فلزات سنگین در عسل فلزات بقایای آلاینده های قابل تشخیص در عسل هستند و در واقع بیشتر آلاینده های معدنی موجود در این محصول غذایی را تشکیل می دهند. آلاینده های فلزی می توانند از طریق زنجیره غذایی انباشته شوند. در مجتمع آزمایشگاهی رادگستر آنالیز عسل و آزمایش فلزات سنگین در عسل توسط بخش دستگاهی و همچنین بخش آزمایشگاه مواد غذایی با همکاری آزمایشگاه دامپزشکی انجام میشود.
بیشتر بخوانید : بررسی باقیمانده آنتی بیوتیک در عسل
فلزات سنگین در عسل
فلزات سنگین در عسل در سطوحی فراتر از آستانه ایمن، می توانند برای انسان سمی باشند و حتی به عملکردهای فیزیولوژیکی آسیب بزنند. در طول فرآیند عسلسازی، زنبورها میتوانند آلایندهها را به دنبال تماس با گونههای گیاهی آلوده یا نوشیدن آب آلوده به کندو منتقل کنند. تشخیص غلظت های بسیار پایین یک چالش پایدار برای اندازه گیری دقیق این عناصر در عسل است. علاوه بر این، از آنجایی که عسل یک ماتریس آلی پیچیده است، قبل از اعمال هر روش شیمیایی کلاسیک برای تعیین فلز، مانند پلاسمای جفت شده القایی و طیفسنجی جذب اتمی، به درمانهایی نیاز است.
بنابراین، نتایج بهینه به شرطی سازی کافی نمونه قبل از تجزیه و تحلیل محتوای فلزات سنگین بستگی دارد. پیش تیمارهای شیمیایی شامل فرآیندهای کلسینه کردن و/یا هضم اسیدی است. در مورد اجرا، آخرین مراحل هر روش تشخیص فلز، تعیینکنندههای اولیه کیفیت نتیجه هستند، جایی که هرگونه کاهش جرم با مقادیر غیرقابل اعتماد منعکس میشود. آزمایشات مرتبط با عسل در بخش آزمایشگاه کنترل کیفیت مواد غذایی رادگستر انجام میگیرد.
کمیسیون شناخته شده بین المللی Codex Alimentarius عسل را به عنوان یک ماده طبیعی شیرین که توسط زنبورها از طریق جمع آوری شهد گل یا ترشحات گیاهان زنده و متعاقب تبدیل این مواد جمع آوری شده با مواد ذاتی زنبورها تولید می شود، تعریف می کند. این مخلوط برای ذخیره سازی رسوب کرده و آبگیری می شود، فرآیندی که منجر به بلوغ عسل می شود.
ترکیبات عسل
عسل اصولاً از ترکیب پیچیده ای از کربوهیدرات ها تشکیل شده است که در میان آنها فروکتوز و گلوکز 85 تا 95 درصد کل قندها را تشکیل می دهند. از آنجایی که گلوکز کمتر از فروکتوز محلول است، نسبت این قندها در عسل دانه بندی کلی را تعیین می کند، با مقادیر بالاتر فروکتوز به عسل که مدت بیشتری در حالت مایع باقی می ماند. سایر قندهای پیچیده تر از طریق پیوند دو یا چند مولکول فروکتوز/گلوکز با باقی مانده های پلی ساکاریدی تشکیل می شوند.
عسل همچنین حاوی مواد دیگری به درجات کمتری است، از جمله اسیدهای آلی، اسیدهای آمینه، پروتئین ها، آنزیم ها، مواد معدنی، ویتامین های محلول در چربی، فلاونوئیدها با خواص آنتی اکسیدانی، و
هیدروکسی متیل فورفورال، ترکیبی که طراوت عسل را نشان می دهد. در نهایت، عسل را می توان با تجزیه و تحلیل melissopalynological بیشتر به عنوان منشاء تک گل یا چند گل طبقه بندی کرد. عسل تک گل ارزش تجاری بیشتری دارد زیرا 45 درصد باقیمانده های جامد منشأ تک گرده دارند. در مجموع، کیفیت عسل به وجود و غلظت هر یک از ترکیبات فوق و همچنین به دسته بندی به عنوان تک گل یا چند گل بستگی دارد.
