Maciej Bilek1, Aleksandra Mielnik, Stanisław Mielnik, Sławomir Bakier2
Zawartość metali ciężkich jako czynnik determinujący bezpieczeństwo spożywania syropu brzozowego i kategorię jego rejestracji
The content of heavy metals as a factor determining the safety of birch syrup consumption and the category of its registration
1Zakład Agroekologii, Instytut Nauk Rolniczych, Ochrony i Kształtowania Środowiska, Uniwersytet Rzeszowski
2Instytut Nauk Leśnych, Wydział Budownictwa i Nauk o Środowisku, Politechnika Białostocka
Summary
Introduction. Birch syrup is a unique foodstuff produced only in the several areas of the world through the evaporation of water from birch sap. It is a sweetener addition to various dishes and, at the same time, a rich, comprehensive source of minerals. The Polish forest environment provides sufficient raw material base for the production of birch syrup, but previous studies of native birch sap have highlighted the significant content of heavy metals.
Aim. Verify the cadmium and lead content in birch syrup produced from the sap of birches growing on agricultural land in a region considered ecologically clean.
Material and methods. Birch sap collection was carried out on 7-16 March 2019. The daily volume of sap from 20 trees was evaporated to a syrup consistency (68.5 ± 1.15°Brix) to obtain a foodstuff that complies with the recommendations. Cadmium and lead content was examined in an accredited laboratory using atomic absorption spectrometry.
Results. An increase in heavy metal content has been observed over time. The cadmium content ranged from 0.16 to 0.36 mg/kg, and for lead, respectively 0.046 to 0.14 mg/kg. These concentrations should be considered high and disqualifying birch syrup in the light of health safety standards specified for the vast majority of foodstuffs. In addition, the very high percentage of implementation of the TWI for cadmium, already when consuming small amounts of birch syrup, indicates that its home production and consumption may be associated with serious health risks.
Conclusions. Dietary supplements are the only category of foodstuffs for which the measured levels of cadmium and lead did not exceed the permitted safety standards. Registration of birch syrup as a dietary supplement is fully justified by the statutory definition of this group of foodstuffs, a form that allows dosage in limited quantities, as well as the chemical composition, characterized by a high content of minerals.
Wprowadzenie
Przełom XX i XXI wieku przyniósł radykalne zmiany nie tylko w stylu życia, ale także w zachowaniach żywieniowych konsumentów (1). Na skutek znacznego wzrostu poziomu wiedzy żywieniowej pojawiły się takie zachowania konsumenckie, jak ekologizacja konsumpcji, etnocentryzm konsumencki, samoleczenie czy podporządkowanie decyzji konsumenckich zasadom zrównoważonego stylu życia (2). Ma również miejsce stała presja konsumentów na producentów żywności, dzięki czemu powstają nowe kategorie środków spożywczych o właściwościach funkcjonalnych, których celem jest dostarczenie składników prozdrowotnych i wywołanie zamierzonego efektu biologicznego w organizmie człowieka (3, 4). Uzyskaniu takich celów służą już nie tylko typowe środki spożywcze m.in. z kategorii superfoods, ale również suplementy diety, nutraceutyki, żywność wzbogacona i środki spożywcze specjalnego przeznaczenia żywieniowego (5). Wzrasta ponadto wśród konsumentów popularność idei clean label, oznaczającej żywność bez substancji dodatkowych, poprawiających smak, trwałość i wygląd, bardzo trudnej do uzyskania w warunkach masowej produkcji przemysłu spożywczego (6).
Równocześnie modne staje się spożywanie środków spożywczych, będących elementem diety naszych przodków. Przykładem może być sok brzozowy, spożywany niegdyś na terenie całej Słowiańszczyzny. W ciągu ostatnich lat zarówno jego indywidualne pozyskiwanie, jak i sprzedaż w postaci butelkowanej znacząco wzrosły (7). Przyczyniły się do tego z jednej strony prace naukowe, przypominające dawne medyczne zastosowania soków drzewnych, zwłaszcza brzozowych (8), z drugiej zaś liczne badania analityczne, które wykazały obecność substancji biologicznie aktywnych, np. białka o działaniu przeciwgrzybiczym (9). Przede wszystkim jednak uwagę zwraca wysoka wartość odżywcza rodzimego surowca, będącego unikalnym źródłem trzech składników mineralnych: manganu, miedzi i cynku, w mniejszym zaś stopniu ? wapnia, potasu i magnezu (10-12). Z tych powodów sok brzozowy stał się przedmiotem zainteresowania nie tylko przemysłu spożywczego i farmaceutycznego, dla których stanowi atrakcyjny surowiec, ale również właścicieli lasów, pozwalając na planowanie nowych form niedrzewnego użytkowania lasu i zarazem dywersyfikację przychodów (13).
