Contract CEEX 139/15.09.2006
Model de monitorizare a contaminarii cu metale grele a alimentelor pe baza de peste si a riscului asupra sanatatii consumatorului
 

Director proiect: Prof. dr. Aurelia Meghea, Universitatea Politehnica Bucuresti,
Centrul National de Consultanta pentru Protectia Mediului, UPB-CNC (CO)

Parteneri:

  • Institutul National de Cercetare-Dezvoltare in domeniul Patologiei si Stiintelor Biomedicale “Victor Babes”, Bucuresti, INCD-VB (P 1);
  • Institutul de Sanatate Publica Bucuresti, ISPB (P 2);
  • Institutul de Bioresurse Alimentare, IBA (P 3).

Rezumatul & obiectivele proiectului

Calitatea si siguranta alimentelor reprezinta probleme majore ale industriei actuale, alimentele si alimentatia fiind probleme deosebit de importante in orice societate cu consecinte semnificative economice, sociale si asupra  mediului. In prezent, la nivel global o contributie semnificativa in dieta este adusa de alimentele de origine acvatica, proaspete sau procesate, din ape dulci sau sarate. Totodata insa trebuie investigata prezenta contaminantilor ce pot fi transferati din mediu, indeosebi a metalelor grele, in peste si in alte produse marine, cu efecte grave asupra sanatatii publice.

Numeroase studii au demonstrat interesul si constientizarea consumatorilor privind calitatea si siguranta alimentelor consumate. In urma mediatizarii crescute a unor probleme de siguranta alimentara (BSE, OMG), utilizarea hormonilor de crestere, a reziduurilor de pesticide s.a., interesul oamenilor pentru alimentatie a crescut. Situatia este, in realitate, mult mai complicata, deoarece majoritatea consumatorilor nu au cunostinte minime despre siguranta alimentelor.

Studiul privind resursele piscicole romanesti, calitatea apelor din cadrul activitatii de acvacultura, consumul de peste si analiza acumularii de metale grele in pestele de acvacultura contribuie la integrarea informatiilor pornind de la sursele de poluare pana la consecintele la nivelul populatiei.


In acest context este justificat
obiectivul general al acestui proiect orientat spre initierea unui model de monitorizare a contaminarii alimentelor, respectiv a unui  sistem de supraveghere a calitatii si sigurantei alimentelor, sub aspectul continutului de metale grele din produse pe baza de peste si corelarea nivelelor de contaminare cu efectele hepatotoxice si imuno-toxicologice asupra unor grupuri tinta de consumatori umani.

Acest obiectiv general se va realiza cu ajutorul urmatoarelor obiective specifice masurabile:

  • cunoasterea stadiului actual privind armonizarea legislatiei din Romania cu reglementarile UE in domeniul controlului contaminantilor din alimente in scopul protejarii sanatatii publice;
  • identificarea surselor potentiale de contaminare cu metale grele in produsele din peste;
  • studii de speciatie a metalelor grele in peste si corelarea cu gradul de toxicitate la om;
  • selectarea si stabilirea grupurilor tinta de consumatori umani voluntari pe baza determinarii parametrilor biologici specifici;
  • elaborarea si validarea procedurilor specifice pentru determinarea continutului de metale grele in produsele pe baza de peste ce urmeaza a fi consumate: peste proaspat/congelat si conservat;
  • evaluarea riscului toxicologic la consumatori – validarea procedurilor specifice de imuno- si hepatotoxicitate;
  • optimizarea Sistemului de Management al Calitatii si sigurantei alimentare la unitati de productie specializate in produse pe baza de peste.

