universitatea de ŞtiinŢe agricole Şi medicinĂ
TRANSCRIPT
UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA
ŞCOALA DOCTORALĂ
FACULTATEA DE MEDICINĂ VETERINARĂ
Specializarea: Tehnologie şi expertiză sanitar veterinară
Ing. CRINA CARMEN MUREŞAN (DOROFTEIU)
TEZĂ DE DOCTORAT
Rezumat CERCETĂRI PRIVIND INFLUENŢA PROCESELOR
TEHNOLOGICE ASUPRA PESTICIDELOR ORGANOCLORURATE PREZENTE ÎN CARNE ŞI
PREPARATELE DIN CARNE
Conducător ştiinţific
Prof. Univ. Dr. CORNEL LASLO
CLUJ-NAPOCA
2010
INTRODUCERE
Justificarea temei de cercetare
În condiţiile actuale ale progresului, când industrializarea, chimizarea,
mecanizarea şi automatizarea au cuprins practic toate sectoarele activităţii economice şi
chiar unele sectoare ale vieţii sociale, asistăm la o poluare considerabilă a mediului
înconjurător şi concomitent la pericolul contaminării alimentelor cu substanţe dăunătoare
pentru sănătatea omului.
Pentru a menţine calitatea şi, implicit siguranţa alimentelor, începând de la
originea lor – materia primă - până în momentul în care ajung pe masa consumatorului şi
având în vedere că de cele mai multe ori produsele alimentare de origine animală
constituie veriga finală a acumulării noxelor din mediu, este necesară implementarea
unor proceduri care să asigure obţinerea de alimente integre şi sigure pentru consum, sub
aspectul calităţii şi inocuităţii.
Nevoile tot mai crescute de hrană, datorate creşterii populaţiei globului, au dus la
folosirea pe scară tot mai largă a substanţelor chimice, în special a îngrăşămintelor şi
pesticidelor. Pe lângă rolul benefic de creştere a producţiei agricole şi, implicit, a celei
animaliere, unele pesticide s-au dovedit a avea efect negativ asupra sănătăţii omului, prin
bioacumulare, datorită persistenţei reziduurilor în alimente.
Monitorizarea reziduurilor de pesticide organoclorurate este o preocupare curentă
în ţările Uniunii Europene astfel că, pe lângă monitorizarea factorilor de mediu, studiile
se răsfrâng prioritar asupra grupelor de produse cu indice mare de consum şi cu un
caracter lipidic pronunţat: carnea şi preparatele din carne se încadrează în categoria
acestor produse alimentare.
Lucrarea „Cercetări privind influenţa procesării asupra reziduurilor de pesticide
organoclorurate prezente în carne şi preparatele din carne” este concepută ca un tot
unitar, sistematizată pe 6 capitole bine conturate şi anexe.
În prima parte (I), teza cuprinde un studiu de literatură privind modificările
histologice, senzoriale şi fizico-chimice care apar în urma tratamentelor termice ale
cărnii, precum şi incidenţa şi semnificaţia igienică a pesticidelor din alimente.
În partea a doua (II) sunt prezentate cercetările proprii cu desing-ul experimental,
metodele de lucru, rezultate şi discuţii (structurate pe obiectivele principale propuse în
vederea îndeplinirii scopului tezei), concluzii şi recomandări.
În această teză s-a urmărit incidenţa pesticidelor organoclorurate în furaje, ţesuturi
grase, carne şi preparate din carne obţinute prin tratamente termice diferite şi realizarea
unui studiul al trasabilităţii acestor contaminanţi.
Pentru determinarea pesticidelor organoclorurate au fost folosite metode analitice
standardizate, care au fost optimizate în ceea ce priveşte reducerea timpului de lucru, a
volumelor de solvenţi şi apoi validate în condiţii analitice de repetabilitate,
reproductibilitate, specificitate şi acurateţe.
Alte metode fizico-chimice standardizate cum ar fi determinarea umidităţii, a
conţinutului în grăsime brută, proteină brută, celuloză brută, substanţe minerale, sare şi
nitriţi au fost folosite pentru aprecierea integrităţii probelor luate în studiu.
De asemenea, s-a urmărit identificarea unor modalităţi de reducere a contaminării
cu pesticide organoclorurate, a produselor procesate termic, prin diferite procedee de
prelucrare termică şi realizarea uni model matematic predictiv privind influenţa
tratamentelor termice asupra conţinutului de pesticide organoclorurate.
Rezultatele din partea experimentală au fost publicate în articole ştiinţifice (I-VIII)
care se regăsesc la bibliografie.
Încercările din prezenta teză au fost realizate atât în cadrul Laboratorului pentru
Calitatea şi Siguranţa Alimentului – LICSA (USAMV Cluj-Napoca) cât şi în cadrul
Laboratorului de Igiena Alimentaţiei (Institutul de Sănătate Publică „Prof. Dr. Iuliu
Moldovan„ Cluj-Napoca).
SCOP SI OBIECTIVE
Ipoteza
În contextul în care se constată o creştere a producţiei, importurilor şi exporturilor
de carne şi preparate din carne, o atenţie deosebită trebuie acordată incidenţei pesticidelor
organoclorurate pe întreg lanţul alimentar-de la furaj, la carne respectiv preparate de
carne.
