Hrvatski veterinarski institutSigurnost hraneZnanstveni rad

Koncentracije esencijalnih elemenata u pet vrsta sira s hrvatskog tržišta

Originalni znanstveni rad

Nina Bilandžić, Marija Sedak, Maja Đokić, Đurđica Božić i Antonija Vrbić

HRVATSKI VETERINARSKI INSTITUT

Dr. sc. Nina BILANDŽIĆ, dipl. ing. biotehnol., znanstvena savjetnica, Marija SEDAK, dipl. ing. prehr. tehnol., Maja ĐOKIĆ, dipl. ing. kem. tehnol., Đurđica BOŽIĆ, dipl. ing. biotehnol., Antonija VRBIĆ, dipl. ing. biotehnol., Laboratorij za određivanje rezidua, Odjel za veterinarsko javno zdravstvo, Hrvatski veterinarski institut, Zagreb

Uvod


veterinarska-stanica-sireviPosebna je pozornost posvećena kakvoći mliječnih proizvoda zbog prehrambene važnosti kao izvora hrane. Kakvoću tih proizvoda određuje i kvantitativni sadržaj minerala i elemenata čije koncentracije ovise o raznim čimbenicima, ali najvažniji su: geografsko podrijetlo mlijeka, genetske karakteristike životinja, stanje okoliša, vrsta ispaše, stupanj laktacije te na kraju postupci tehnološke obrade proizvoda (Coni i sur., 1996., Merdivan i sur., 2004., Suhaj i Koreňovská, 2008.).

Mlijeko i mliječni proizvodi, posebno sirevi dobar su izvor makrominerala te mikroelemenata koji imaju važnu ulogu za očuvanje zdravlja. Minerali u prehrani su neophodni za biološke procese u metaboličkim funkcijama, za normalan rast i razvoj. Razlikuje se šest velikih i osam elemenata u tragovima koji su prepoznati kao esencijalni elementi za rast i metabolizam, a njihov poremećaj može izazvati razvoj patoloških procesa u organizmu: šest makrominerala (natrij, Na; kalij, K; kalcij, Ca; fosfor, P; magnezij, Mg; klor, Cl) te osam elemenata u tragovima (željezo, Fe; jod, I; bakar, Cu; mangan, Mn; cink, Zn; kobalt, Co; selen, Se; krom, Cr) (Park, 2009.).

Najvažniji makrominerali su kalcij (Ca), magnezij (Mg), natrij (Na) i kalij (K) čije su glavne funkcije vezane za održavanje pH, osmotskog tlaka, provodljivost živaca, kontrakciju mišića, proizvodnju energije i za gotovo sve druge aspekte funkcioniranja organizma (Institute of Medicine, 2005.).
Stoga se zdravstveni problemi mogu pripisati neodgovarajućem prehrambenom unosu što dovodi do nedostatka ili suviška ovih elemenata te razvoja specifičnih bolesti poput: hipertenzije, osteoporoze, kardiovaskularnih bolesti, tumora i mnogih drugih.

Tehnološki postupci proizvodnje mliječnih proizvoda utječu na sadržaj Ca, Na, K i Mg. Proces ultrafiltriranja u mliječnoj industriji zadržava više kalcija nego tradicionalno filtriranje kroz tkaninu (Reykdal i sur., 2011.). Tijekom proizvodnje sira povećava se kiselost čime Ca i Mg soli postaju topive te se lako uklanjaju iz sirutke tijekom pranja (Suhaj i Koreňovská, 2008.). Proces zrenja sira ima učinak na promjene koncentracija nekih elemenata u konačnom proizvodu (Cichoseki i sur., 2002., Pastorino i sur., 2012.).