Este evident ca aceste obiective sunt in perfecta concordanta cu ariile tematice prevazute in Programul National de Cercetare de Excelenta precum si in programul FP 7, in particular cu sectiunea 2.2 „Fork to farm”: Alimentatie, sanatate si buna-stare: Aspecte ale hranei si alimentatiei din punct de vedere al consumatorului, al societatii si al protejarii sanatatii, imbunatatirea calitatii si sigurantei chimice a alimentelor, impactul mediului asupra alimentelor si lantului alimentar. Exista deasemenea convingerea unitatilor aplicante ca realizarea acestui proiect va aduce o contributie apreciabila la integrarea Romaniei la termen (2007) in Uniunea Europeana, atat prin facilitarea implementarii legislatiei europene cat si prin cresterea gradului de constientizare privind necesitatea respectarii cerintelor Strategiei Europene in domeniul Mediului si Sanatatii.

ETAPE si ACTIVITATI urmate pentru indeplinirea obiectiveleor prevazute in planul de realizare al proiectului

 
Descrierea elementelor incluse in planul de executie a proiectului sunt cuprinse in schema de mai jos. Sunt subliniate obiectivele proiectului in conformitate cu etapele propuse si cu activitatile partenerilor. Conexiunea intre educatie si activitatile de cercetare va asigura diseminarea cunostintelor legate de monitorizarea contaminarii cu metale grele a alimentelor pe baza de peste si a riscului asupra sanatatii consumatorului.

 

    ETAPA I/ Decembrie 2006

 

Obiectivele etapei I au fost realizate integral conform activitatilor planificate.

Avand in vedere faptul ca reglementarile Uniunii Europene sunt printre cele mai stricte din lume, politica sigurantei accentuand responsabilitatea producatorilor si a furnizorilor in ceea ce priveste participarea tuturor la asigurarea calitatii alimentelor, in elaborarea activitatii I.1 s-a optat pentru prezentarea unui studiu al cunoasterii sistemului European de calitate si siguranta a alimentelor. In cadrul acestei activitati s-au mentionat reglementarile Uniunii Europene, s-a prezentat sistemul european de siguranta a alimentelor si s-au definit si analizat factorii de baza care asigura siguranta alimentelor.

Scopul activitatii I.2 a fost urmarirea impactului transpunerii reglementarilor Europene privind siguranta alimentelor, in legislatia din Romania. Implementarea legislatiei Uniunii Europene in Romania in domeniul sigurantei produselor alimentare, ar trebui sa aiba un impact benefic atat asupra Administratiei Centrale, cat si asupra producatorilor si consumatorilor.
S-au identificat in cadrul acestei activitati principiile generale care stau la baza legislatiei alimentare, calitatea si siguranta alimentelor in legislatia din Romania si normele legislative care se aplica in diferite domenii de consum, cu un accent aparte asupra legislatiei UE care reglementeaza contaminarea cu Hg a produselor alimentare.

De-a lungul rapoartelor de documentare efectuate, se observa ca o contaminare cu metale grele poate apare in orice punct in lantul alimentar, de la existenta poluantilor in factorii de mediu, procesarea alimentelor etc., pana la punctele de consum. Odata ce a avut loc contaminarea, este de obicei destul de costisitor si dificil din punct de vedere tehnic pentru a o indeparta. Prin urmare este vital sa se identifice toate sursele potentiale de contaminare, pentru a preveni contaminarea alimentelor, inainte ca fenomenul sa devina dificil, greu de inlaturat si extrem de periculos. Din acest motiv in cadrul activitatii I.3 s-au prezentat surse de contaminare si contaminantii din alimente, cu aprofundarea tuturor acestor aspecte asupra Hg – principalul contaminant din peste si alimente pe baza de peste.

Prin urmare, mediul contribuie la expunere, in cazuri particulare, majoritatea venind din lantul alimentar. Produsii de origine animala, inclusiv pestele, contribuie cel mai mult la ingerarea acestor metale grele in organismul uman. Astfel, in cadrul activitatii I.4 s-au prezentat speciatiile metalelor grele in alimente, intermediare fiind speciatiile in analizele de mediu si in materialele biologice, precum si situatia curenta asupra toxicitatii Hg, Cd si Pb si impactul efectelor secundare induse de prezenta acestora asupra organismul uman.