Scopul acestui studiu a constat în stabilirea efectului unor procese tehnologice
asupra conţinutului de pesticide organoclorurate din carne şi preparate din carne.
Obiectivele generale au constat în:
Evaluarea calităţii furajelor prin determinarea parametrilor fizico-chimici şi
identificarea reziduurilor de pesticide organoclorurate;
Studiul incidenţei reziduurilor de pesticide organoclorurate din ţesuturile
grase, carne şi preparate de carne (porc);
Studiul trasabilităţii pe lanţul alimentar: furaj - ţesut gras - carne - preparate
din carne a reziduurilor de pesticide organoclorurate;
Identificarea unor modalităţi de reducere a contaminării cu pesticide
organoclorurate din produsele de origine animală prin diferite procedee de
prelucrare termică;
Realizarea unui model matematic predictiv privind influenţa tratamentelor
termice asupra conţinutului de pesticide organoclorurate.
MATERIALE ŞI METODE
Pentru îndeplinirea primelor trei obiectivelor generale, au fost luate în studiu probe
de furaj, probe de carne porc din diferite regiuni anatomice, probe de ţesut gras, precum
şi probe de preparate din carne obţinute prin diferite tratamente termice.
Toate probele au fost recoltate în anul 2007, de la un abator din judeţul Cluj şi
depozitate în vederea analizării lor la temperatura de -18°C (probele de carne, grăsime şi
preparate din carne), iar probele de furaj la temperatura camerei.
Codificarea probelor s-a realizat astfel: probele de furaj Fj, probele de ţesut gras:
osânză O, slănină S, mezenter M, probele de carne: ceafă CF, cotlet CO, pulpă P, probele
de pastă compoziţie prospături PCP, respectiv pastă compoziţie semiafumate PCS, iar
probele de preparate din carne: crenvurşti CW, parizer, PZ, salam de vară SV, cârnaţi
afumaţi CA, cârnaţi trandafir CT şi lebăr LB.
În vederea aprecierii integrităţii probelor, conţinutul în grăsime a fost cuantificat
prin metoda Soxhlet, determinarea umidităţii prin metoda uscării la etuvă, conţinutul de
proteină prin metoda Kjeldahl, conţinutul de celuloză prin hidroliză acidă, substanţele
minerale prin calcinare, conţinutul de sare titrimetric iar conţinutul de nitrit
spectofotometric.
Pentru identificarea reziduurile de pesticide organoclorurate s-a utilizat metoda
multireziduu pentru determinarea gaz cromatografică din alimentele de origine vegetală,
respectiv produse alimentare grase.
O activitate importantă a prezentei lucrări a constat în optimizarea şi validarea
metodei de determinare a reziduurilor de pesticide organoclorurate din matricea grasă,
atât pentru dozare, prin GC (cu detector ECD) cât şi pentru screening/confirmare, prin
GC/MS. Cercetările au fost conduse în două direcţii bine definite: optimizarea extracţiei
şi purificării reziduurilor de pesticide organoclorurate prin îmbunătăţirea metodei SR EN
ISO 1528-2004 respectiv determinarea parametrilor ei de performanţă.
S-a decis utilizarea metodei de determinare GC-ECD, utilizând extracţia în fază
solidă (SPE) a pesticidelor organoclorurate având la bază următoarele considerente:
reducerea timpului de lucru, volume mai mici de solvenţi, în condiţii analitice de
repetabilitate, reproductibilitate, specificitate şi acurateţe.
Pentru optimizarea metodei GC/MS s-au determinat parametri de performanţă
(R2, RSD%, limita de detecţie) realizându-se următoarele activităţi specifice: alegerea
raportului de splitare de 5:1 prin analiza unei soluţii etalon de concentraţie 4 mg/kg în
mod <SCAN>; selectarea ionului majoritar şi a ionilor de referinţă, folosiţi pentru
identificare şi dozare, utilizând bibliotecile de spectre NIST 127 şi NIST 147; creşterea
sensibilităţii la MS prin implementarea metodei de determinare cantitativă în mod
<SIM>; şi determinarea limitei de detecţie prin analiza unor concentraţii descrescătoare
în mod < SIM> prin folosirea ionilor majoritari.
Pentru realizarea obiectivelor 4 şi 5, identificarea unor modalităţi de reducere a
contaminării cu pesticide organoclorurate din produsele de origine animală, prin diferite
procedee de prelucrare termică şi pentru realizarea unui model predictiv privind influenţa
tratamentelor termice asupra conţinutului de pesticide organoclorurate au fost recoltate
probe de ceafă de porc de la o unitate comercială din Cluj-Napoca, în anul 2008.
Probele au fost fortifiate cu un mix de pesticide organoclorurate şi supuse la
diferite procese tehnologice. Fortifierea s-a realizat în procesul de sărare prin injectare, cu
soluţie salină 15% şi contaminant în concentraţie de 200 ng/g grăsime. Probele astfel
pregătite au fost păstrate timp de 6 zile la temperatura de 0-4°C.
