A rizs hígítása más gluténmentes szemekkel a szervetlen arzén csökkentése érdekében a kisgyermekek számára készült élelmiszerekben, válaszul az Európai Unió rendeleteire, lendületet ad a szigorúbb előírások meghatározásának

Manus Carey

1 Institute for Global Food Security, Queen's University Belfast, Belfast, Észak-Írország

Emily Donaldson

1 Institute for Global Food Security, Queen's University Belfast, Belfast, Észak-Írország

Antonio J. Signes-lelkész

1 Institute for Global Food Security, Queen's University Belfast, Belfast, Észak-Írország

2 Járványügyi Tanszék, Geisel Orvostudományi Kar, Dartmouth College, Libanon, New Hampshire, Amerikai Egyesült Államok

Andrew A. Meharg

1 Institute for Global Food Security, Queen's University Belfast, Belfast, Észak-Írország

Társított adatok

Minden releváns adat megtalálható a dokumentumban és a kiegészítő információkat tartalmazó fájlokban.

Absztrakt

Egyre inkább felismerték, hogy a fiatal csecsemők a rákkeltő szervetlen arzén magasabb koncentrációinak vannak kitéve, a felnőttekhez képest. Ennek oka, hogy sok csecsemőtáplálék rizs alapú, a rizs pedig igen

a termékek háromnegyede meghaladta a törvényes küszöböt [7]. A szintek valójában emelkedtek a tiltás előtti felmérésből [7, 13]. Tipikus bébiételek, amelyekben a szervetlen arzén szintje megemelkedhet, a rizs zabkása, rizs keksz/ostya és a puffasztott rizs gabonafélék [7, 13]. Ezeknek azonban vannak általános, azaz nem kifejezetten csecsemőknek, társaiknak szóló címkéi is, és a szigorúbb uniós előírások csak a kifejezetten kisgyermekek számára címkézett termékekre vonatkoznak [12]. Ez kiskaput jelent, és a gyanútlan szülők szinte azonos termékek közül választhatnak, de egyet gyermekeknek, egyet általános fogyasztásra, és a szervetlen arzéntartalom potenciálisan eltér. Emellett a tanulmányok az Egyesült Királyságra összpontosítottak [7, 13], kevés felmérést végeztek a szervetlen arzénről a bébiételeknél másutt Európában, és ezek mindegyike a 2016-os új szabályozás előtt volt [14–16].

Ebben a tanulmányban a szervetlen arzénszintek megállapítását tűztük ki az Egyesült Királyság bébiételébe, valamint általános, vagyis nem kifejezetten csecsemőfogyasztásra szánt címkéjüket, az Egyesült Királyság megfelelőinek megállapítására. Ennek célja annak megfigyelése volt, hogy miként hajtják végre az új uniós jogszabályokat, és annak azonosítása, hogy a gyermekek speciális termékei eltértek-e a generikus zabkásától, gabonapogácsáktól és reggeli müzliktől. A felmérés eredményeit összehasonlították a korábbi vizsgálatokban talált koncentrációkkal is [7, 13]. Az eredményeket annak figyelembevételével értelmezték, hogy mi a legjobb táplálkozási tanács a kisgyermekes szülők számára, és hogyan kerülhetők el a nagyobb expozíciójú termékek, valamint a gyermekek szervetlen arzénnak való kitettségének további csökkentésére irányuló stratégiák.

Anyagok és metódusok

Mintavételi stratégia

A jelenlegi felméréshez az egyes termékek mintáit különálló kiskereskedelmi egységekből vették mintákból, hogy duplikált vagy triplikált mintákat kapjanak. A minta vásárlásának dátuma, a hely és a készítmény részletei a következők: (S.I. S1 fájl). A mintavételi stratégia az volt, hogy a főbb vállalatokhoz (ASDA, Boots, Dunne's, Holland & Barrett, Marks & Spencer, Sainsbury's) és a kiskereskedőkhöz 3 vásároljon (az esetek kisebb részében csak 2 volt elérhető, lásd SI S1 fájl „termékátlagok”) fül az egyes bébiételek szekciókban elérhető rizs alapú termékek N) replikátumához. Összesen 24 boltból vettek mintát Észak-Írország tartományban (Enniskillen Craigavonban, Lisburnben és Belfastban találhatók). A bontást lásd az S.I. S1 fájl „összes minta adat” fülén. Az adatok túlnyomó részét az EU-ból származónak, vagy az Egyesült Királyságban vagy Belgiumban gyártott származási forrásnak jelölték meg, csak 4 termékben volt feltüntetve a rizs származási országa (egy olasz, 2 japán, 1 thai), jelentették a következőben: termékátlagok ”fül az SI S1 fájlban. Az Egyesült Királyság 2016-os és 2014-es felmérésének részleteit Signes-Pastor et al. [7].