Initierea procedurilor specifice de determinare a continutului de metale grele (Pb, Cd si Hg), prevazuta in cadrul activitatii I.5, a implicat un studiu de literatura cu privire la instrumentele de analiza ale acestora din lantul alimentar si nivelele de expunere curenta, deosebit de importante fiind etapele premergatoare unei analize complete de determinare a metalelor grele din alimente.
         
Activitatea I.6
a avut ca obiectiv elaborarea unui model experimental, prin efectuarea unor teste preliminare asupra unui set de 3 loturi de subiecti umani (Lotul I – 10 persoane clinic sanatoase; Lotul II –10 persoane diagnosticate cu hepatite cronice evolutive; Lotul III – 10 persoane cu ciroza), prin determinarea indicatorilor selectati (parametrii biochimici si imunologici serici si indicatori ai stresului oxidativ). Activitatea s-a finalizat prin intocmirea unei fise de evaluare a subiectilor umani.
           
In cadrul activitatii I.7 s-au elaborat procedurile specifice de masurare ale fiecarui metal greu din alimente pe baza de peste, proceduri care includ etapele de prelucrare a probei de aliment si prezentarea echipamentului analitic folosit pentru determinare. Procedurile enumerate la acest punct au fost folosite pentru efectuarea unor analize preliminare pe probe de peste (stiuca, cod, macrou). Determinarea metalelor grele din probe de peste s-a realizat prin utilizarea spectroscopiei de absorbtie atomica si analizorul de Hg, finalizate prin elaborarea unor buletine de analiza.
           
Activitatea I.8.
a fost dedicata unui raport de achizitii privind echipamentele de laborator, prin intermediul sistemului de achizitii publice (autosampler pentru analizor TOC, nisa chimica etc.).

In concluzie
, in cadrul etapei I a proiectului s-au realizat:

  • cunoasterea reglementarilor Uniunii Europene si a legislatiei din Romania, cu privire la limitele maxime admise de Hg, Cd si Pb;
  • evaluarea si gestionarea riscurilor cauzate de Hg, Pb si Cd din alimente pe baza de peste;
  • stabilirea unor proceduri specifice de masurare a metalelor grele din alimente consumate de un set de subiecti umani.
    ETAPA II/ Iunie 2007

 

Obiectivele etapei II cuprind:

  • Stabilirea metodologiei de monitorizare a grupurilor tinta prin indicatori de hepato- si imunotoxicitate/ biologici specifici - teste preliminare;
  • Validarea metodelor de analiza a metalelor grele din alimente pe baza de peste: parametrii de performanta ai metodelor, calculul incertitudinii de masurare;
  • Diseminarea cunostintelor in cadrul studiilor de Master si Doctorat – Disciplina Termodinamica Biochimica.

1. Nivelul contaminarii cu metale grele, in special cu Hg, Pb si Cd a alimentelor pe baza de plante si pesti din arii cu nivel crescut de poluare, a impus monitorizarea biologica a metalelor grele a consumatorilor si a riscului de sanatate rezultat. Investigarea contaminarii pestilor cu poluantii din mediu prezinta un interes deosebit, datorita riscului potential asupra sanatatii dat de consumul tot mai crescut de preparate acvatice. Ca urmare, etapa II a fost initiata prin realizarea unei metodologii de monitorizare a grupurilor tinta prin indicatori de hepato si imunotoxicitate/ biologici specifici. Pentru aceasta s-au avut in vedere trei aspecte:

  • stabilirea loturilor de consumatori si a dozelor de peste pentru consum;
  • monitorizarea loturilor de consumatori;
  • analiza rezultatelor preliminare realizata prin evaluarea loturilor tinta prin teste functionale hepatice, de imunotoxicitate si determinarea continutului de Hg din probe de sange.