Codificarea probelor a fost CF pentru proba de ceafă, CF+S+C pentru proba de
ceafă cu sare. Procesele tehnologice au fost codificate astfel: afumare rece (AFR),
afumare caldă şi pasteurizare (AFC+PST), pasteurizare şi afumare caldă (PST+AFC),
frigere (FR), coacere (CO) şi înăbuşire (IN).
Probele au fost supuse determinărilor de grăsime prin metoda Soxhlet, respectiv
metoda de determinare a reziduurilor de pesticide organoclorurate din matricea grasă,
prin GC (cu detector ECD) şi confirmare, prin GC/MS.
REZULTATE ŞI DISCUŢII
1. EVALUAREA CALITĂŢII FURAJELOR PRIN DETERMINAREA PARAMETRILOR FIZICO-CHIMICI ŞI IDENTIFICAREA REZIDUURILOR DE PESTICIDE ORGANOCLORURATE
Pentru îndeplinirea acestui obiectiv au fost propuse următoarele activităţi:
• determinarea parametrilor fizico-chimici pentru probele de furaj şi compararea
cu datele de literatură;
• identificarea reziduurilor de pesticide organoclorurate şi compararea cu
valorile maxime admise de standardele în vigoare.
Valorile parametrilor fizico-chimici la probele de furaje, au variat între 16.02-
16.58% în cazul proteinei brute, între 4.2-4.89% pentru conţinutul în grăsime brută, între
11.94-12.98% pentru umiditate, între 5.12-5.7% pentru substanţele minerale şi între 6.45-
6.88% pentru celuloza brută.
Toţi parametrii fizico-chimici analizaţi se încadrează în cerinţele prevăzute de
Normele Americane (NRC) şi Institutul Naţional Francez pentru Cercetare Agricolă
(INRA).
Valori scăzute de reziduuri au fost identificate pentru heptaclor (1 ng/g grăsime),
respectiv heptaclor epoxid (1 ng/g grăsime), α clordan (2 ng/g grăsime) şi endosulfan I şi
II (2 ng/g grăsime).
Izomerii HCH se situează între 2-15 ng/g grăsime, concentraţia cea mai mare fiind
la izomerul β HCH (15 ng/g grăsime), α HCH (2 ng/g grăsime) şi γ HCH (3 ng/g
grăsime). Toate valorile sunt sub limita maximă reziduală (MRL) de 20 ng/g grăsime
respectiv, 10 ng/g grăsime.
În ceea ce priveşte DDT-ul şi metaboliţii săi, valorile se situează între 4.5 ng/g
grăsime la p,p' DDD, 16.5 ng/g grăsime pentru p,p' DDE şi 20 ng/g grăsime pentru p,p'
DDT. Toţi compuşii identificaţi sunt sub limita maximă reziduală de 50 ng/g grăsime.
Prezenţa acestor pesticide se poate justifica datorită persistenţei şi capacităţii mari
de acumulare a lor în mediu, de unde pot fi preluate de furaje. γ HCH şi endosulfanul au
fost utilizaţi până de curând (2007, respectiv 2008). Furajele utilizate în alimentaţia
suinelor conţin tipuri variate de cereale (SARA, 2009), deci efectul este cumulativ.
Aplicând testul <One- Way ANOVA> pentru conţinutul de apă, grăsime brută,
proteină brută, cenuşă, celuloză şi conţinut de pesticide, reiese că nu există variaţii
semnificative între probele de furaje; nu s-a găsit o corelaţie semnificativă între
conţinutul de pesticide organoclorurate şi conţinutul de grăsime în urma aplicării testului
<T>.
2. STUDIUL INCIDENŢEI REZIDUURILOR DE PESTICIDE ORGANOCLORURATE DIN ŢESUTURILE GRASE, CARNE ŞI PREPARATE DE CARNE (PORC)
Pentru evaluarea incidenţei conţinutului de reziduuri de pesticide organoclorurate
din ţesuturile grase au fost propuse următoarele activităţi:
• determinarea conţinutului de grăsime brută din diferite ţesuturi grase;
• identificarea reziduurilor de pesticide organoclorurate prin metodele de
determinare GC-ECD şi confirmare GC-MS, optimizate, şi compararea cu
valorile maxime admise de standardele în vigoare;
• stabilirea unor corelaţii între conţinutul de grăsime brută şi reziduurile de
pesticide organoclorurate.
Conţinutul în grăsime brută a fost între 72.20-72.90% pentru mezenter, 82.73-
83.02% la slănină şi 90.13-90.35% pentru osânză.
Cantităţi reduse de reziduuri organoclorurate de tip α clordan (2-3 ng/g grăsime),
heptaclor (3-5 ng/g) şi endosulfan (2.5-4 ng/g) au fost identificate în ţesuturile grase.
Reziduurile de tip Σ HCH şi Σ DDT sunt cele mai însemnate: 47 ng/g grăsime Σ DDT şi
15.3 ng/g grăsime Σ HCH la slănină; 48 ng/g grăsime Σ DDT şi 18.5 ng/g grăsime Σ
HCH la osânză; 53 ng/g grăsime Σ DDT şi 20.1 ng/g grăsime Σ HCH în ţesutul
mezenteric.