Sok brzozowy może służyć nie tylko jako surowiec do bezpośredniego butelkowania, po ewentualnym wprowadzeniu dodatków smakowych, ale również jako półprodukt do otrzymywania syropu brzozowego. Jest to środek spożywczy bardzo popularny w krajach Ameryki Północnej (USA, Kanada) i Europy Północnej (Finlandia, Estonia). Pod względem kulinarnym stanowi dodatek słodzący, który w zastępstwie cukru może być stosowany zarówno do deserów, napojów, jak i potraw mięsnych, nadając im specyficzny posmak (14). Według badań fińskich, zawartość wody w syropie brzozowym wynosi od ok. 27% do ok. 35%, zaś jego sucha masa składa się w ponad 90% z cukrów prostych (glukoza i fruktoza), niewielkiej (poniżej 1%) ilości sacharozy i galaktozy, wody, kwasów organicznych, w tym głównie kwasu jabłkowego (ok. 3%), związków mineralnych (ok. 3%) oraz wolnych aminokwasów (poniżej 1%). Odczyn syropu brzozowego jest lekko kwaśny, w zakresie od 4,8 do 6,5 (15, 16).
Dotychczasowe prace nad syropem brzozowym prowadzone były głównie w Finlandii i Stanach Zjednoczonych. Uwzględniają one badania składu chemicznego w kontekście jakości środków spożywczych, dotyczące m.in. zawartości związków lotnych (17, 18), trwałości przechowalniczej (19), sposobu produkcji (15, 16, 19), właściwości organoleptycznych (15), jak również określenia ekonomicznej opłacalności poboru i wpływu na rozwój regionalny (14, 20). Ostatnio badano i postulowano produkcję syropu brzozowego również w Rumunii, szacując jego trwałość w warunkach domowej produkcji (21).
W Polsce syrop brzozowy nigdy nie był produkowany, baza surowcowa gatunku brzoza brodawkowata w Lasach Państwowych i prywatnych jest jednak wystarczająca do masowego wytwarzania tego środka spożywczego (22). Ponadto została już pozytywnie zweryfikowana ekonomiczna opłacalność produkcji syropu brzozowego w polskich warunkach: rodzimy sok brzozowy zawiera bowiem niejednokrotnie więcej cukrów, aniżeli soki brzozowe fińskie i kanadyjskie, co wiąże się z niższymi kosztami produkcji (23). Oznacza to, że polski syrop brzozowy mógłby z powodzeniem konkurować na ogólnoświatowym rynku spożywczym pod względem ceny (24). Dowiedziono także, że skład soku brzozowego pod względem zawartości cukrów jest bardzo stabilny, w przeciwieństwie do zawartości innych składników chemicznych, dla których wykazano znaczne różnice pomiędzy stanowiskami poboru oraz zróżnicowanie składu w czasie (25).
Biorąc pod uwagę skład chemiczny soku brzozowego, syrop, powstający poprzez odparowanie znacznej ilości wody z wyjściowego surowca, cechowałby się wyjątkowymi wartościami odżywczymi, stanowiąc unikalne źródło większości składników mineralnych zalecanych do spożycia przez współczesne normy żywieniowe (26). Rozpatrując potencjalną produkcję syropu brzozowego w Polsce, należy jednak wskazać również na czynniki ograniczające, przede wszystkim na bardzo dużą podatność soku brzozowego na zanieczyszczenia przemysłowe i rolnicze. W dotychczasowych badaniach wykazano bowiem, że rodzimy sok brzozowy stwarza potencjalne zagrożenie zwłaszcza pod względem zawartości metali ciężkich, głównie ołowiu i kadmu (27). W badaniach soku z terenu ekologicznie czystego stwierdzono statystycznie wyższe stężenia kadmu w sokach pobieranych z brzóz porastających grunty porolne, stanowiących równocześnie lasy prywatne (28). Z kolei wyższe stężenia ołowiu odnotowano w sokach brzóz występujących w środowisku leśnym oddalonym o kilkadziesiąt kilometrów od dużej aglomeracji miejskiej (dane niepublikowane). Pojawia się zatem pytanie, czy sok z takich drzew może stanowić surowiec do produkcji syropu brzozowego, tym bardziej, że dotychczasowe badania nie uwzględniały aspektu bezpieczeństwa zdrowotnego spożywania syropu brzozowego, w tym określenia zawartości metali ciężkich.