Industrijska proizvodnja sireva u Hrvatskoj nastoji tehnološkim postupcima postići kakvoću proizvoda te je ne tržištu veliki izbor različitih proizvoda i novih vrsta sireva među kojima su tradicionalno prisutni tvrdi i polutvrdi masni sirevi, svježi sirevi, topljeni sirevi, sirni namazi i drugi. Domaći svježi kravlji sir je najrašireniji proizvod koji se tradicionalno proizvodi i koristi u Hrvatskoj (Kirin 2009.).
Međutim, gotovo da ne postoje podatci o koncentracijama makrominerala i mikroelemenata u mliječnim proizvodima u Hrvatskoj. Isto tako, postoji i ograničeni broj istraživanja o koncentracijama elemenata u sirevima te je vezan za europske zemlje: Francuska (Maas i sur., 2011., Chekri i sur., 2012., Millour i sur., 2012., Noël i sur., 2012.), Island (Reykdal i sur., 2011.), Španjolska (González-Martín i sur., 2011.) i Turska (Yüzbaşı i sur., 2003., Merdivan i sur., 2004., Mendil, 2006., Bakircioglu i sur., 2011.).

Cilj ovog istraživanja je određivanje koncentracija makrominerala (Ca, Na, K, Mg) i mikroelemenata (Zn, Fe, Se, Cu) u pet vrsta sireva s hrvatskog tržišta.

Materijal i metode


Uzorkovanje sireva

Uzorci svježih i topljenih sireva, sirnih namaza, sireva Škripavca i Podravca proizvedeni u hrvatskim mljekarskim industrijama prikupljeni su u velikim i malim trgovinama središnje Hrvatske.
Uzorci su stavljeni u čiste polietilenske vrećice, označeni i pohranjeni na -18 °C do analize.

Kemikalije

Korištene su kemikalije analitičke čistoće, HNO3 i H2O2 (p.a. Kemika, Hrvatska). Ultračista voda za razrjeđivanje standarda dobivena sustavom za pročišćavanje vode NIRO VV UV UF 20 (Nirosta d.o.o. Water Technologies, Osijek, Hrvatska). Plastično je i stakleno suđe prano ispiranjem razrijeđenom HNO3 (1/9, v/v) te isprano ultračistom vodom i prije uporabe osušeno.
Kalibracija instrumenta provedena je certificiranim standardima Ca, K, Na, Mg, Fe, Cu, Zn i Se koncentracija 1000 mg/L (Perkin Elmer, SAD). Radni standardi su pripremani razrijeđivanjem certificiranih standarda s 0,5% HNO3.

Priprema uzoraka

Uzorci sireva (2 g) razarani su dodatkom 6 mL HNO3 (65%) i 1 mL H2O2 (30%) te podvrgnuti mokrom spaljivanju u mikrovalnoj pećnici Multiwave 3000 (Anton Paar, Njemačka). Mikrovalna digestija provedena je u dva koraka: prvi na snazi razaranja od 800 W (15 minuta), drugi na 0 W kroz 15 minuta.
Razoreni uzorak kvantitativno se prenosi u odmjerne tikvice od 50 mL te dopuni do oznake ultračistom vodom. Isti se postupak koristi za slijepu probu i uzorke za kontrolu iskorištenja.
Granice detekcije određene su kao koncentracije koje odgovaraju tri puta standardnim devijacijama deset slijepih uzoraka. Točnost metode provjerena je analizom certificiranog referentnog materijala obranog mlijeka u prahu (BCR-063, IRMM, Belgija). Referentni materijal je obrađen i analiziran u istim uvjetima kao i uzorci.

Određivanje koncentracija elemenata primjenom ICP-OES-a

Tabela 1. Radni uvjeti za ICP-OES
Tabela 1. Radni uvjeti za ICP-OES
Određivanje elementata Ca, K, Na, Mg, Zn, Fe, Cu, i Se provedeno je primjenom induktivno spregnute plazme s optičkim emisijskim spektrometrom (ICP-OES) modela Optima 8000 s autosamplerom 10 S (Perkin-Elmer, SAD). Operativni uvjeti rada instrumeta prikazani su u tabeli 1.

Statistička analiza

U statističkoj obradi rezultata korišten je statistički program Statistica® 6.1 (StatSoft®, Tulsa, SAD). Koncentracije elemenata izražavane su kao srednja vrijednost±standardna devijacija (SV±SD).
Statistički značajne razlike između srednjih vrijednosti elemenata u različitim vrstama sireva određene su analizom varijance (one-way ANOVA). Razlike rezultata na nivou vjerojatnosti p ≤ 0,05 smatrane su statistički značajnim.