În ceea ce priveşte distribuţia izomerilor HCH în Σ HCH, β HCH are valoarea cea
mai ridicată, de 10-13 ng/g grăsime. Acumulare mai mare de β HCH în ţesuturi este de
aşteptat deoarece acest izomer este cunoscut a fi metabolizat mai lent (WILLETT şi col.,
1998).
Din Σ DDT, p,p' DDE are o valoare mai ridicată, de 28 ng/g grăsime în ţesutul
mezenteric, de 27 ng/g grăsime în osânză şi de 25 ng/g grăsime în slănină, în timp ce p,p'
DDD are valoarea cea mai scăzută, de 3 ng/g în slănină şi osânză şi de 4 ng/g în ţesutul
mezenteric.
Concentraţiile DDT-ului şi a metaboliţilor săi au arătat că afinitatea pentru stocare
în ţesutul adipos este legată de lipofilitatea fiecărui compus chimic (MORGAN şi ROAN,
1971) şi creşte în ordinea p,p' DDD < p,p' -DDT < p,p' DDE.
Nici unul dintre reziduurile determinate nu depăşeşte limita maximă reziduală
(LMR), ele fiind cu un ordin de mărime sub aceste valori.
O acumulare mai accentuată a pesticidelor organoclorurate se observă în ţesutul
gras mezenteric, urmat de ţesutul din zona retroperitoneală (osânza), iar apoi de ţesutul
subcutanat – slănina.
Aplicând testul <One- Way ANOVA> pentru parametrii fizico-chimici urmăriţi,
reiese că nu există variaţii semnificative între probele de osânză, slănină şi mezenter. În
ceea ce priveşte conţinutul de pesticide din probele de ţesut gras, aplicând <Testul T>, s-
au găsit corelaţii extrem de semnificative între probele comparate.
Pentru evaluarea incidenţei conţinutului de reziduuri de pesticide organoclorurate
din carne au fost propuse următoarele activităţi:
• determinarea parametrilor fizico-chimici din probe de ceafă, cotlet şi pulpă de
porc;
• identificarea reziduurilor de pesticide organoclorurate şi compararea cu
valorile maxime admise de standardele în vigoare;
• stabilirea unor corelaţii între conţinutul de grăsime brută şi reziduurile de
pesticide organoclorurate.
Conţinutul în grăsime este mai redus la probele de cotlet, între 8.01-8.95%, la
probele de pulpă se situează între 11.10-11.27%, iar cele mai mari valori sunt înregistrate
la probele de ceafă, între 16.12-16.23%.
Este de remarcat conţinutul redus de grăsime la carnea de porc provenită de la
genotipurile moderne, comparativ cu valorile raportate cu 20 de ani în urmă. Carnea mai
slabă este rezultatul nu numai al utilizării genotipurilor actuale superioare (manifestarea
fenomenului de heterozis prin încrucişarea unei rase pure cu hibrizi) dar şi al
tehnologiilor de producere a „noului porc” (SARA şi col, 2009).
Conţinutul în săruri minerale în carnea de porc este mai ridicat la cotlet, comparativ
cu pulpa, respectiv ceafa, corelat direct cu conţinutul de grăsime.
În ceea ce priveşte reziduurile de pesticidele organoclorurate HCH şi DDT sunt
principalii contaminanţi în toate probele de carne. Cele mai mari concentraţii au fost cele
de Σ DDT cu valori la probele de ceafă de 20 ng/g grăsime, în probele de cotlet de 15
ng/g grăsime şi în probele de pulpă de 18 ng/g grăsime.
HCH total are o valoare de 23.2 ng/g grăsime în probele de pulpă, 21.1 ng/g
grăsime în probele de cotlet şi 25.8 ng/g grăsime în probele de ceafă.
Se poate concluziona că acumularea de Σ HCH este mai mare în ţesutul muscular
comparativ cu ţesutul adipos, de asemenea β HCH are aceeaşi distribuţie, fapt semnalat la
şobolani şi porci (SRINIVASAN, 1983; COVACI şi col., 2004). Cu toate că α HCH şi γ
HCH au lipofilicitate aproape egală, ele se pot acumula diferit, concentraţia de α HCH
fiind mai mică decât cea de γ HCH. După COVACI şi col. (2004) concentraţia de α HCH
poate fi de 2-3 ori mai mică decât cea de γ HCH.
Au fost identificate reziduuri de α clordan (1-1.2 ng/g), heptaclor epoxid (1 ng/g
grăsime) şi endosulfan I (1-1.3 ng/g) grăsime.
Toate reziduurile de pesticide organoclorurate identificate au fost sub limita
maximă reziduală.
Aplicând testul <One- Way ANOVA> pentru parametrii fizico-chimici urmăriţi,
reiese că nu există variaţii semnificative între probele de pulpă, ceafă şi cotlet. În ceea ce
priveşte conţinutul de pesticide şi grăsime din probele de ceafă, cotlet şi pulpă, aplicând
<Testul T>, s-au găsit corelaţii extrem de semnificative între probele comparate; odată cu
creşterea conţinutului de grăsime brută creşte şi cantitatea de reziduuri de pesticide
organoclorurate.