ارتباط بیولوژیکی بین عسل و گیاه
ارتباط نزدیک منبع-محصول بین گیاه و عسل به این معنی است که همه عسل ها ویژگی های مختلفی از خواص بیولوژیکی را با منابع گیاهی مربوطه خود به ارث می برند. به همین دلیل، اگر گیاهان منشا در معرض این مواد، از جمله آنتروفیک ها، قرار بگیرند، می توان ترکیبات یا بقایای نامطلوبی را در عسل یافت. از جمله باقی مانده هایی که ترکیب طبیعی عسل را تغییر می دهند، فلزات هستند که بسته به غلظت آنها در غذا، می توانند برای سلامتی انسان خطرآفرین باشند. رایج ترین مسیری که انسان از طریق آن فلزات را بلعیده و در معرض آن قرار می گیرد از طریق رژیم غذایی است، اگرچه وجود این عناصر شیمیایی در هوا به معنای دریافت از طریق استنشاق نیز می باشد.
فلزات سنگین موجود در گیاهان
برخی از فلزات سنگین از جمله عناصر ضروری برای رشد طبیعی گیاهان مانند کبالت، آهن، منگنز، نیکل، روی و مس هستند و نقش مهمی در متابولیسم دارند، اما در غلظتهای بالاتر، همان فلزات سمی میشوند. این سطوح افزایش یافته می تواند باعث کاهش درصد زیست توده در سبزیجات و در بسیاری موارد دیگر منجر به مرگ گیاه شود. در مقابل، برخی از فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم، کروم و جیوه با سمیت بالایی برای گیاهان مشخص شده اند.
فلزات دارای چگالی (d) > 5 گرم در میلی لیتر و عدد اتمی > 20 هستند، به استثنای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی. بیش از 0.1 درصد از پوسته زمین حاوی فلزات نیست. اگرچه اصطلاح “فلزات سنگین” در درجه اول به عناصری با سمیت سلولی بالا اشاره دارد، این تعریف اکنون شامل ریزمغذی هایی است که در غلظت های بالا، خطری برای سلامت انسان هستند. فلزات سنگین بدون عملکرد بیولوژیکی شناخته شده به دلیل سمیت بالا خطرناک ترین هستند، از جمله
- باریم (Ba)
- کادمیوم (Cd)
- جیوه (Hg)
- سرب (Pb)
- استرانسیم (Sr)
- و بیسموت (Bi)
عناصر کمیاب یا ریز مغذیهایی که در غلظتهای زیاد سمی هستند عبارتند از
- بور (B)
- کروم (Cr)
- کبالت (Co)
- مس (مس)
- آهن (Fe)
- منیزیم (Mn)
- مولیبدن (Mo)
- نیکل (Ni)
- سلنیوم (Se)
- و روی (Zn)
با توجه به خطرات سلامتی انسان که توسط این فلزات سنگین و ریزمغذی ها ارائه می شود، مقرراتی برای حداکثر محدودیت های باقیمانده مجاز در غذاهای مختلف برای مصرف انسان وجود دارد.
فلزات سنگین در خاک: اثرات بر زنبورداری
منشاء فلزات سنگین در خاک میتواند انسانی یا طبیعی باشد و ممکن است با بخشهای مختلف خاک مرتبط باشد که تحرک و در دسترس بودن این فلزات را برای اکوسیستم اطراف تعیین میکند. این می تواند زنبورهای عسل یا زیستگاه آن را با آلودگی گیاهان و آب تحت تأثیر قرار دهد. در دسترس بودن و تحرک این آلایندهها را میتوان در رابطه با ویژگیهای فیزیکوشیمیایی خاک، به عنوان مثال، pH و محتوای مواد آلی و غیره تغییر داد.
بدون شک این امر تأثیر مهمی در میزان فلزات موجود در عسل خواهد داشت، زیرا زنبورهای عسل قادر به برداشت آب از این منابع آلوده هستند. علاوه بر این، زنبورها ممکن است این آلایندهها را پس از تماس با گونههای گیاهی آلوده، با تثبیت آنها به بدن خود به کندوها منتقل کنند.