­

Rezultati i rasprava


Postupci proizvodnje sira imaju utjecaj na sadržaj makroelemenata Ca, Na, K i Mg (Moreno-Rojas i sur., 1994., González-Martín i sur., 2011.).
Utvrđeno je da sudjeluju u postupcima koagulacije, cjeđenju sirutke i teksturi skute te svojstvima kao što su: toplinska stabilnost i sposobnost zgrušavanja (Patiño i sur., 2005.). Kalcij klorid može se dodati u mlijeko za izradu sira kako bi se nadoknadio gubitak Ca tijekom pasterizacije i unaprijedio proces sirenja. Sadržaj Na se povećava u siru dodavanjem natrijevog klorida kao sastojka tijekom obrade. U postupcima zrenja neke mineralne soli mogu migrirati iz središnjeg dijela prema vanjskom sloju bloka sira ili obrnuto usljed pH gradijenta koji uzrokuje promjene u koncentraciji nekih elemenata u konačnom produktu (Moreno-Rojas i sur., 1994.).

Tabela 2. Koncentracije makrominerala i mikroelemenata (SV±SD, mg/kg) u pet vrsta sira
Tabela 2. Koncentracije makrominerala i mikroelemenata (SV±SD, mg/kg) u pet vrsta sira

Koncentracije makroelemenata i mikroelemenata određene u pet vrsta sira komercijalno proizvodenih u Hrvatskoj prikazane su u tabeli 2. Ovisno o vrsti sira određene koncentracije makroelemenata u vrstama sira su se kretale prema redoslijedu: svježi sir Ca > K > Na > Mg, topljeni sir Na > Ca > K > Mg, sirni namaz Na > K > Ca > Mg, sirevi Škripavac i Podravec Ca > Na > K > Mg. Koncentracije Na u svježem su siru najniže jer se tijekom zrenja ne dodaje Na za razliku od ostalih vrsta sira (Almenara i sur., 2007.). Statistička analiza je pokazala značajnu razliku u koncentracijama Ca, K, Na i Mg (p<0,05, sve) između vrsta sireva. Prema tome, najviše koncentracije makroelementa su: Ca u siru Podravcu, Na i K u topljenom siru, Mg u siru Škripavcu. Odnosno, najniže koncentracije utvrđene su: Ca i Mg u sirnom namazu, K u siru Podravcu, Na u svježem siru. Najveća razlika između dvije vrste sličnih sireva Podravca i Škripavca je koncentracija K koja je u siru Podravcu za 2,4 puta viša nego u siru Škripavcu.

Tabela 3.
Tabela 3. Koncentracije makrominerala i mikroelemenata (mg/kg) u siru drugih zemalja

Koncentracije makro i mikro­ elemenata određene u drugim zemljama u zadnjem desetljeću prikazane su u tabeli 3. Uspoređivanjem elemenata u masnim sirevima Škripavcu i Podravcu sa sličnim sirevima u Francuskoj, Španjolskoj i Islandu utvrđene su slične koncentracije Ca, Na i Mg, dok su međutim koncentracije K u siru Podravcu niže za 3-4 puta u odnosu na sireve iz tih zemalja (González-Martín i sur., 2011., Reykdal i sur., 2011., Chekri i sur., 2012.). U Turskoj su određene različite koncentracije makroelemenata u sličnim vrstama sira (Merdivan i sur., 2004., Mendil, 2006.). Značajno različite vrijednosti makroelemenata u odnosu na koncentracije dobivene u ovoj studiji su koncentracije određene u siru iz Brazila (mg/kg): Ca 12950-14350, K 1120-1240, Na 648-706, Mg 500-550 (Cichoseki i sur., 2002.). Koncentracije Ca, Mg, Na i K određene u svježem siru u ovome radu slične su koncentracijama određenim u svježem siru podrijetlom iz Španjolske (Prieto i sur., 2002.). Svi elementi u tragovima, uključujući i esencijalne kao što su Zn, Fe, Cu i Se, mogu biti štetni ako se uzimaju u prekomjernim količinama.

