Rizikové prvky v ekologické a konvenční produkci potravin

Bc. Lenka Štefanidesová

Master's thesis

Risk elements in organic and conventional food production

Abstract:

Potraviny představují prostřednictvím příjmu životně důležitých látek nezbytnou součást života lidí. Zároveň jsou také jedním z hlavních zdrojů kontaminantů, mezi něž jsou řazeny také rizikové prvky, které mohou při vyšších koncentracích negativně ovlivňovat homeostázu organismu a představovat vážná zdravotní rizika. Je tedy nutné věnovat pozornost jejich výskytu v potravinách, a to nejenom stanovením legislativních restrikcí, ale také kontrolou. V současné době jsou potraviny produkovány ve dvou základních zemědělských systémech, ekologickém a konvenčním. Bioprodukty jsou vnímány jako šetrnější a zdravotně nezávadnější. Zájem o biopotraviny má v posledních letech vzrůstající tendenci, která je očekávána i v budoucnu. Nevýhodou je však vyšší cena ve srovnání s konvenčními produkty.Pomocí metod AAS a ICP-MS byly analyzovány běžně konzumované a dostupné potraviny zakoupené v České republice, které pocházely z ekologické a konvenční produkce. V těchto potravinách byl sledován obsah As, Cd, Hg a Pb. Analýze bylo podrobeno 56 vzorků 10 různých druhů potravin rostlinného i živočišného původu, a to brambory, cibule, čokolády, jablka, kuřecí játra, kuřecí prsní řízky, plnotučná kravská mléka, rýže, vejce a ryby.Nejvyšší průměrné množství arzenu (1,148 ± 2,1699 mg.kg-1) a rtuti (0,0595 ± 0,0762 mg.kg-1) bylo zjištěno ve vzorcích ryb. Nejvyšší průměrné množství kadmia a olova bylo stanoveno ve vzorcích čokolád (0,152 ± 0,056 mg.kg-1), respektive (0,041 ± 0,018 mg.kg- 1). Nejnižší průměrný obsah As byl zjištěn ve vzorcích plnotučných kravských mlék, v nichž byly průměrné hodnoty vždy pod mezí detekce stanovené na úrovni 0,001 mg.kg- 1. Nejnižší průměrné hodnoty Cd (0,004 ± 0,001 mg.kg-1) vykazovala testovaná jablka. Nejnižší průměrné množství Hg i Pb bylo nalezeno ve vzorcích cibulí (0,0010 ± 0,0005 mg.kg-1, respektive 0,003 ± 0,001 mg.kg-1).Dle statistického vyhodnocení bylo zjištěno, že obsah rizikových prvků ve stejných potravinách závisí ve 48,72 % případů na jejich původu, avšak pouze mořské ryby obsahovaly statisticky vyšší množství všech analyzovaných prvků. Nelze proto s jistotou říci, který ze způsobů produkce generuje potraviny s nižším množstvím sledovaných rizikových prvků.Statisticky významné vyšší obsahy sledovaných rizikových prvků v porovnání s ostatními analyzovanými potravinami byly zjištěny pouze v množství arzenu ve vzorcích mořských ryb a množství kadmia, rtuti a olova v čokoládách. Statisticky vyšší obsah olova byl stanoven také ve vzorcích rýží.Nejvyšší rozdíly v obsahu arzenu a olova vykazovaly vzorky kuřecích prsních řízků z konvenční produkce, zatímco nejvyšší variabilita v obsahu kadmia byla zjištěna v kuřecích játrech z konvenčního zemědělství. V případě rtuti byla nejvyšší variabilita obsahu zjištěna ve vzorcích vajec pocházejících z konvenční produkce. Nejnižší variabilitu As vykazovaly vzorky čokolád z konvenčního zemědělství. Pro Cd byly nejnižší rozdíly stanoveny v plnotučných kravských mlécích z konvenční produkce, v případě Hg se jednalo o brambory pocházející z téže produkce. Nejmenší rozdíly v obsazích Pb byly zjištěny ve vzorcích jablek z ekologické produkce.

Abstract:

Food articles represent a necessary part of a human life through the intake of vital substances. At the same time they are a main source of contaminants, which include hazardous elements that in higher doses can negatively influence the homeostasis of the organism and mean serious health risks. Thus, it is necessary to pay attention to their presence in the food articles, not only by setting legal restrictions, but also by supervision. At the present time, articles of food are produced in two basic agricultural systems, the ecological one and the conventional one. Bioproducts are seen as more considerate and less harmful. There is an increasing trend in the interest in bio groceries and is expected to continue in the future. The disadvantage is higher price compared to conventional products. Products normally consumed and available to purchase in the Czech Republic were analyzed using AAS and ICP-MS methods. These products came both from the ecological and conventional production. In these articles the content of As, Cd, Hg a Pb was analyzed. There were 56 samples of 10 different products from plant and animal origin, namely potatoes, onions, chocolate, apples, chicken liver, chicken breast fillets, full fat cow milk, rice, eggs and fish. The highest average content of arsenic (1.148 ± 2.1699 mg.kg-1) and mercury (0.0595 ± 0.0762 mg.kg-1) was detected in the samples of fish. The highest average content of cadmium (0.152 ± 0.056 mg.kg-1), and lead (0.041 ± 0.018 mg.kg-1) was in the samples of chocolate. The lowest average content of As was detected in the samples of full fat cow milk, where the average values were below the limits of detection set to 0.001 mg. kg-1. The lowest average amounts of Cd (0.004 ± 0.001 mg.kg-1) were detected in tested apples. The lowest average content of Hg (0.0010 ± 0.0005 mg.kg-1) and Pb (0.003 ± 0.001 mg.kg-1) were found in the samples of onions. According to the statistical evaluation we found that the contents of hazardous elements in the same kind of food articles depends in 48.72% of cases on their origin, although only marine fish contained statistically higher contents of all the analyse elements. Therefore it is not possible to say with certainty which way of the production is generating food articles with lower amounts of observed hazardous elements. Statistically significantly higher amounts of observed hazardous elements compared to other analyzed food products were only the contents of arsenic in marine fish samples and amounts of cadmium, mercury and lead in chocolate. Statistically higher contents of lead were also found in the samples of rice. The largest differences in arsenic and lead contents were detected in the samples of chicken breast fillets from conventional production, meanwhile the highest variability in cadmium contents were found in chicken liver from conventional agriculture produce. Regarding mercury, the highest variability of contents were in eggs coming from conventional produce. The lowest variability of As was shown in the samples of chocolate from conventional agriculture production. The lowest differences in Cd contents were in the full fat cow milk from the conventional produce, for Hg it were the potatoes also from this production. The lowest difference in Pb contents were found in the samples of apples from ecological production.

Keywords

rizikové prvky, ekologická produkce, konvenční produkce, AAS

Keywords

organic production, conventional production, risk elements, AAS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Alena Hejtmánková, CSc.
• Reader: Jiřina Száková, prof. Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Farm Products Quality and Processing / Farm Products Quality and Processing