ترکیبات معدنی در خاک مناطق
سیستم های خاک پیچیده هستند و از نظر صفات بر اساس ترکیبات معدنی و بقایای آلی متفاوت هستند. به طور خاص، فلزات سنگین با منشا آنتروفیک و ژئوشیمیایی می توانند بر ویژگی های خاک تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، شیلی پیشرو در تولید مس در سراسر جهان است و این فلز منبع اصلی درآمد خالص ملی و اشتغال است. با این وجود، معادن مس عموماً با دره های عرضی منطقه «نورته چیکو» شیلی همپوشانی دارند که همچنین منطقه مهمی برای کشاورزی و زنبورداری است. با توجه به این متقاطع فضایی، اختلافاتی بین صنایع معدنی و زنبورداری در رابطه با ضایعات تولید شده در معدن وجود دارد. به طور خاص، این بقایای سمی در هوا، خاک و آب درههای با جمعیت انسانی و تولیدات دامداری، مزرعه و زنبورداری تخلیه میشوند.
منشا وجود فلزات سنگین در خاک
وجود فلزات سنگین در خاک نه تنها به دلیل آلودگی خارجی است، بلکه می تواند منشأ ژئوشیمیایی نیز داشته باشد. در واقع، مقادیر بالای مس را می توان در سطح بین المللی در تعدادی از خاک ها یافت. این می تواند به دلایل مختلف رخ دهد، مانند محتوای غیر طبیعی ژئوشیمیایی بومی که توسط آلاینده های معدن تکمیل می شود. به طور کلی، آلودگی مس با محتوای بالای فلزات دیگر مانند آرسنیک، سرب، کادمیوم و روی همراه است. خاک ها سیستم های باز هستند که انرژی و مواد آلی را با محیط های نزدیک مبادله می کنند. این تبادلات با ترکیبی ناهمگن از سه جزء اصلی – بخش های جامد، گازی و مایع اجزای آلی، معدنی و میکروآلی مشخص می شوند. چندین رویکرد تحلیلی برای تعیین محتوای کل فلزات سنگین یا کسری از محتوای کل خاک که توسط این عناصر نشان داده شده است وجود دارد. این کسر می تواند برای تعیین در دسترس بودن و تحرک فلز استفاده شود. در دسترس بودن عنصر در خاک نماینده ترین راه برای تخمین محتوای کل عنصر است، زیرا این کسر ایجاد فرضیات تحرک، جذب گیاه و آلودگی احتمالی را تسهیل می کند . در دسترس بودن عناصر آلوده کننده متمایز به خواص ذاتی هر عنصر، از جمله تمایل به تشکیل کمپلکس با مواد آلی بستگی دارد. جذب شیمیایی مواد معدنی؛ رسوب به صورت سولفیدهای نامحلول، کربناتها، فسفاتها و اکسیدها. و بارش همزمان در سایر کانی ها.
جذب سطحی مواد شیمیایی در خاک
یکی از مهمترین فرآیندهای شیمیایی در خاک، جذب سطحی است. این فرآیند مقدار مواد مغذی، فلزات،
آفت کش ها و سایر اجزای شیمیایی آلی باقی مانده در سطح خاک را تعیین می کند. با توجه به این عملکردها، جذب به وضوح در تنظیم حمل و نقل مواد مغذی و آلاینده در خاک شرکت می کند. نیروهای شیمیایی و فیزیکی در طول جذب در رابطه مستقیم با گروه های عاملی سطح خاک و یون یا مولکول محلول عمل می کنند. فعل و انفعال بین هر دو این روابط باعث ایجاد مجتمع های سطحی می شود که می توانند به عنوان مجتمع های داخلی یا خارجی طبقه بندی شوند. کمپلکسهای کره داخلی توسط نیروهای شیمیایی ایجاد میشوند که عموماً غیرقابل برگشت هستند و کمی تحت تأثیر تغییرات قدرت یونی قرار میگیرند. به نوبه خود، کمپلکسهای کره خارجی عمدتاً شامل برهمکنشهای کولمبی هستند که از طریق یک فرآیند برگشتپذیر، تحت تأثیر قدرتهای یونی در فاز آبی قرار میگیرند.
بیشتر خاک ها ناهمگن هستند و از مواد معدنی، جامدات و ترکیبات آلی مختلف تشکیل شده اند. مکانیسمهای مختلف برهمکنش خاک با فلزات سنگین، از جمله انتشار از طریق ریز منافذ و جذب در مکانهایی با واکنشپذیری متغیر توصیف شدهاند. نمی توان بین این مکانیسم ها تمایز قائل شد، بهتر است از اصطلاح “جذب” برای توصیف حفظ فلزات سنگین توسط این سه مسیر استفاده شود . نوع جذب و مکانیسم های اتصال فلز به عوامل مختلفی مانند شعاع یونی، الکترونگاتیوی، نوع سطح، الکترون های ظرفیت و قدرت یونی محلول بستگی دارد. در حال حاضر، مقررات سختگیرانه ای برای فلزات به دلیل تجمعات باقیمانده و ماندگاری در محیط وجود دارد که توسط یافته های پس از رویدادهای آلودگی خاص پشتیبانی می شود. علاوه بر این، تعدادی از مطالعات تهدید ناشی از آلودگی احتمالی منابع آب و خاک برای کشاورزی را مشخص کرده اند.