Cel pracy
Celem niniejszej pracy była weryfikacja zawartości kadmu i ołowiu w syropie brzozowym wytwarzanym z soku brzóz porastających grunty porolne w regionie uważanym za czysty ekologicznie.
Materiał i metody
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Gajda-Konopka M, Lesiów T: Ocena wiedzy i nawyków żywieniowych u osób aktywnych fizycznie. Nauki Inż Technol 2017; 25: 9-19.
2. Barska A: Atrybuty produktu żywnościowego a decyzje konsumentów. Hand Wew 2018; 3: 37-47.
3. Błaszczak A, Grześkiewicz W: Żywność funkcjonalna ? szansa czy zagrożenie dla zdrowia? Med Og Nauk Zdrow 2014; 20: 214-221.
4. Tomaszewska M, Bilska B, Grzesińska W, Przybylski W: Żywność funkcjonalna jako możliwość rozwoju polskich firm spożywczych. Rocz Nauk Stow Ekon Rol Agrobiznesu 2014; 16: 293-298.
5. Lipińska I: Ryzyko innowacyjne w produkcji żywności ? aspekty prawne i ekonomiczne. Rocz Nauk Stow Ekon Rol Agrobiznesu 2015; 17: 129-134.
6. Piwowarczyk L: Clean label ? co to właściwie oznacza? Wiedza i Jakość 2014; 35: 8-9.
7. Godyla S: Postawy konsumentów wobec soku z brzozy. Think 2015; 20: 7-16.
8. Svanberg I, Sõukand R, Łuczaj Ł et al.: Uses of tree saps in northern and eastern parts of Europe. Acta Soc Bot Pol 2012; 81: 343-357.
9. Bilek M, Olszewski M, Wityk P, Staniszewski P: Proteins of birch tree sap. Forests in Science, Practice and Education Conference on the centenary of the Faculty of Forestry, Warsaw University of Life Sciences ? SGGW Warsaw 18-19 June 2019. Warszawa 2019: 49.
10. Bilek M, Stawarczyk K, Łuczaj Ł, Cieślik E: Zawartość wybranych składników mineralnych i anionów nieorganicznych w sokach drzewnych z terenu Podkarpacia. Żywn-Nauk Technol Jakość 2015; 100: 138-147.
11. Bilek M, Kuźniar P, Stawarczyk K, Cieślik E: Zawartość manganu w sokach drzewnych z terenu Podkarpacia. Post Fitoter 2016; 17: 255-261.
12. Bilek M, Siembida A, Gostkowski M et al.: Variability of the minerals content as a factor limiting health properties of birch saps. J Elem 2017; 22: 957-967.
13. Bilek M: Perspektywy i warunki wykorzystania rodzimego soku brzozowego jako surowca dla przemysłu spożywczego. Post Tech Leś 2018; 143: 41-45.
14. Cameron M: Establishing an Alaskan birch syrup industry: Birch syrup ? it’s the un-maple. [In:] Davidson-Hunt I, Duchesne LC, Zasada JC (eds.): Forest communities in the third millennium: linking research, business, and policy toward a sustainable non-timber forest product sector, proceedings of the meeting. U.S. Department of Agriculture, Forest Service. Kenora 2001: 135-139.
15. Kok R, Norris ER, Beveridge T: Production and properties of birch syrup (Betula populifolia). Canada Agric Eng 1978; 20: 5-9.
16. Kallio H, Teerinen T, Ahtonen S et al.: Composition and properties of birch syrup (Betula pubescens). J Agric Food Chem 1989; 37: 51-54.