Pentru evaluarea incidenţei conţinutului de reziduuri de pesticide organoclorurate
din preparatele din carne au fost propuse următoarele activităţi:
• aprecierea integrităţii preparatelor din carne;
• identificarea reziduurilor de pesticide organoclorurate şi compararea cu
valorile maxime admise de standardele in vigoare;
• identificarea unor posibile corelaţii între conţinutului total de pesticide
organoclorurate şi conţinutul de grăsime.
Valorile parametrilor fizico-chimici determinaţi se încadrează în limitele prevăzute
de STAS pentru probele examinate, excepţie fac probele din categoria produse afumate şi
fierte, fără structură, care prezintă unele depăşiri. Astfel conţinutul de grăsime la probele
de parizer, s-a situat între 29.07-29.54% peste limita maximă admisă (26%), iar la
probele de crenvurşti valorile au fost între 28.38-29.66%. În ceea ce priveşte conţinutul în
proteină, la probele de crenvurşti valorile determinate au fost de peste 11% cât prevede
STAS-ul şi sub limită la probele de parizer (între 10.14-10.80%).
Şi în cazul preparatelor din carne se poate observa că reziduurile de pesticide
organoclorurate HCH şi DDT sunt principalii contaminanţi. Σ DDT a înregistrat valori
cuprinse între 13-26 ng/g grăsime, iar Σ HCH între 15-18.4 ng/g grăsime. Au mai fost
identificaţi: α clordan (1.3-1.6 ng/g grăsime), heptaclor şi heptaclor epoxid (1.2-2 ng/g
grăsime) şi endosulfan I (1.1-1.9 ng/g grăsime).
La preparatele fierte (lebăr) cantitatea totală de pesticide organoclorurate este mai
ridicată (49.8 ng/g grăsime), urmate de preparatele din categoria fierte şi dublu afumate
(cârnaţi trandafir - 37.2 ng/g grăsime, respectiv salam de vară - 36.4 ng/g grăsime),
preparatele fierte, dublu afumate şi uscate şi preparatele afumate (cârnaţi afumaţi - 36.5
ng/g grăsime). Cele mai mici valori au fost înregistrate la preparatele fierte şi afumate
(crenvurşti - 34.9 ng/g grăsime şi parizer - 35.2 ng/g grăsime).
Cantitatea cea mai ridicată de pesticide organoclorurate s-a identificat în probele
de lebăr, explicaţia pentru aceste valori ar fi afinitatea acestor pesticide de a se
bioacumula în grăsime şi organe de porc (ficat, inimă, rinichi,splină). Valorile obţinute
pentru reziduurile de pesticide organoclorurate sunt reduse, situându-se mult sub limita
maximă reziduală.
În ceea ce priveşte conţinutul de pesticide şi grăsime din probele de preparate din
carne, aplicând <Testul T>, s-au găsit corelaţii extrem de semnificative între probele
comparate.
Exceptând probele de lebăr, se poate concluziona că odată cu creşterea conţinutul
de grăsime creşte şi cantitatea de pesticide organoclorurate (vezi Figura 1).
26.3
32
29 29.330.6
36
49.8
36.534.9 35.2 36.4 37.2
0
10
20
30
40
50
60
LB CA CW PZ SV CT
samples
g%
OCP ng /g
Figura.1 Variaţia OPC-urilor şi a conţinutului de grăsime
3. STUDIUL TRASABILITĂŢII PE LANŢUL ALIMENTAR: FURAJ - ŢESUT GRAS - CARNE - PREPARATE DIN CARNE A REZIDUURILOR DE PESTICIDE ORGANOCLORURATE
Având în vedere că în cercetările întreprinse, atât probele de furaj cât şi de ţesut
gras, carne şi preparate din carne au fost recoltate din cadrul aceleiaşi unităţi, s-a dorit
realizarea unui studiu privind trasabilitatea conţinutului de pesticide organoclorurate.
24.9
375.9
28.2 21.3
277.7
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
suma clordan suma DDT suma heptaclor suma endosulfan suma HCH
OCP
ng/g
Figura. 2 Distribuţia OPC-urilor
Din Figura 2 se poate observa că în probele recoltate, ponderea cea mai mare o au
DDT-ul şi metaboliţi săi şi HCH-ul cu izomerii săi, alături de α clordanul, heptaclorul şi
heptaclor epoxidul, precum şi endosulfanul. Trebuie precizat faptul că toţi compuşii
identificaţi s-au situat sub limita maximă reziduală prevăzută de legislaţie.
În ceea ce priveşte trasabilitatea conţinutului de reziduuri de pesticide
organoclorurate, se poate concluziona că prezenţa acestora în furaje face ca aceste
reziduuri să se regăsească atât în ţesutul adipos, organe, ţesutul muscular cât şi în
preparatele din carne.
67 68.8
74.4
83
49.3
39.3
44.6
34.9 35.2 36.4 36.5 37.2 35.4
49.8
36.2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Fj S O M CF CO P CW PZ SV CA CT PCP LB PCS
Samples
ng/g
Figura. 3 Variaţia conţinutului de OPC
În ceea ce priveşte conţinutul de Σ DDT se poate observa (vezi Figura 4) că cea
mai mare cantitate s-a regăsit în ţesutul adipos, bioacumulându-se cu preponderenţă în
ţesutul mezenteric şi în organe. Acest lucru se poate datora efectului cumulativ al DDT-
ului şi metaboliţilor săi în ţesuturile grase şi organe (ficat, rinichi, inimă, splină) fapt
semnalat şi de COVACI şi col. (2001). Odată absorbiţi, DDT-ul şi metaboliţii săi sunt
uşor distribuiţi prin intermediul limfei şi a sângelui spre toate ţesuturile şi sunt stocate în
aceste ţesuturi, în general, proporţional cu conţinutul de lipide al acestora.