بیشتر بخوانید :
فلزات سنگین موجود در عسل
وجود فلزات در عسل با وجود کندوهای نزدیک به منابع آلودگی مانند کارخانهها، بزرگراهها، آتشفشانها یا معادن/باطلههای معدن مرتبط است. منابع آلودگی همچنین می تواند شامل مواد شیمیایی کشاورزی باشد که حاوی کادمیوم و آرسنیک هستند . با توجه به این ارتباط، تحقیقات گسترده ای در مورد عسل برای تعیین رابطه بین محتویات فلزات سنگین و شاخص های کیفیت یا نشانگرهای بیولوژیکی انجام شده است. اغلب، غلظت فلزات سنگین در عسل کم است و تجزیه و تحلیل این عناصر را پیچیده می کند. این عارضه مستقیماً در کیفیت نتایج بهدستآمده مشهود است، جایی که هر گونه از دست دادن در طول پردازش تحلیلی نمونهها بر مقادیر غلظت تعیینشده برای هر فلز تأثیر میگذارد.
در رابطه با تجزیه و تحلیل عسل، Przybyłowski و Wilczyńska تحقیقی را روی عسل چند گلی تولید شده در لهستان انجام دادند تا روابط احتمالی بین پارامترهایی مانند pH، نسبت گلوکز: فروکتوز، رطوبت، هدایت الکتریکی و غلظت هیدروکسی متیل فورفورال را ارزیابی کنند. وجود کادمیوم، سرب و روی. این روابط بر اساس روشهای ایجاد شده توسط انجمن جوامع تحلیلی برای پردازش نمونههای آلی و انجام ارزیابیهای فلزات پسین تعیین شد. در حالی که هیچ رابطه واضحی بین پارامترهای اندازه گیری شده و فلزات مورد مطالعه یافت نشد، غلظت های گسسته کادمیوم و سرب در همه نمونه های مورد مطالعه یافت شد. این یافته نشان دهنده درجه ای از آلودگی محیطی است.
به طور مشابه، بین منشاء گیاهی و حضور روی در نمونه ها رابطه وجود داشت. تحقیقات بیشتر توسط هرناندز و همکاران انجام شد، که محتویات فلزات را در 81 نمونه عسل از جزایر قناری تجزیه و تحلیل کرد و نتایج را با 35 نمونه اضافی از مناطق در اسپانیا و اروپا به طور کلی مقایسه کرد. تجزیه و تحلیل نشان داد که غلظت فلزات قلیایی و قلیایی خاکی در محدوده خاصی است که بین جزایر قناری و عسل سرزمین اصلی اروپا تمایز قائل است. بنابراین نویسندگان به این نتیجه رسیدند که از این نوع تجزیه و تحلیل می توان برای تأیید منبع عسل استفاده کرد. هرناندز و همکارانهمچنین پیشنهاد کرد که وجود فلزات می تواند نشان دهنده تولید عسل در مناطق آلوده به این فلزات باشد.
مطالعه دیگری روی عسل آووکادو از اسپانیا نیز الگوی مشترکی را بین غلظت اندازه گیری شده فلزات قلیایی و قلیایی خاکی نشان داد. درست مانند عسل جزیره کنسرو، تراب و همکاران. پیشنهاد کرد که منشاء عسل را می توان بر اساس غلظت فلزات خاص تعیین کرد. با این حال، همبستگی بین منشاء گیاهی و حضور فلزات در سایر نقاط جهان دشوار است. به عنوان مثال، فردس و مونته نگرو [40] همبستگی احتمالی منشاء-فلزات را برای عسل از مناطق مجزای شیلی مطالعه کردند، اما نتوانستند ارتباطی بین حضور عناصر اندازهگیری شده و منشأ گیاهشناسی/جغرافیایی نمونههای عسل آنالیز شده ایجاد کنند.
