia. Mercurul se acumuleaza in vietuitoarele din mare, ducand in final la otravirea populatiei cu mercur. In 1952, a aparut, la populatia Golfului Minimata din Japonia, primul incident de otravire cu mercur cauzat de consumarea pestelui poluat cu mercur. In total 500 de decese au fost inregistrate in anii 1950. De atunci, Japonia are cele mai stricte legi de mediu din lumea industriala si boala este cunoscuta ca Sindromul Minamata. [23].

In categoria metalelor grele intra o serie de elemente chimice, cu mare toxicitate pentru organismele vii. Efectul toxic se manifesta la depasirea unui anumit prag sub care unele (Co, Cu, Fe, Ni, Zn) pot fi chiar componente esentiale ale unor proteine implicate in diferite cai metabolice. Astfel, daca alimentele ar fi complet lipsite de metale atunci ar aparea deficiente nutritionale [1].

Metalele grele inhiba cresterea organismelor si activitatea enzimelor, in special a celor cu S, pentru care manifesta o afinitate deosebita. Legaturile carboxilice si aminice din proteine sunt si ele atacate de aceste metale, care se leaga de membranele celulare franand procesele de transport prin peretii celulari.

Gravitatea efectului toxic este dependenta de natura, calitatea si forma chimica sub care se gaseste metalul in produsul alimentar, de ponderea pe care alimentul contaminat o detine in structura meniurilor, de rezistenta organismului, de efectul sinergic sau antagonic al altor contaminati chimici si de alti factori.

O proprietate importanta care hotaraste gradul de toxicitate pentru organism o reprezinta solubilitatea metalelor si a compusilor metalici. Sucul gastric, sucul intestinal, sangele contin saruri, acizi, baze, grasimi, de aceea solubilitatea metalelor si a compusilor in aceste lichide poate fi diferita de solubilitatea lor in apa.

Unele metale incep sa-si exercite actiunea lor daunatoare abia dupa ce s-au acumulat in organism intr-o cantitate suficienta. Ele sunt retinute in tesuturi si fiecare cantitate noua de substanta patrunsa in organism se adauga la cea veche, iar la un moment dat, cand s-a acumulat o cantitate suficienta, se declanseaza boala. Acest efect cumulativ este intalnit la plumb, mercur, cadmiu [3,5].

Un alt mod de actionare a metalelor toxice este prin acumularea efectului, care se manifesta prin aceea ca, actionand mereu pe aceleasi tesuturi si fiecare cantitate noua de substanta patrunsa in organism se adauga la cea veche, iar la un moment dat, acestea devin foarte sensibile si patrunderea chiar a unei doze foarte mici de substanta toxica declanseaza procesul de intoxicatie.

Prezenta metalelor grele a fost evidentiata si in legume ca urmare a absorbtiei din sol, datorita atmosferei poluate si a instalatiilor tehnologice, fiind identificate si in produsele pentru copii [5]. Plumbul, cuprul, zincul si cadmiul au fost determinate in piureurile de mere, pere si sucurile de fructe cupajate [4].