РЕЗЮМЕ.
Цель исследования – изучение особенностей накопления химических элементов (Pb, Cd, As,
Hg, Zn, Cu, Fe и Mn) в пшеничной муке и отрубях. На образцах зерна пшениц Оренбургской области показаны
особенности накопления токсичных и незаменимых микроэлементов в определенных частях зерна. Содержание
кадмия в муке варьирует от 0,093 до 0,114 мг/кг, в отрубях – от 0,108 до 0,137 мг/кг. Содержание свинца в муке
изменялось от 0,075 до 0,121 мг/кг, в отрубях – от 0,21 до 0,88 мг/кг. Концентрация железа в отрубях выше (от
12,43 до 240,46 мг/кг), чем в муке (от 6,74 до 20,07 мг/кг) в 2–10 раз. Концентрация цинка в муке (6,154 ± 0,313
мг/кг) в среднем в 11 раз ниже, чем в отрубях.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: тяжелые металлы, зерновые, зерно, отруби, пшеница.
Для цитирования: Лукьянова Е.С., Федотов В.А. Содержание токсичных и незаменимых микроэлементов в пшеничных отрубях и муке. Микроэлементы в медицине. 2024;25(3):42−44. DOI: 10.19112/2413-6174-2024-25-3-18.
ВВЕДЕНИЕ
Пшеница является одной из важнейших сельскохозяйственных культур в мире, поскольку выращивается в различных климатических условиях. Помол пшеничного зерна позволяет получить разные
виды и сорта муки, а также побочные продукты переработки (отруби, зародыши и пр.). Зерно пшеницы
содержит макро- и микроэлементы, жизненно важные для человека в небольших количествах, но токсичные при определенных высоких дозировках (Kuramshina et al., 2018). Пищевая ценность и токсичность пищевых продуктов определяется содержанием в них химических элементов. Сельскохозяйственные удобрения, гербициды и пестициды, применяемые при возделывании зерновых культур, могут быть загрязнены токсичными элементами. Из-за медленного выведения из организма человека Pb,
Cd, As и Hg вызывают канцерогенные и мутагенные эффекты, объясняемые острой интоксикацией, а
также хронической токсичностью, обусловленной значительными дозами химических элементов, поступающих в организм в течение длительного периода времени (Singh et al., 2007).
Поскольку продукция из пшеницы составляет существенную часть ежедневного рациона населения (хлебобулочные, макаронные, мучные кондитерские изделия и пр.), присутствие в зерне пшеницы токсичных элементов может наносить вред здоровью человека. Безопасная концентрация в муке Pb, Cd, Hg и As составляет 0,4, 0,1, 0,05 и 1 мг/кг сухого вещества соответственно (Hea et al., 2005).
Цель исследования – изучение особенностей накопления в пшеничной муке и отрубях вредных
(Pb, Cd, As и Hg) и незаменимых (Zn, Cu, Fe и Mn) элементов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Образцы пшеницы были собраны в десяти местах по всей территории Оренбургской области. С
каждого участка отбирали по 30 отдельных проб, они были смешаны для получения репрезентативного образца. Отруби и муку 60% выхода получили на лабораторной мельнице Quadrumat Senior. Образцы анализировали в зависимости от типа элементов и их концентрации с помощью масс-спектрометрии Nexion 300 ICP-MS.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Содержание Cd в анализируемых образцах муки изменялось от 0,093 до 0,114 мг/кг. Концентрация Cd, обнаруженная в отрубях (от 0,107 до 0,137 мг/кг), оказалась выше предельно допустимой
концентрации (0,05 мг/кг) из-за фосфорных удобрений, используемых в сельскохозяйственном производстве. Содержание Pb в муке изменялось от 0,075 до 0,121 мг/кг (средние значения 0,107 ± 0,025
мг/кг). Концентрация Pb в отрубях составляла от 0,21 до 0,88 мг/кг. Средний диапазон содержания
Pb, As и Hg в образцах отрубей и муки находился в пределах допустимых значений, установленных
нормативными актами. Принимая во внимание токсическое и кумулятивное воздействие, которое эти элементы могут оказывать на организм человека, необходимо постоянно контролировать и определять их содержание. Результаты показывают, что концентрация Zn в муке в 11 раз ниже, чем в отрубях. Концентрация Zn уравнивается между концентрациями, выявленными в тестируемых образцах
муки, и концентрациями, обнаруженными в ранее проведенных тестах, где среднее содержание Zn в
пшеничной муке составляло 6,154 ± 0,313 мг/кг. Согласно полученным результатам, содержание Fe в
отрубях варьировалось от 12,43 до 240,46 мг/кг, в то время как в пшеничной муке оно составляло от
6,74 до 20,07 мг/кг. Результаты показывают, что концентрация Fe в отрубях выше, чем в муке. Исследовали реакции разных генотипов (сортов) пшеницы на применение различных видов удобрений и
пришли к выводу, что минеральное питание значительно повлияло на рост пшеницы, концентрацию
Fe в зерне.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Содержание кадмия в муке варьирует от 0,093 до 0,114 мг/кг, в отрубях – от 0,108 до 0,137 мг/кг,
свинца в муке – от 0,075 до 0,121 мг/кг, в отрубях – от 0,21 до 0,88 мг/кг. Концентрация железа в отрубях выше (от 12,43 до 240,46 мг/кг), чем в муке (от 6,74 до 20,07 мг/кг) в 2–10 раз. Концентрация
цинка в муке (6,154 ± 0,313 мг/кг) в среднем в 11 раз ниже, чем в отрубях. Полученные результаты
позволяют судить о степени накопления токсичных и незаменимых микроэлементов в зерне, что дает
возможность вырабатывать экологически чистую продукцию, предотвращая внедрение токсикантов в
пищевые цепочки. Минеральное питание значительно влияет на рост пшеницы, концентрацию токсичных и незаменимых микроэлементов в пшеничных отрубях и муке.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
Kuramshina Z.M., Smirnova Yu.V., Khairullin R.M. Cadmium and nickel toxicity for Sinapis alba plants inoculated with endophytic strains of Bacillus subtilis. Russian Journal of Plant Physiology. 2018; 65(2): 269–277.
Singh D., Nath K., Sharma Y.K. Response of wheat seed germination and seedling growth under copper stress. J. Environ. Biol. 2007; 28: 409–414.
Hea Z.L., Yanga X.E., Stoffellab P.J. Trace elements in agroecosystems and impacts on the environment. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 2005; 19: 125–140.