از سوی دیگر، هدفی که توسط تعدادی از محققین ایجاد شده است، ارتباط وجود فلزات با خواص بیولوژیکی عسل بوده است. یکی از این تحقیقات توسط کوچوک و همکاران. سه نمونه عسل را با منابع گیاه شناسی مختلف در ترکیه تجزیه و تحلیل کرد تا رابطه احتمالی بین غلظت قلیایی، قلیایی خاکی و سایر فلزات با خواص ضد باکتریایی عسل را ارزیابی کند. نتایج بهدستآمده نشان داد که عسل با غلظتهای بالاتر از تمام فلزات مورد مطالعه، فعالیت ضدباکتریایی بیشتری نیز دارد. در سه نمونه، غلظت فلز از حد مجاز تجاوز نکرد. با این وجود، هیچ ارتباط واضحی بین غلظت فلزات اندازه گیری شده و سایر خواص بیولوژیکی عسل، مانند سطوح ترکیبات فنلی، یافت نشد.
نمونه استخراج فلزات سنگین از عسل
قبل از ارزیابی محتویات فلزی در عسل، نمونهها باید از قبل تیمار شوند تا اکثر اجزای ماتریکس آلی که میتوانند در به دست آوردن نتایج تداخل داشته باشند، حذف شوند. یکی از روش های مورد استفاده در تعیین محتویات فلز، استخراج فاز جامد است. این روش میتواند قندهای غالب را از عسل حذف کند، در نتیجه امکان جمعآوری عصارههای فلزی غلیظ را فراهم میکند که سپس میتوان آنها را از طریق طیفسنجی جذب اتمی (AAS)، طیفسنجی نشر نوری پلاسما جفت شده القایی (ICP-OES)، یا طیفسنجی جرمی پلاسما جفت شده القایی تجزیه و تحلیل کرد. (ICP-MS).
استخراج فاز جامد می تواند در تفکیک عصاره های یک عنصر، به عنوان مثال روی، که می تواند در عسل به عنوان کمپلکس های آبگریز یا به عنوان گونه های کاتیونی وجود داشته باشد، مفید باشد. رزین هایی مانند Amberlite XAD-16 و Dowex-x8-200 باید در این موارد برای جداسازی دقیق گونه های فلزی استفاده شوند . دیگر رزین های تبادل کاتیونی قوی استایرن-دیوینیل بنزن، از جمله Amberlite IRP-69، Dowex 50W x8-400، و Dowex HCR-W2، برای تعیین و تکه تکه کردن محتوای منگنز و روی در عصاره ها استفاده شده است . به طور مشابه، Dowex 50W x8-400 و Dowex HCR-W2، همراه با رزین Diaion WT01S، برای شناسایی رضایتبخش گونههای مس و روی استفاده شدهاند. استخراج فاز جامد سودمند است زیرا تمام مواد آلی موجود در نمونههای عسل را از بین میبرد و در نتیجه زمان تجزیه و تحلیل و خطرات از دست رفتن آنالیت را کاهش میدهد که میتواند بر قابلیت اطمینان نتیجه تأثیر بگذارد. با این حال، استفاده از این روش زمانی محدود می شود که ترکیبی از فلزات مختلف برای تجزیه و تحلیل های بعدی مورد نیاز باشد.
اخیراً یک رزین کلات کننده جدید پلی [2-(4-متوکسی فنیلامین)-2-اکسو اتیل متاکریلات-کو-دیوینیل بنزن-کو-2-اکریلامیدو-2-متیل-1-پروپان سولفونیک اسید] برای تعیین Cd(II) سنتز شد. یونهای Co(II)، کروم (III)، مس (II)، Fe (III)، منگنز (II)، سرب (II)، و روی (II). این رزین عملکرد خوبی در جداسازی و پیش تغلیظ آن دسته از فلزات کمیاب با مقادیر بازیافت قابل قبول (بالاتر از 95 درصد) در مقایسه با سایر روش های گزارش شده نشان داد .