Mikroelementi i elementi u tragovima u hrani povezani su s makromolekularnim spojevima kao što su proteini, lipidi i ugljikohidrati te njihovi učinci na organizam mogu biti značajno različiti (Merdivan i sur., 2004.). Većina od njih poput Cu i Zn neophodni su i vrlo važani za normalan metabolizam, rast i razvoj (Stawarz i sur., 2007.). Njihov nedostatak prouzroči poremećaje u cijelom fiziološkom sustavu. Željezo sudjeluje u svim staničnim procesima uključujući: disanje, redoks procese, energiju metabolizma, DNK sintezu i regulaciju gena (Andrews, 1998.). Selen je sastavni dio nekoliko selenoproteina s važnim biološkim funkcijama i ima uloge u nekoliko metaboličkih procesa imunosnog i endokrinog sustava (Sigrist i sur., 2012.).

Sadržaji mikroelemenata u pet vrsta sira u ovome su radu određeni u redoslijedu: Zn > Fe > Cu > Se. Iznimka je topljeni sir za koji je utvrđena nešto viša koncentracija Cu (2,42 mg/kg) u odnosu na koncentraciju Fe (2,01 mg/kg). Nisu utvrđene statistički značajne razlike u koncentracijama tih elemenata između sireva. Najviše koncentracije mikroelementa su: Zn i Cu u sirnom namazu, Fe u svježem te Se u siru Podravcu.

Najniže koncentracije utvrđene su u: Zn i Fe u topljenom siru, Cu i Se u siru Škripavcu. S obzirom na sastav mikroelementa dva sira koji su slični, razlika je koncentracija Se sira Podravca koja je za 7,5 puta niža nego u siru Škripavcu.

Koncentracije Zn određene u uzorcima sira su slične rasponu utvrđenom u sirevima iz Brazila, Turske, Francuske i Islanda (Cichoseki i sur., 2002.,Yüzbaşı i sur., 2003., Maas i sur., 2011., Reykdal i sur., 2011.). Međutim, koncentracije Zn izmjerene u svježem siru su za 5,5 do 9 puta više od sadržaja određenih u siru iz Brazila i Saudijske Arabije (Prieto i sur., 2002., Aly i sur.,2010.).

Koncentracije Fe su izmjerene u rasponu srednjih vrijednosti od 2,01 do 5,10 mg/kg te su znatno više od vrijednosti određenih u Brazilu, Turskoj, Islandu i Francuskoj (Prieto i sur., 2002., Yüzbaşı i sur., 2003., Merdivan i sur., 2004., Reykdal i sur., 2011., Millour i sur., 2012.) te niže od sadržaja u bijelom siru iz Saudijske Arabije (Aly i sur., 2010.).

U svih pet vrsta sira dobivene su slične vrijednosti Cu koje su znatno više u usporedbi s vrijednostima Cu utvrđenim u sirevima drugih zemalja, a iznimka je visoki raspon vrijednosti (5,35-21,34 mg/kg) utvrđen u Francuskoj (Maas i sur., 2011.). S iznimkom najnižih koncentracija Se u siru Podravcu koncentracije u drugim vrstama sira su više od vrijednosti utvrđenih u Brazilu, Islandu i Francuskoj (Nardi i sur., 2009., Reykdal i sur., 2011., Noël i sur., 2012.).

Zaključno, koncentracije makro­minerala i mikroelemenata u sirevima pokazuju razlike u odnosu ne na tako veliki broj istraživanja iz drugih zemalja svijeta. To ukazuje na činjenicu da tradicionalna ili industrijska proizvodnja u siranama svake zemlje ima specifične proizvodne procese. Stoga, svaki sir odlikuje određeni mineralni sastav koji utječe na nutritivne vrijednosti i organoleptička svojstva tog proizvoda.