A minta előkészítése és emésztése

A mintákat Christ LD fagyasztószárítóban szárítottuk, rotációs golyósmalomon (Retch PM 100 bolygógolyós malom) porítottuk, cirkónium-oxiddal bélelt marókamrát és 20 mmØ cirkónium-oxid golyókat használva. Minden porított mintából,

A 100 mg-ot OHAUS-Discovery digitális mérlegekkel pontosan lemértük, és 50 ml-es címkézett polipropilén centrifuga csövekbe helyeztük, és a pontos súlyt feljegyeztük. Három további csövet használtunk vakként és 3-at CRM-ekhez. Specifikációként a NIST SRM 1568b rizslisztet használták CRM-ként, mivel ez több releváns As faj minősített szintjét tartalmazza. Ezután 1 ml salétromsavat (10 ml) pipettáztunk mindegyik csőbe, és rövid ideig kavargattuk. Ezt hagyták egy éjszakán át ázni. Ezután centrifugacsöveket helyeztek a karamellába a CEM Mars 6 1800 W mikrohullámú emésztőhöz, amelyet 95 ° C-ra hevítettek fokozatosan, szobahőmérsékletről 5 perc alatt 55 ° C-ra melegítve, 10 percig tartották, 75 ° C-ra hozták, 10 percig tartották Az elegyet 5 perc alatt 95 ° C-ra melegítjük, 30 percig tartjuk. Lehűtés után mindegyik csövet 1% salétromsavval 10 g végtömegig pótoljuk. Ennek pontos súlyát rögzítettük. A csöveket egy Sorvall Legend RT centrifuga segítségével centrifugáltuk, amelyet 3500 rpm-re állítottunk 15 percig 20 ° C-on.

Ionkromatográfiás frakcionálás a specifikációhoz

Minden centrifugacsőből 700 μl-t vittünk egy 1 ml pp-os fiolába, végül pipettával 7 μl 30% -os (vagy hasonló) Prolabo Analar Normapur hidrogén-peroxidot adtunk hozzá, és az injekciós üvegeket alaposan összekevertük. Az üvegcséket előre meghatározott véletlenszerű sorrend szerint tálcákba rendeztük, és az automatikus mintavevőbe helyeztük. Thermo Dionex IC5000 Ion Chromatograph (IC) rendszert használtunk, beleértve a Dionex IonPac AS7 RFIC analitikai oszlopot (2x250mm) és a Dionex AG7 védőoszlopot. Az A mozgófázis 20 mM ammónium-karbonátot tartalmaz ionmentes vízben, a B mozgó fázis pedig 200 mM ammónium-karbonátot tartalmaz ionmentes vízben. Az áramlási sebesség 0,3 ml/perc volt a következő gradiens programmal: 100% mobil A fázis, amikor idő = 0 perc, majd lineáris változás 100% mobil B fázisra, amikor idő = 10 perc, és végül lineáris változás 100-ra % A mobil fázis, amikor az idő = 10,5 perc, majd 2 perces egyensúly, az elemzés teljes ideje 12,5 perc.

Az arzén elemzése ICP-MS segítségével

Az IC-t egy ICP-MS (Thermo ICAP-Q) detektorhoz kapcsoltuk. Az ICP-MS működési körülményei a következők voltak: Forward RF power - 1550W; Nebulizátor gázárama-

1 l/perc, a porlasztó minta áramlási sebessége-

0,35 ml/perc. Héliumot alkalmaztak ütközésgázként 4,5 ml/perc áramlási sebesség mellett, és az egyetlen elem mért értéke As volt 75 tömegnél. Keverék típusú oldatot készítettünk, amely a következőket tartalmazta: AB-arsenobetaine (EC IRMM BCR626); DMA-dimetil-arinsav (Supleco [Merck]); MMA- monometilaronsav (Chem Service); Tetra-tetrametil-szalóniumsav (Joeg Feldmaa, az Aberdeeni Egyetem ajándéka); AsIII arsenit (Sigma-Aldric [Merck]); AsV-nátrium, kétalapú, arsenát-heptahidrát (Sigma-Aldrich) 1 μg/l koncentrációban retenciós idő ellenőrzésként. Öt standardot állítottak össze, köztük egy vakot, mindezt 1% HNO3-ban, 0-5ppb tartományban, DMA-t használva kalibráló fajként, és minden fajkoncentrációt megmértünk ezzel a kalibrációval.