روش دیگر با هدف مشابه استخراج فاز جامد، هضم مرطوب است که از اسیدهای قوی برای هضم مواد آلی در عسل استفاده می کند. به طور خاص، نمونه ها باید به مدت 3 تا 4 ساعت در دمای 105 درجه سانتیگراد گرم شوند تا تا حد امکان آب حذف شود. پس از این، هضم در دمای 45 درجه سانتیگراد از طریق افزودن مقدار کمی متشکل از یک مخلوط اسیدی (یعنی HNO3/HCl 1:1) انجام می شود تا زمانی که ماده آلی به طور کامل از بین برود. سپس اسید اضافی از طریق خشک کردن تبخیر می شود. در نهایت، خاکستر بهدستآمده در 10 میلیلیتر HNO3 10 درصد V/V معلق میشود. راه حل های به دست آمده را می توان مستقیماً از طریق AAS، ICP-OES یا ICP-MS اندازه گیری کرد. در تغییر هضم مرطوب، کلسینه کردن در یک کوره صدا خفه کن است، که خاکستر تولید می کند که سپس می تواند در محلول 0.1 مولار HNO3 و H2O2 در 3-30٪ V/V معلق شود. مزیت قابل توجه این روش این است که اندازه گیری آنالیت های متنوع را تنها از طریق یک رویکرد امکان پذیر می کند. با این حال، یک نقطه ضعف خطر آلودگی متقاطع بین نمونه ها و زمان تجزیه و تحلیل است، بنابراین نظارت دقیق در طول اجرای روش های آزمایشی مورد نیاز است. یکی دیگر از تغییرات مربوط به هضم مرطوب که با موفقیت قابل توجهی اجرا شده است، استفاده از امواج مایکروویو برای القای هضم مرطوب است .
توزن و همکاران کارایی کلسینه کردن با کوره صدا خفه کن را در مقایسه با سایر تکنیک های تولید خاکستر، مانند هضم مرطوب با استفاده از اسیدهای معدنی و از طریق مایکروویو، ارزیابی کرد. برای این منظور، نمونه های مختلف عسل مورد ارزیابی قرار گرفت و به سه روش هضم ارسال شد. نتایج بهدستآمده برای مس، منیزیم، روی، آهن، سرب، کادمیوم و نیکل، از جمله، بر اساس انحراف استاندارد بهدستآمده برای هر اندازهگیری طبقهبندی شدند. از مقادیر به دست آمده، نویسندگان به این نتیجه رسیدند که هضم مایکروویو بهترین نتایج را به همراه دارد و به دنبال آن هضم مستقیم مرطوب انجام می شود. در نهایت، کلسینه کردن از طریق کوره صدا خفه کن منجر به کمترین دقیق و پراکندگی ترین نتایج شد.
در حال حاضر هیچ تکنیکی برای تعیین و اندازه گیری فلزات به طور خاص در عسل تایید نشده است. AOAC [37] کلسینه کردن در کوره صدا خفه کن را به عنوان روش رسمی برای تعیین فلزات در هر نمونه آلی فهرست می کند. با این حال، کاربرد این روش برای عسل به دلیل خواص شیمیایی فلزات متمایز و محدودههای متفاوتی که هر نوع فلز میتواند در یک نمونه عسل وجود داشته باشد، محدود است. رفتار هر نمونه در طول تکلیس اساساً توسط ترکیب آلی نمونه تعیین می شود. جلوگیری از تلفات در داخل کوره صدا خفه کن یک فرآیند پیچیده برای کنترل است که مستقیماً بر توزیع داده های به دست آمده از اندازه گیری های کوره صدا خفه کننده تأثیر می گذارد. علاوه بر این، اگرچه فلزات اغلب به عنوان یک گروه واحد از عناصر نامیده می شوند، فلزات دارای تفاوت های فیزیکی و شیمیایی مهمی هستند. این تغییرات چالش دیگری در طول کلسینه کردن از طریق کوره صدا خفه کن است. به طور خاص، احتمال آلودگی متقاطع در کوره صدا خفه کن زیاد است که در نهایت بر توزیع مقادیر به دست آمده تأثیر می گذارد.