Sažetak


Koncentracije makrominerala Ca, K, Na i Mg i mikroelemenata Zn, Fe, Cu i Se određene su u uzorcima pet vrsta sira hrvatskih mljekarskih industrija primjenom metode induktivno spregnute plazme s optičkom emisijom (ICP-OES). Elementi su određeni u rasponu (mg/kg): Ca 802,2-7449, K 294,5-2014, Na 414,6-11502, Mg 85,1-288,2 Zn 21,8-63,1, Fe 2,01-5,10, Cu 2,06-2,84, Se 0,075-0,56. Najviše koncentracije četiri makroelementa određene su u vrstama sira: Ca u siru Podravcu, Na i K u topljenom siru, Mg u siru Škripavcu.

Najniže koncentracije utvrđene su: Ca i Mg u sirnom namazu, K u siru Podravcu, Na u svježem siru. Utvrđene su statistički značajne razlike u koncentracijama Ca, K, Na i Mg (p < 0,05, sve) između vrsta sireva. Najviše koncentracije mikroelementa su utvrđene u: Zn i Cu u sirnom namazu, Fe u svježem, Se u siru Podravcu. Najniže koncentracije utvrđene su u: Zn i Fe u topljenom siru, Cu i Se u siru Škripavcu. Usporedbom sastava elemenata ovih pet sireva sa sirevima iz drugih zemalja svijeta utvrđene su brojne razlike što ukazuje da se tradicionalna ili industrijska proizvodnja u siranama svake zemlje razlikuje svojim specifičnim recepturama. Stoga, svaki sir odlikuje određenim mineralnim sastavom koji utječe na nutritivne vrijednosti i organoleptička svojstva tog proizvoda.

 
Literatura [… prikaži]

Concentrations of essential elements in five kinds of cheese from the Croatian market


Nina BILANDŽIĆ, BSc, PhD, Scientific Advisor, Marija SEDAK, BSc, Maja ĐOKIĆ, BSc, Đurđica BOŽIĆ, BSc, Antonija VRBIĆ, BSc, Croatian Veterinary Institute


Concentrations of the macrominerals Ca, K, Na and Mg and microelements Zn, Fe, Cu and Se were determined in samples of five kinds of cheese from the Croatian dairy industry using the inductively coupled plasma optical emission (ICP-OES) method.
The elements were measured in the ranges (mg/kg): Ca 802.2–7449, K 294.5–2014, Na 414.6–11,502, Zn 21.8–63.1, Mg 85.1–288.2, Fe 2.01–5.10, Cu 2.06–2.84, Se 0.075–0.56. The highest concentrations of macrominerals in cheese were: Ca in Podravec cheese, Na and K in cream cheese, and Mg in Škripavac cheese.
The lowest concentrations determined were: Ca and Mg in cream cheese, K in Podravec cheese, and Na in fresh cheese. Significant differences in the concentrations of Ca, K, Na and Mg (p < 0.05, all) were determined between cheeses. The highest concentrations of microelements determined were: Zn and Cu in cream cheese, Fe in fresh cheese, and Se in Podravec cheese. The lowest concentrations were: Zn and Fe in cream cheese, Cu and Se in Škripavac cheese. Comparison of the element composition of these five cheeses with cheeses from other countries showed significant differences, suggesting that traditional or industrial production in each country varies and is based on specific recipes. Therefore, each cheese is characterized by a specific mineral composition which affects the nutritional value and organoleptic properties of the product.


Vezani sadržaji

Pregled brahicefalne opstruktivne bolesti dišnih putova: patofiziologija, dijagnoza, liječenje i perspektive

Urednik

7. Hrvatski veterinarski kongres – druga obavijest i pozivno pismo

Urednik

Ptičja influenca u divljih kanida – prijetnja javnom zdravlju i zdravlju životinja

Urednik

Potpisan sporazum o suradnji između Hrvatskog veterinarskog instituta i Sveučilišta u Mostaru

Urednik

Potpisan sporazum o suradnji Hrvatskog veterinarskog instituta i javne ustanove Aquatika – Slatkovodni akvarij Karlovac

Urednik

Peradarski dani u Puli: Hrvatska se s ptičjom gripom trenutačno uspješno bori bez cijepljenja peradi

Urednik

Ova web stranica koristi kolačiće radi poboljšanja korisničkog doživljaja pri njezinom korištenju. Korištenjem ove stranice suglasni ste s tim. Prihvati Više