41
47 48
53
20
1518
14 1315.5 16
1815.1
26
16.3
0
10
20
30
40
50
60
Fj S O M CF CO P CW PZ SV CA CT PCP LB PCS
Samples
ng/g
Figura. 4 Variaţia conţinutului de Σ DDT
În cazul Σ HCH s-a constatat o acumulare preferenţială în carne urmată de organe,
ţesutul gras şi preparatele din carne.
20
15.3
18.5
20.1
25.8
21.1
23.2
16.918.3
16.8 16.515
16.3
18.4
15.5
0
5
10
15
20
25
30
Fj S O M CF CO P CW PZ SV CA CT PCP LB PCS
Samples
ng/g
Figura. 5 Variaţia conţinutului de HCH
4. IDENTIFICAREA UNOR MODALITĂŢI DE REDUCERE A CONTAMINĂRII CU PESTICIDE ORGANOCLORURATE DIN PRODUSELE DE ORIGINE ANIMALĂ PRIN DIFERITE PROCEDEE DE PRELUCRARE TERMICĂ
În vederea realizării acestui obiectiv au fost propuse următoarele activităţi:
• Eficienţa tratamentelor termice aplicate în vederea reducerii conţinutului de
pesticide organoclorurate din probele de ceafă de porc;
• Studiul variabilităţii ponderii contaminanţilor organocloruraţi individuali în
urma tratamentelor termice;
• Influenţa tratamentului termic asupra raportului iniţial al pesticidelor
organoclorurate şi stabilirea corelaţiilor dintre conţinutul de grăsime şi
tratamentele termice
• Eficacitatea tratamentelor termice în minimizarea conţinutului de pesticide
organoclorurate şi compararea cu limitele maxime reziduale.
În urma tratamentelor termice aplicate probelor de ceafă de porc, s-au înregistrat
variaţii ale conţinutului de pesticide organoclorurate. Prin tratamentul de afumare rece
are loc o reducere a conţinutului de pesticide organoclorurate de până la 1%. Afumarea
caldă şi pasteurizarea, ca şi procese combinate, determină o reducere a conţinutului de
pesticide organoclorurate de maxim 15%, respectiv 16%, iar în tratamentul de frigere la
grătar de până la 48%.
În tratamentul de coacere, reducerea conţinutului de pesticide organoclorurate
poate fi de maxim 56%. Înăbuşirea sub presiune, determină o reducere a conţinutului de
pesticidele organoclorurate de până la 92%.
În ceea ce priveşte compuşii analizaţi, heptaclorul respectiv heptaclor epoxidul
sunt foarte rezistenţi la tratamentele termice aplicate, comparativ cu dieldrinul, DDT-ul şi
lindanul. p,p DDT este mai rezistent decât p,p DDD, respectiv p,p DDE. Dintre izomerii
HCH, α HCH este cel mai rezistent la tratamentele termice aplicate, urmat de β HCH, δ
HCH, şi γ HCH.
Din punct de vedere statistic, s-au găsit corelaţii extrem de semnificative între
tratamentele de afumare rece, afumare caldă şi pasteurizare, frigere şi coacere şi corelaţii
nesemnificative pentru operaţia de înăbuşirea.
Conform studiilor întreprinse de către alţi cercetători, atât procesele tehnologice
cât şi casnice pot elimina parţial sau integral sau degrada reziduurile de pesticide
organoclorurate, făcând produsele mai sigure pentru consum (KUBACKI şi LIPOWSKA,
1980).
În toate tratamentele termice aplicate se observă tendinţa clară de scădere a
contaminării de la un proces la altul în următoarea ordine crescătoare: M(1) < AFR(1.01) <
AFC+PST(1.15) < PST+AFC(1.17) < FR(1.60) < CO(2.04) < IN(8.93). Acest lucru este
influenţat de câţiva „factori intrinseci”, legaţi de proprietăţile fizico-chimice ale
componenţilor individuali, cum ar fi:
• partiţia diferită între partea lipidică şi cea apoasă, determinată de diferenţele în
solubilitate;
• volatilitatea diferită a compuşilor determinată de punctele de fierbere diferite;
• stabilitatea diferită a componenţilor, la temperaturi înalte.
Pierderea de grăsime în urma tratamentelor termice este principala cauză a
reducerii conţinutului de pesticide organoclorurate şi în mai mică măsură datorită
transformărilor chimice care pot avea loc.
Putem concluziona că tratamentele de frigere, coacere şi înăbuşire sunt cele mai
indicate în cazul decontaminării cărnii cu un conţinut ridicat de pesticide organoclorurate.
În cazul în care conţinutul acestor contaminanţi este redus se pot aplica şi alte procese de
tip afumare caldă, afumare rece şi pasteurizare pentru a micşora valoarea
contaminantului.