به همین ترتیب، سمیت فلزات برای سلامتی انسان از یک عنصر به عنصر دیگر متفاوت است. برخی از فلزات سنگین مانند سرب، جیوه و کادمیوم بسیار سمی هستند و در غلظت های بسیار کمتری نسبت به سایر عناصر یافت می شوند. اگرچه حداکثر سطوح باقیمانده برای این عناصر وجود ندارد، سازمان بهداشت جهانی و سازمان خواربار و کشاورزی، سطوح قابل قبولی را برای عسل تعیین کرده اند (یعنی سرب: 25 میکروگرم بر کیلوگرم؛ جیوه: 5 میکروگرم بر کیلوگرم؛ و کادمیوم: 7 میکروگرم بر کیلوگرم ؛ . بنابراین، از دست دادن نمونه در طول فرآیند به دست آوردن خاکستر می تواند منجر به تفاوت های نامحسوس بین مقادیر واقعی و ثبت شده برای عناصر فوق شود. این یک موضوع مرتبط با در نظر گرفتن حداکثر سطوح باقیمانده مجاز است، جایی که هر گونه از دست دادن می تواند تفاوت های آماری معنی داری بین طبقه بندی یک عسل به عنوان آلوده یا غیر آلوده به این عناصر ایجاد کند.
5. روش های تحلیلی
در سالهای اخیر، تحقیقات زیادی بر روی توسعه روشهای جدید برای اندازهگیری غلظت فلزات در عسل، با هدف دستیابی به مقادیر قابل اعتمادتر و دقیقتر متمرکز شده است. تکنیکهای الکتروشیمیایی یکی از این گزینهها هستند و قبلاً محدودیتهای تشخیص حساستری را برای برخی عناصر نشان دادهاند. یکی از این تکنیکها این است که نمونهها قبل از تجزیه و تحلیلهای خلفی در معرض کانیسازی ترکیبی اسید و تکلیس مایکروویو قرار میگیرند، که نتایج نشاندهنده تکرارپذیری خوب برای تعیین کمیت غلظتهای مس، سرب، کادمیوم و روی در عسل اکالیپتوس است . به طور مشابه، Buldini و همکاران غلظت فلزات را در انواع مختلف عسل با استفاده از هضم با واسطه پراکسید هیدروژن و تعیین کمیت آنالیت خلفی با استفاده از کروماتوگرافی یونی یا ولتامپرومتری اندازه گیری کرد. نتایج حاصل از این روش در مقایسه با مقادیر بهدستآمده برای همان نمونهها با روشهای سنتی رضایتبخش بود. با این وجود، روش پیشنهادی فقط برای اهداف تحقیقاتی قابل اعتماد تعیین شد زیرا حجم زیادی از پراکسید هیدروژن مورد نیاز برای پردازش هر نمونه به یک خطر قابل توجه تبدیل میشود که اجرا و مدیریت آن در مقیاس صنعتی دشوار است. علاوه بر این، مقادیر نمونه بالاتر نیز مورد نیاز است.
یک استراتژی متمایز برای تجزیه و تحلیل فلزات از طریق تکنیک های الکتروشیمیایی توسط Muñoz و Palmero ارائه شد. به طور خاص، نمونههای عسل در اسید کلریدریک رقیق شدند، محلولی که سپس نیترات گالیوم به آن اضافه شد تا هرگونه تداخلی که میتواند اندازهگیری کافی روی را پیچیده کند، کاهش دهد. این روش نتایج بهتری را نه تنها برای روی، بلکه برای کادمیوم و سرب در عسل ارزیابی شده ارائه کرد. مزیت اصلی تکنیک پیشنهاد شده توسط Muñoz و Palmero این است که هضم از طریق H2O2 استفاده نشد. با این وجود، این تکنیک قادر به اندازه گیری عناصری مانند مس نبود، بنابراین کاربرد گسترده آن را محدود کرد.