17. Kallio H, Rine S, Pangborn RM, Jennings W: Effect of Heating on the Headspace Volatiles of Finnish Birch Syrup. Food Chem 1987; 24: 287-299.
18. Kallio H: Aroma of Birch Syrup. J Agric Food Chem 1989; 37: 1367-1371.
19. Kortesniemi M, Kallio H: Advances in birch syrup chemistry; https://www.researchgate.net/publication/306240433 (data dostępu: 21.02.2020).
20. Berg A: Birch syrup production to increase the economic sustainability of maple syrup production in the Northern Forest; http://nsrcforest.org/sites/default/files/uploads/vandenBerg11full.pdf (data dostępu: 21.02.2020).
21. Enescu CM: Collection and use of birch sap, a less known non-wood forest product in Romania. Sci Pap Ser Manag Econ Eng Agric Rur Develop 2017; 17: 191-194.
22. Raport o stanie lasów w Polsce 2016. Centrum Informacyjne Lasów Państwowych, Warszawa 2017.
23. Bilek M, Olszewski M, Gostkowski M, Cieślik E: The usefulness of birch saps from the area of Podkarpacie to produce birch syrup. Biotech Food Sci 2016; 80: 11-18.
24. Bilek M, Stawarczyk K, Siembida A et al.: Zawartość cukrów w sokach drzewnych z terenu Podkarpacia. Żywn-Nauk Technol Jakość 2015; 103: 53-63.
25. Bilek M, Sosnowski S, Tomusiak R et al.: Zmienność dobowej wydajności i wybranych parametrów fizycznych soku brzozowego. Sylwan 2019; 163: 443-451.
26. Bilek M, Stawarczyk K, Gostkowski M et al.: Mineral content of tree saps from Subcarpathian region. J Elem 2016; 21: 669-679.
27. Bilek M, Szwerc W, Kocjan R: Zawartość metali ciężkich (Pb, Cd, Cr, Ni) jako potencjalny czynnik ograniczający możliwość wykorzystania soku brzozowego. Post Fitoter 2017; 18: 183-189.
28. Bilek M, Kuźniar P, Cieślik E: Kadm w pitnym soku brzozowym z terenu rolniczego. Med Środ-Env Med 2016; 19: 31-33.
29. Olech E, Kuboń M: Motywy wyboru produktów ekologicznych przez konsumentów segmentu demograficznego z terenu Małopolski. Rocz Nauk Stow Ekon Rol Agrobiznesu 2015; 17: 164-169.
30. Rozp. Kom. (UE) 488/2014 zmieniające rozp. (WE) 1881/2006 w odniesieniu do najwyższych dopuszczalnych poziomów kadmu w niektórych środkach spożywczych.
31. Rozp. Kom. (UE) 1005/2015 zmieniające rozp. (WE) 1881/2006 w odniesieniu do najwyższych dopuszczalnych poziomów ołowiu w niektórych środkach spożywczych.
32. Ustawa z dnia 25 sierpnia 2006 r. o bezpieczeństwie żywności i żywienia. Dz. U. 2006; 171: poz. 1225.
33. Baraniak J, Kania M: Suplementy diety, środki spożywcze specjalnego przeznaczenia żywieniowego a lek roślinny w świetle współczesnej fitoterapii. Post Fitoter 2015; 16: 177-183.
34. Wawer J, Bilek M, Sosnowski S: The energy consumption during the birch tree sap concentration process using the reverse osmosis system. Econtechmod 2018; 7: 151-155.
35. WHO Technical Report Sites: Evaluation of certain food additives and contaminants. Seventy-third report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. World Health Organization 2011.
36. Statement on tolerable weekly intake for cadmium. EFSA J 2011; 9: 1975.
37. Czeczot H, Majewska M: Kadm ? zagrożenie i skutki zdrowotne. Farm Pol 2010; 66: 243-250.
38. Krzywy I, Krzywy E, Peregud-Pogorzelski J et al.: Kadm ? czy jest się czego obawiać? Ann Acad Med Stetin 2011; 57: 49-63.
39. Wawer J, Bilek M: Prosty aparat wykorzystujący technologię osmozy odwróconej do zagęszczania rodzimego soku brzozowego. Post Nauk Technol Przem Rol Spoż 2017; 72: 51-67.