Au fost alcatuite 3 loturi de subiecti, grupuri tinta, barbati si femei cu varsta intre 30-65 ani,  pentru monitorizarea efectelor consumului “cronic” de peste:

  • Lotul I – 10 persoane clinic sanatoase (lot martor, M);
  • Lotul II – 10 persoane diagnosticate cu hepatite cronice evolutive (lot hepatita, H);
  • Lotul III – 10 persoane diagnosticate cu ciroza (lot ciroza, C).

Subiectii din grupurile tinta au fost atent selectionati, din punct de vedere al indicatorilor biologici, pentru incadrarea in specificul lotului corespunzator.
S-a considerat ca o doza de 500 g peste/zi reprezinta o medie suficienta a consumului pentru o perioada de 3-6 luni, deoarece consumul la o singura masa a 300 g/zi pe perioada scurta de timp poate induce toleranta. S-au consumat preparate din peste proaspat sau conservat in suc propriu, din speciile: pastrav, crap, cod, merluciu si macrou.
Analiza preliminara a rezultatelor privind nivelul enzimelor AST, ALT, GGT, ALP, LDH si a parametrilor nonenzimatici serici au indicat gradul de afectare hepatica la loturile testate: M (martor), H (hepatita), C (ciroza). Astfel, prin analiza parametrilor biochimici serici obtinuti pe loturile tinta prin teste functionale hepatice s-au constatat urmatoarele:

  • valorile gama glutamil transpeptidaza (GGT) obtinute pentru loturile tinta au variat intre 10- 15/L (lotul M), 145-218U/L (lotul H) si 59-118U/L (lotul C);
  • valorile medii ale lactat dehidrogenazei (LDH) obtinute pentru loturile tinta: 184.6 U/L (lotul M), 187,8 U/L (lotul H) si 213,4 U/L (lotul C);
  • pentru fosfataza alcalina (ALP) valorile obtinute pentru loturile tinta au variat intre 28-54U/L (lotul M), 59-100U/L (lotul H) si 67- 88U/L (lotul C).

Prin analiza unor parametri serici nonenzimatici, respectiv prin electroforeza proteinelor serice s-au evidentiat aspecte perturbatoare ale distributiei albuminelor si globulinelor serice la loturile de ciroza si hepatita fata de martor. Rezultatele au indicat diferente apreciabile intre loturile M, H, C in ce priveste nivelul citokinelor in supernatantii culturilor celulare:

  • cresteri ale nivelului IL-1β si TNF-α insotesc afectiunile hepatice (H,C), indicand asocieri cu procese inflamatoare ;
  • secretia IL-2, citokina implicata in modularea raspunsului imun, este foarte scazuta in culturi de sange periferic provenit de la loturile de ciroza si hepatita, cu valori aproape de 20 ori mai scazute fata de lotul martor;
  • nivelul citokinei IL-1β, cunoscuta ca mediator al inflamatiei, este sensibil afectat in supernatanti de culturi celulare din sange periferic in prezenta unor doze de Hg si Pb.
In ceea ce priveste concentratia Hg in sange, in urma determinarilor efectuate pe cinci subiecti care fac parte din lotul tinta de consumatori clinic sanatosi (M), s-a constatat ca valorile concentratiei de Hg din sange se incadreaza in limitele normale, fiind situate in domeniul 0,25 – 5,1 μg/L. Nivelul acceptat de Hg in sange este de 6 – 12 μg/L. Semnele neurologice incep sa apara la concentratii mai mari de 100 μg/L. O concentratie intre 10 – 20 μg/L indica o expunere excesiva.
Testarea periodica ex vivo pe sange prelevat de la persoane sanatoase (M) sau cu patologie hepatica (H si C), consumatori “cronici” de peste poate constitui modul de monitorizare a efectelor induse de contaminantii din alimente pe baza de peste.