به طور کلی، فلزات از طریق روش های سنتی مانند AAS، ICP-OES و ICP-MS به دلیل حساسیت بالای ابزار اندازه گیری می شوند. در حالی که یک سوم کل محتویات معدنی عسل پتاسیم (K) است، عناصری که اغلب در مقادیر کمی یافت میشوند شامل آهن، مس و منگنز و غیره است . برای عناصر معدنی غالب در عسل، AAS راحت ترین روش اندازه گیری است . با این حال، زمانی که عناصر مورد مطالعه در غلظتهای پایینتر وجود داشته باشند، استفاده از تکنیکهای بسیار حساستر باید ترجیح داده شود، از ICP-MS به عنوان گزینه اولیه و ICP-OES به عنوان گزینه ثانویه استفاده شود [51، 58، 59]. در بسیاری از موارد، ICP-MS برای تعیین فلزات در سایر محصولات مرتبط به دست آمده از زنبور عسل استفاده شده است. تجزیه و تحلیل محتویات فلزی در زهر زنبور عسل نشان داد که این تجهیزات امکان دستیابی به سطوح بسیار پایینی را برای کمیسازی As، Ba، Pb Cd، Sb و Cu میدهد. این ابزار زمانی مهم است که زهر زنبور عسل یک درمان توصیه شده برای بیماری های خاص در پزشکی باشد [60]. تجزیه و تحلیل عسل، گرده، یا هر محصول دیگری که از کندوهای زنبور عسل گرفته شده است، هر چه باشد، مهم است که توجه داشته باشید که ICP-MS نیاز به چندین مرحله قبل از تجزیه و تحلیل شیمیایی دارد. به منظور دستیابی به نتایج قابل اعتماد، بهینه سازی ابزار شامل کالیبراسیون با محلول های استاندارد، تقویت نمونه ها و استفاده از مواد مرجع توصیه می شود. همچنین برای داشتن یک فرآیند اعتبار سنجی صحیح برای یک روش تحلیلی، لازم است یک روش تایید برای به دست آوردن داده های با کیفیت گنجانده شود. این آخرین آنالیزها ممکن است با استفاده از طیف سنجی جذب اتمی کوره گرافیت انجام شود.
نتیجه گیری
مناطق متعددی در جهان به دلیل وجود گونههای شیرینساز با ویژگیهای متفاوت برای تولید عسل مناسب هستند. با این حال، در بسیاری از موارد، فعالیت های زنبورداری، کندوها و گیاهان شیرین در نزدیکی منابع آلودگی رخ می دهد و ممکن است تغییرات خاصی در ترکیب عسل ایجاد کند.
در سالهای گذشته، تجارت خارجی تقاضا برای عسل و محصولات کندوی عسل بدون باقیمانده سمی را برای تحقق سیاستهای ایمنی مواد غذایی افزایش داده است.
از آنجایی که زنبورهای عسل قادرند حتی 4 کیلومتر در روز به عنوان حداکثر فاصله از کندو تا منبع گل برای جمعآوری شهد پرواز کنند، میتوان برخی از ترکیبات نامطلوب و/یا مولکولهای باقیمانده از فعالیتهای مختلف انسانی را شناسایی کرد. این آلایندهها میتوانند روی سطوح گیاهان و گلها رسوب کنند، مخصوصاً در مورد گیاهانی که در نزدیکی صنایع، بزرگراهها یا آتشفشانها رشد میکنند. به همین ترتیب، عوامل غیرزیست مانند هوا، آب و خاک ممکن است با فلزات آلوده شده و نقش مهمی در انتقال باقی مانده به عسل داشته باشند.
فلزات از جمله بقایای آلاینده هایی هستند که در ترکیب نهایی عسل قابل شناسایی هستند و در کنار آن در گروه اصلی آلاینده های معدنی قرار می گیرند. به دلیل آسیب به عملکردهای فیزیولوژیکی سیستم های زنده و تداوم آنها در زنجیره غذایی، اگر در سطوح بالاتر از حد مجاز یافت شوند، می توانند برای انسان سمی باشند.
یکی از قابل توجه ترین مشکلات در تجزیه و تحلیل فلزات مربوط به غلظت بسیار پایین موجود در محتوای عسل است. علاوه بر این، عسل یک ماتریس آلی پیچیده است و باید قبلاً برای تعیین شیمیایی فلزات با روشهای تحلیلی کلاسیک، به عنوان مثال، پلاسمای جفت شده القایی (ICP-MS) یا طیفسنجی جذب اتمی (AAS) درمان شود. عملیات شیمیایی نمونههای مربوط به روشهای استخراج فلزات شامل فرآیند کلسینه کردن و/یا هضم اسیدی است. این آخرین مراحل عمدتاً مسئول کیفیت محصولات بهدستآمده است زیرا هرگونه از دست دادن جرم در هیچ ارزش قابل اعتمادی منعکس نمیشود.
به این ترتیب، تعیین وجود فلزات سنگین در عسل با استفاده از روش های تحلیلی برای به دست آوردن مقادیر قابل اعتماد بسیار مهم است. باید در نظر گرفت که عسل و/یا سایر محصولات کندوی زنبور عسل مانند گرده زنبور عسل، بره موم یا موم زنبور عسل ماتریکس آلی هستند و بنابراین، روش پاکسازی نمونه ها قبل از آنالیز شیمیایی برای تعیین محتوای فلزات سنگین برای دستیابی به نتایج بهینه ضروری است.