5. REALIZAREA UNUI MODEL PREDICTIV PRIVIND INFLUENŢA TRATAMENTELOR TERMICE ASUPRA CONŢINUTULUI DE PESTICIDE ORGANOCLORURATE
În vederea realizării acestui obiectiv, pe baza rezultatelor experimentale de la
obiectivul anterior, utilizând regresia polinomială de tip Mc Donald’s s-au obţinut
modele matematice predictive ale variaţiei conţinutului de pesticide organoclorurate în
funcţie de tratamentele termice aplicate.
Pentru tratamentele de afumare rece, afumare caldă şi pasteurizare, respectiv
pasteurizare şi afumare caldă, atât modelul matematic predictiv de gradul 1 cât şi cel de
gradul 4 sunt aplicabile atât pentru setul de valori luat în calcul cât şi în afara setului
nostru de valori. Sugerăm aplicarea modelului matematic de gradul 1 datorită simplităţii
în utilizare.
În cazul tratamentelor de frigere şi coacere, modelul matematic predictiv de gradul
4 este aplicabil atât pentru setul de valori luat în calcul, cât şi în afara setului nostru de
valori, deoarece coeficientul de determinare este peste 0.97.
În ceea ce priveşte tratamentul de înăbuşire sub presiune, s-a realizat un model
matematic predictiv doar pentru o parte din setul de valori, respectiv pentru compuşii (α
HCH, β HCH, γ HCH, δ HCH, aldrin, 4,4' DDD, 4,4' DDT, metoxiclor şi endosulfan
sulfat), explicaţia fiind corelaţiile nesemnificative între compuşii probei martor şi ai
compuşilor rezultaţi în acest tratament.
Modelul predictiv aplicabil atât pentru setul de valori luat în calcul cât şi în afara
setului nostru de valori este cel de gradul 4.
CONCLUZII GENERALE ŞI RECOMANDĂRI
CONCLUZII
În vederea îndeplinirii scopului tezei au fost conturate 5 obiective.
1. Primul obiectiv a constat în evaluarea calităţii furajelor prin determinarea
parametrilor fizico-chimici şi identificarea reziduurilor de pesticide organoclorurate.
Rezultatele au arătat că toţi parametrii fizico-chimici analizaţi se încadrează în limitele
precizate în literatura de specialitate, iar în probele de furaje examinate s-au identificat: α,
β şi γ HCH, DDT-ul şi metaboliţii săi precum şi endosulfan, heptaclor, heptaclor epoxid
şi α clordan. Compuşii identificaţi se găsesc sub limita maximă reziduală.
Prezenţa acestor pesticide se poate justifica datorită persistenţei şi capacităţii mari
de acumulare în mediu de unde pot fi preluaţi de furaje. γ HCH şi endosulfanul au fost
utilizaţi până de curând (2007, respectiv 2008); heptaclorul este persistent şi prin oxidare
trece în heptaclor epoxid, un produs de degradare mai persistent; clordanul este persistent
în sol sub forma izomerilor α şi γ iar DDT-ul este un poluant organic persistent, cu
stabilitate ridicată; el poate fi decelat în sol, împreună cu metaboliţii săi, până la 50%
după 15-20 ani de la aplicare.
Se poate concluziona că monitorizarea reziduurilor de pesticide organoclorurate
din furaje este o verigă deosebit de importantă în lanţul alimentar, având în vedere ca ele
constituie una dintre sursele de poluare a cărnii de porc.
2. Al doilea obiectiv a urmărit studiul incidenţei reziduurilor de pesticide
organoclorurate din ţesuturile grase, carne şi preparate de carne (porc).
Se poate concluziona că: reziduurile de Σ HCH şi Σ DDT sunt principalii
contaminanţi în toate probele de ţesut gras, carne şi preparate din carne, valorile fiind cu
mult sub limita maximă reziduală; s-au identificat şi reziduuri de endosulfan, heptaclor,
heptaclor epoxid, α clordan.
Conţinutul cel mai ridicat de pesticide organoclorurate, la categoria preparate din
carne, s-a determinat în probele de lebăr. O explicaţie pentru aceste valori ar putea fi
afinitatea acestor pesticide de a se bioacumula în grăsime şi organe de porc (ficat, inimă,
rinichi, splină). COVACI şi col. (2001, 2004), au raportat valori ridicate de pesticide
organoclorurate în organe şi ţesut gras la suine din România.
Pesticidele organoclorurate identificate prezintă o afinitate pentru ţesutul gras
mezenteric, urmat de ţesutul din zona retroperitoneală (osânza), iar apoi de ţesutul
subcutanat (slănina).
S-au găsit corelaţii extrem de semnificative între conţinutul de grăsime brută şi
reziduurile de pesticide organoclorurate, în probele de carne şi preparate din carne.
3. Studiul trasabilităţii pe lanţul alimentar: furaj - ţesut gras - carne - preparate din
carne a reziduurilor de pesticide organoclorurate reprezintă al treilea obiectiv urmărit.
Putem concluziona că:
Prezenţa reziduurilor de pesticide organoclorurate în furaje face ca aceste reziduuri
să se bioacumuleze şi să se regăsească atât în ţesutul adipos, organe, ţesutul muscular cât
şi în preparatele din carne.
