TEZĂ DE DOCTORAT Rezumat

Transcript

1 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

2 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.

3 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).

4 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.

5 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 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.

6 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 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.

7 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 % în cazul proteinei brute, între % pentru conţinutul în grăsime brută, între % pentru umiditate, între % pentru substanţele minerale şi între % 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.

8 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 % pentru mezenter, % la slănină şi % 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 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 '

9 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 %, la probele de pulpă se situează între %, iar cele mai mari valori sunt înregistrate la probele de ceafă, între %. 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).

10 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.

11 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 % peste limita maximă admisă (26%), iar la probele de crenvurşti valorile au fost între %. 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 %). 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 ng/g grăsime, iar Σ HCH între ng/g grăsime. Au mai fost identificaţi: α clordan ( ng/g grăsime), heptaclor şi heptaclor epoxid (1.2-2 ng/g grăsime) şi endosulfan I ( 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 ng/g grăsime, respectiv salam de vară ng/g grăsime), preparatele fierte, dublu afumate şi uscate şi preparatele afumate (cârnaţi afumaţi ng/g grăsime). Cele mai mici valori au fost înregistrate la preparatele fierte şi afumate (crenvurşti ng/g grăsime şi parizer 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).

12 g% OCP ng /g LB CA CW PZ SV CT samples 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 ng/g suma clordan suma DDT suma heptaclor suma endosulfan suma HCH OCP 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.

13 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 ng/g Fj S O M CF CO P CW PZ SV CA CT PCP LB PCS Sam ples 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 DDTului 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 ng/g Fj S O M CF CO P CW PZ SV CA CT PCP LB PCS Samples Figura. 4 Variaţia conţinutului de Σ DDT

14 În cazul Σ HCH s-a constatat o acumulare preferenţială în carne urmată de organe, ţesutul gras şi preparatele din carne ng/g Fj S O M CF CO P CW PZ SV CA CT PCP LB PCS Sam ples 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

15 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.

16 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 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.

17 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 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,

18 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.

19 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;

20 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.

21 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.