A statisztikai elemzés eljárása

A statisztikai elemzéshez kiszámolták az egyes termékosztályok, a zabkása, a keksz vagy a gabonafélék mediánjait, vagy Mann-Whitney párosítatlan t-próbával, vagy Kruskal-Wallis nem parametrikus egyirányú ANOVA-val, a mediánok összehasonlításához a statisztikai csomag segítségével GraphPad Prism v.6. Lineáris regressziós analízist alkalmaztunk a szervetlen arzéntartalom és az egyes termékek rizs százalékos arányának összehasonlítására.

Eredmények

A NIST-1568b CRM mennyiségi meghatározása, N = 4, 103,4% (RSD 8,3%), 94,5% (RSD 10,4%), 83,7% (RSD 12,7) és 96,6% (RSR 9,3%) volt DMAA, MMAA, szervetlen arzén és fajok összege, ill. A szervetlen arzén és a DMAA kimutatási határai (LoD) 1 μg/kg voltak. Ahol a minták LoD alatt voltak, a LoD felét statisztikai megfontolás céljából rendelték. Az átlagos szervetlen arzén- és DMAA-koncentrációt minden mintatermékre kiszámoltuk, az Egyesült Királyság mintáiról az S1 File-ban jelentettük.

Az egyes rizstermékek átlagos szervetlen arzéntartalmának mediánkoncentrációi (az S1 File, a „termékmediánok” fülön jelentettek) kifejezetten csecsemők (kék árnyalatú) és az általános piac (szürke árnyalatú) számára. A gyémántok a zabkása (tiszta bébi rizs, n = 6; több szemű zabkása, n = 15), négyzetek a sütemények számára (bébi rizs torta, n = 2; általános rizs torta, n = 14, bébi több szemes sütemény, n = 10; általános többszemű sütemény, n = 9), háromszögek a müzlihez (többszemű müzli, 10), hatszögek a puffasztott rizshez (fehér, n = 5, teljes kiőrlésű, n = 5). Az egyes termékosztályok medián értékeit az S1 Fájl, a „termékosztály mediánjai” fül tartalmazza.

Összefüggés a csecsemő ételek rizstartalma és az egyes termékek szervetlen arzéntartalmának átlaga között, a mediánok között, az SI S1 File, „termékátlagok” fülön. A gyémántok a zabkása (tiszta rizs, n = 6; vegyes szemű zabkása, n = 15), négyzetek a sütemények számára (rizspogácsa, n = 2; vegyes gabonapogácsa, n = 10), háromszögek a vegyes gabona müzli számára (n = 10 ).

Ha a sütemények és a zabkása mintavételének évét vesszük figyelembe, mivel a csecsemő müzli viszonylag új innováció, legalábbis az Egyesült Királyság bébiételeinek tömeges elosztása alapján, akkor a szervetlen arzén koncentrációja 2017-ben csökkent (3. ábra). A megkérdezett boltokban talált babarizs sütemények mennyisége csak 2 márka volt 2017-ben, összehasonlítva a korábbi évekkel, amikor a márkák és készítmények nagyobb választéka volt megtalálható, 2014-ben 14, 2016-ban 12. Míg a medián 2017-ben 100 alatt volt μg/kg, az a tény, hogy csak 2 márka volt, kizárja a statisztikai elemzést. A rizs zabkása termékenyebb volt, és a mediánja 2017-ben 66 μg/kg volt, szemben a 2016-os 114 μg/kg-os és a 2014-es 127 μg/kg-os mediánnal. Ezek a rizs zabkása mediánjai statisztikailag szignifikánsak voltak, P = 0,0393.

A szervetlen arzéntartalom átlagos koncentrációja az egyes csecsemőkori rizstermékekben 2014-től (sütemény, n = 14; zabkása, n = 8), 2016-tól (sütemény, n = 12; zabkása, n = 4) és 2017-es felmérésből (torta, n = 2; zabkása, n = 6).