Cele mai ridicate concentraţii de Σ DDT au fost găsite în muşchi şi grăsime, p,p'
DDE fiind principalul contributor, iar p,p' DDD şi p,p' DDT având o contribuţie variabilă.
În cazul Σ HCH s-a constatat o acumulare preferenţială în carne urmată de organe,
ţesuturile grase şi preparatele din carne.
4. Un alt obiectiv major a constat în identificarea unor modalităţi de reducere a
contaminării cu pesticide organoclorurate din produsele de origine animală prin diferite
tratamente de prelucrare termică.
Tratamentul de afumare rece aduce o reducere a conţinutului în pesticide
organoclorurate de până la 1%. Afumarea caldă şi pasteurizarea ca şi tratamente
combinate aduc o scădere de maxim 16%, iar în procesul de frigere la grătar reducerea
poate să ajungă de până la 48%. În procesul de coacere la 110°C timp de o oră, reducerea
conţinutului de pesticide organoclorurate poate fi de maxim 56%. Înăbuşirea sub presiune
aduce o reducere a acestui conţinut de până la 92%.
În ceea ce priveşte compuşii analizaţi, heptaclorul respectiv heptaclor epoxidul
sunt foarte rezistenţi la tratamentele aplicate comparativ cu dieldrinul, DDT-ul şi
lindanul. Dintre izomerii HCH, α HCH este cel mai rezistent la tratamentele aplicate,
urmat de β HCH, δ HCH, şi γ HCH.
În urma aplicării diferitelor tratamente termice, raportul iniţial al pesticidelor din
mixul Martor, se modifică continuu, de la un tratament la altul, acest lucru fiind influenţat
de câţiva „factori intrinseci”, legaţi de proprietăţile fizico-chimice ale componenţilor
individuali, cum ar fi: partiţia diferită între partea lipidică şi cea apoasă, determinată de
diferenţele în solubilitate; volatilitatea diferită a compuşilor determinată de punctele de
fierbere diferite şi stabilitatea diferită a componenţilor, la temperaturi înalte.
Pierderea de grăsime în timpul tratamentelor este principala cauză a reducerii
conţinutului de pesticide organoclorurate şi în mai mică măsură datorită transformărilor
chimice care au loc.
5. Ultimul obiectiv a constat în realizarea unui model predictiv privind influenţa
tratamentelor termice asupra conţinutului de pesticide organoclorurate.
Pe baza rezultatelor experimentale, utilizând regresia polinomială de tip Mc
Donald’s s-au obţinut modele matematice predictive ale variaţiei conţinutului de
pesticide organoclorurate în funcţie de tratamentele termice aplicate.
Se poate concluziona că, aceste modele predictive sunt strâns dependente de
comportamentul asemănător al unor compuşi în timpul tratamentelor. Aceasta, se poate
explica prin proprietăţile asemănătoare, în ceea ce priveşte volatilitatea componenţilor
sau chiar stabilitatea lor termică.
Subiectul pesticidelor organoclorurate este unul de actualitate, având în vedere că
în martie 2005 au aderat la Convenţia de la Stockholm 90 de ţări, printre care şi România.
Convenţia abordează problemele legate de substanţe chimice toxice, respectiv cu 12 cei
mai periculoşi poluanţi organici persistenţi (POP) din toţi cei sintetizaţi cândva, dintre
acestea fiind şi aldrinul, clordanul, DDT-ul, dieldrinul şi endrin heptaclorul, care sunt
monitorizaţi şi în studiul de faţă.
RECOMANDĂRI
• Introducerea hexaclorciclohexanului, inclusiv a izomerilor săi, pe lista
Poluanţilor Organici Persistenţi (POP) pentru o monitorizare mai atentă;
• Monitorizarea conţinutului de pesticide organoclorurate din furajele utilizate în
alimentaţia suinelor, având în vedere ca ele constituie una dintre sursele principale de
poluare a cărnii de porc;
• Numărul de probe de carne şi produse din carne supuse testării în programele
naţionale pentru determinarea reziduurilor de pesticide organoclorurate să fie mult mai
mare.
PERSPECTIVE DESCHISE DE ACEST STUDIU
În urma studiului realizat în prezenta lucrare, se deschid noi perspective de
continuare a cercetării de faţă:
• extinderea cercetării şi la alte specii: bovine, caprine, ovine, carne de pui şi
peşte, din producţia autohtonă;
• evaluarea incidenţei reziduurilor de pesticide organoclorurate din organe (ficat,
creier, plămâni, rinichi, splină, inimă şi măduva spinării).
ELEMENTE DE ORIGINALITATE
• Optimizarea metodelor standardizate în ceea ce priveşte reducerea timpului de
lucru, a volumelor de solvenţi şi apoi validarea lor în condiţii analitice de repetabilitate,
reproductibilitate, specificitate şi acurateţe;
• Studiul trasabilităţii pe lanţul alimentar: furaj - ţesut gras - carne - preparate din
carne a reziduurilor de pesticide organoclorurate;
• Realizarea unui model predictiv privind influenţa tratamentelor termice asupra
conţinutului de pesticide organoclorurate.