2. Un al doilea obiectiv atins in cadrul etapei II a fost validarea metodelor de analiza a metalelor grele din alimente pe baza de peste: parametrii de performanta ai metodelor, calculul incertitudinii de masurare. Protocolul de validare a cuprins:

  • Estimarea incertitudinii prin: precizarea specificatiei; listarea surselor de incertitudine; estimarea efectului asupra rezultatelor; cuantificarea componentelor; convertirea in deviatii standard; calculul incertitudinii combinate;
  • Validarea metodelor: limita de detectie; limita de determinare; repetabilitatea; domeniu de liniaritate; domeniu de masurare; recuperare; selectivitate; abatere; adecvare la scop; stabilitate; robustete.

În acestă etapă a proiectului s-au prezentat rezultatele experimentale, la nivel de laborator, ale incercarilor de determinare a conţinutului de metale grele: plumb, cadmiu si mercur din probe certificate de referinta  de peste (MRC), probe mineralizate de IBA si de catre UPB-CNC. In cadrul acestei etape de experimentare s-au realizat:

  • metode de dezagregare, cu cuptorul cu microunde, a probelor - MRC de peste, pentru determinarea metalelor grele: cadmiu, plumb si mercur;
  • metode de analiza a concentratiei elementului in probe (cadmiu, plumb si mercur), prin spectrometrie AAS - tehnica cu cuptor de grafit (GAAS), cu generator de hidruri si cu ajutorul Analizorului direct de mercur (DMA - 80).

Evaluarea rezultatelor obtinute s-a efectuat dupa valorile certificate: pentru Pb si Cd: valorile obtinute se incadreaza ca ordin de marime in cele certificate; au existat mici diferente care pot proveni din valorile de incertitudine; pentru Hg valorile obtinute sunt corespunzatoare ca ordin de marime.
Ultimul obiectiv al acestei etape a fost alocat unui raport de diseminare a cunostintelor in cadrul studiilor de Master si Doctorat – Disciplina Termodinamica Biochimica.

 

    ETAPA III/ Decembrie 2007

 

Activitatile asociate etapei III au urmarit:

  • determinarea continutului de metale grele (Pb, Cd si Hg) din probe de peste proaspat si conservat, prin utilizarea spectrometriei de absorbtie atomica, AAS (tehnica cu cuptor de grafit GAAS si cu generator de hidruri) ;
  • efectuarea unor teste biologice preliminare pe grupurile tinta;
  • diseminarea rezultatelor, asigurata de transferul datelor referitoare la clasa de contaminanti studiata catre unitatile de monitorizare a riscului asupra sanatatii.

In urma anlizelor pe patru probe de peste de acvacultura efectuate (Acipenser stellatus, Acipenser stellatus, Huso huso, Acipenser guldenstaedti) si peste din conserva (Ton maruntit in ulei produs in Tailanda,  Sardine in ulei vegetal produs in Tailanda,  File macrou in ulei produs in Polonia) s-a constatat ca toate probele de peste contin concentratii de Pb, Cd si Hg care se situeaza sub limita impusa de legislatia in vigoare.

Parametri biochimici (proteine serice, cretinina serica, ALT, AST, GGT, LDH) determinati asupra celor trei loturi de subiecti (M, H, C) au prezentat modificari variabile inter- si intraloturi H2 si C2, dupa consumul de peste. Variatiile parametrilor biochimici dupa consumul de peste au prezentat doua aspecte:

  • aspect de ameliorare exprimat prin evolutia unor parametri de tipul: proteine serice totale,  ALT, LDH (H1);
  • aspect de perturbare, trend patologic - creatinina,  GGT,  AST.

Rezultatele biochimice prezentate nu constituie un indicator de contaminare a produselor din peste cu metale grele, necesitand corelarea cu:

  • nivelul de metale grele in pestele de consum;
  • nivelul de metale grele in sangele subiectilor;
  • completarea cu rezultatele obtinute in vitro si ex vivo pentru eventuala identificare a efectelor toxice specifice asociate cu consumul de peste.

In concluzie, in urma analizelor efectuate pe probele de sange prelevate de la loturile de consumatori de peste s-a constatat ca nivelul concentratiilor de metale grele este sub limita maxima admisa.