Vita

A WHO, bár nem rendelkezik csecsemő standarddal, meghatározta a csiszolt rizs szabványát, az EU-val megegyező értéken, 200 μg/kg szervetlen arzént [25]. Ismételten ezt a WHO szabványt nem kockázatértékelés alapján határozták meg, de legalább a WHO döntés logikáját vitairataikban felvázolták [25]. A WHO vitája arról, hogy hol kell szervetlen arzént beállítani a rizs standardjába, kifejezetten kijelenti, hogy a normát úgy határozták meg, hogy a globális élelmiszerláncban lévő rizs nagy részét forgalomban tartsa [25]. Vagyis a WHO szabványát gazdasági megfontolásokból állították fel, állítólag az As Low as Reasonably Practical (ALARP) elv alapján [25]. Az itt bemutatott brit eredményeink összekeverik ezt a WHO ALARP értékelési értelmezését, mivel tiszta bébi rizs beszerezhető, amely 100 μg/kg alatt van, ami a WHO [25] szabványának fele, egy kereskedelmi termék esetében. Nyilvánvaló, hogy a szigorúbb jogszabályi előírások - 100 μg/kg az EU-ban a csecsemőtáplálkozáshoz képest, míg a 200 μg/kg az EU-ban és a WHO-ban - általában ösztönzik a szervetlen arzén csökkentését az étrendben. Tekintettel arra, hogy a szervetlen arzén nem küszöbértékű rákkeltő anyag [22, 26], vagyis minden adag karcinogén kockázatot hordoz, a csecsemőknek és a felnőtteknek való kitettséget minimalizálni kell.

Más szemcsékkel való hígítás mellett más stratégiák is alkalmazhatók a rizsalapú bébiételek szervetlen arzéntartalmának további csökkentésére. A szervetlen arzént 80% -os eltávolítási arány mellett könnyen elkészítik a rizsből [26]. Mivel a csecsemőtermékeket általában előkészítik, a szervetlen arzén eltávolítása az élelmiszer-feldolgozási szakaszban kezelhető megoldás. A csecsemőtápláléknak szánt rizs alacsony arzéntartalmú rizsrégiókból származhat [8]. Ez az itt bemutatott eredményekből kiderül, hogy mi történt a tiszta rizs csecsemőkása és keksz esetében az Egyesült Királyságban.

Míg a bébiételek 100 μg/kg szervetlen arzén standardjának bevezetése pozitív hatással volt a csecsemők arzénnak való kitettségének csökkentésére, a törvény nem veszi figyelembe azokat a szülőket, akik gyermekeiket speciálisan nem címkézett besorolású élelmiszerekkel fogják etetni. kisgyermekek [12]. Ilyen ételek közé tartozik a rizsszem, és azok a szülők, akik csecsemőjüket friss alapanyagokból készítik el ételeiknek, magasabb szervetlen arzénszintnek teszik ki gyermekeiket, mintha a gyermekeknek címkézett, előre csomagolt ételeket étkezésként adnák. Továbbá, amint azt az itt található eredmények szemléltetik. Ha kisgyermekeknek nem csecsemőnek nevezett, rizzsel készült reggeli gabonapelyheket vagy rizskrekereket kapnak, akkor az expozíciójuk nagyobb lesz, mint az egyenértékű gyermek-élelmiszer-termék adása. A puffasztott rizs különös aggodalomra ad okot, mivel a gyermekek számára széles körben reggelizőpelyheként szolgálnak fel, de az uniós jogszabályok megengedik, hogy a rizstermékek bármelyikében a legmagasabb szervetlen arzénkoncentráció legyen, 300 μg/kg.

Mivel a rizs nem csak a csecsemők számára jelent problémát, hanem krónikus rákkeltő anyag, amelynek kockázata az egész életen át mérhető [22, 26], ha a rizs szervetlen arzén expozíciója csecsemőknél csökkenthető, felnőtteknél is csökkenthető. Ismét a beszerzés jelent megoldást a nem rizstermelő országokban, például az észak-európai országokban, amelyekre a tanulmány összpontosított, vagy a főzés egyszerű változásaival, például az előáztatással és a nagy víz: rizs felhasználásával (arány) [27] . Azokban az országokban, ahol a rizs a megélhetési szénhidrátforrás, valamint a főzés megváltoztatása, a rizsfeldolgozás, például a forralási gyakorlat [28] szintén hatással lehet. Az étrend diverzifikálása szintén lehetőség, és ez általában segítené a lakosság táplálkozási egészségét azokban az országokban, ahol rizsfenntartó étrend van [29]. Agronómiai megoldások az alacsony arzéntartalmú rizs előállítására különféle okok miatt nem jelentek meg [30], de a jövőben mégis előfordulhatnak.

Segítő információ

S1 fájl

A fájl egy Excel lapot tartalmaz, amelyen a fülek alatt vannak táblázva az adatok: „termékosztály mediánjai”, „termékátlagok” és „összes minta adat”.