Налице е корекция на тази статия

Тази статия е актуализирана

Резюме

Въведение

Пазарът на хранителни добавки се увеличава, като все повече хора се интересуват от използването на тези формули за различни цели в Европа, САЩ и Азия. Има особен интерес към насочването към тези продукти, които са базирани на съставки от естествен произход (Kennedy 2005; Hirayama et al. 2008; Bailey et al. 2013). В рамките на тази група добавките, базирани на биомаса от микроводорасли, не само привличат икономическо внимание, но в същото време техните биоактивни свойства се изследват широко, използвайки допълнителни изследователски модели:инвитро и в in vivo експерименти и рандомизирани, плацебо контролирани клинични проучвания, включващи различни групи пациенти (Panahi et al. 2016; de la Jara et al. 2018). Тези продукти използват биомаса от цианобактерии, принадлежащи към родовете на Arthrospira (известен в търговската мрежа като Спирулина), Nostoc, и бившият “Aphanizomenon,”И зелени водорасли, представляващи родовете Хематококи, Дуналиела, и Хлорела (Pulz and Gross 2004). Най-големият пазарен успех е постигнат от Спирулина и Хлорела формули, с основните култивиращи растения, разположени в САЩ и Азия, особено в Китай, настоящият лидер в световното производство на биомаса от микроводорасли (García et al. 2017).

Последните проучвания показват, че различни хранителни добавки като формули с много съставки могат да разкрият големи несъответствия между фактическата хранителна стойност и тази, декларирана на етикета на продукта (Brandon et al. 2014; Niedzielski et al. 2016; Poniedziałek et al. 2018 ). Мащабното отглеждане на микроводорасли за производство на храни, в които най-често се използват системи за езерота, е податливо на различни условия на околната среда, смекчаването на които може да бъде предизвикателство. Хранителната стойност на произведената биомаса може да бъде повлияна от наличието и наличието на определени съединения в култивиращата среда. Следователно е от интерес да се проучи дали съдържанието на минерали, декларирано върху етикетите на търговските добавки с микроводорасли, съответства на техните фактически нива в рамките на приетия марж.

Целта на настоящото проучване беше да се оцени съдържанието на токсични метали (Al, Cd, Hg, Ni, Pb), шестовалентен хром, видове арсен, редки земни елементи (РЗЕ) и основни макро- и микроелементи (Ca, Co, Cr, Cu, K, Mg, Mn, Mo, Na, Se, Fe, Zn) в Спирулина и Хлорела хранителни добавки с произход от различни световни региони и регистрирани за разпространение в Европейския съюз. Определените нива на минерали бяха сравнени с тези, декларирани на етикетите на продуктите.

Материали и методи

Хранителни добавки

Общо 13 Спирулина-базирани и 10 Хлорела-хранителни добавки на базата на случаен принцип са закупени от онлайн магазини. Критериите за включване бяха официална регистрация като хранителна добавка, държава на произход, декларирана на етикета, прах или таблетна форма. Общите характеристики на изследваните продукти са дадени в таблица 1. Следният брой на Спирулина и Хлорела продукти, декларирани на етикета за съдържанието на изследваните минерали: Ca, 9 и 10; Cu, 9 и 8; К, 9 и 10; Mg, по 10; Mn, 11 и 9; Fe, 11 и 10; Se, 3 и 1; Na, P и Zn, по 1 всеки 1; Cr и Mo, 1 и 0; Ко, няма.

Анализ на съдържанието на общия елемент

Цялата партида от всяка добавка се смила, старателно се смесва и претегля. След това 0,50 g от всяка формула се усвояват в 8 ml supuraure HNO3 в затворени тефлонови съдове, използвайки микровълнова система за смилане на проби Mars 6 (CEM, САЩ). Процедурата на смилане се състои от два етапа: ускоряване до температура 180 ° C за 20 минути и задържане при 180 ° C за 30 минути. След разграждане разтворът се разрежда до краен обем от 15 ml с ултрачиста вода, получена в системата Milli-Q (Millipore, САЩ). Всяка добавка беше приготвена в три екземпляра.

Съдържанието на основни макроелементи (Ca, Mg, K, Na и P) и микроелементи (Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Se, Fe и Zn), токсични метали (Al, Cd, Ni, Hg и Pb), леки REE (LREEs: Ce, Eu, Gd, La, Nd, Pr, Sc, Sm) и тежки REE (HREEs: Dy, Er, Ho, Lu, Tb, Tm, Y и Yb) беше определена с помощта на индуктивно куплиран плазмен оптичен емисионен спектрометър Agilent 5110 ICP-OES (Agilent, САЩ). За калибрирането са приложени търговски аналитични стандарти на ICP (Romil, Англия). Следните общи инструментални параметри бяха използвани за определяне на всички елементи: RF мощност 1,2 kW, поток от плазмен газ (аргон) 12 L min -1, поток газ от пулверизатор (аргон) 0,7 L min -1, аксиално плазмено наблюдение. Приложените дължини на вълните (nm), граници на откриване (mg kg -1) и нива на инструментална точност (%) за всеки определен елемент са обобщени в таблица S1. Проследимостта беше проверена с помощта на стандартните референтни материали: CRM S-1, CRM NCSDC (73349), CRM 2709, CRM 405 и CRM 667. Възстановяването (80–120%) беше приемливо за всички определени елементи.

Анализи на видовете арсен

Определяне на шествалентен хром

За определяне на Cr (VI) се прилага колориметричният метод с 1,5-дифенилкарбазид (Poniedziałek et al. 2018). За 2 ml от пробата, екстрахирана с 1 М фосфорна киселина, няколко капки от 0,5% (м/м) добавя се разтвор на дифенилкарбазид в ацетон. Всяка добавка беше приготвена в три екземпляра. Евентуалното присъствие на червено оцветен комплекс от Cr (VI) се определя спектрофотометрично при 540 nm.

Статистически анализи и изчисления

Резултати

Токсични елементи

Алуминий

Средното ± SD (средно) съдържание на Al възлиза на 2155,6 ± 1774,7 (1299,8) mg kg -1 Спирулина добавки и не се различава съществено от тази, открита в Хлорела препарати — 1732,8 ± 1991,5 (1095,3) mg kg -1 (стр > 0,05, Ман-Уитни U тест). Три Спирулина и две Хлорела са идентифицирани продукти, чиято седмична консумация при дневна доза от 3,0 g от 70-килограмов възрастен би надвишила TWI за Al (фиг. 1).

хранителни

Съдържанието (средно ± SD) на Al (а), Като видове (б) и Ni (° С) в Спирулина (лява колона; н = 13) и Хлорела (дясна колона; н = 10) в хранителни добавки. Червената линия представлява допустим седмичен прием (TWI), определен от ЕК, като се има предвид седмична консумация в дневна доза от 3,0 g от възрастен 70-килограмов; пунктираната червена линия представлява Временен допустим седмичен прием (PTWI), определен от Световната здравна организация, като се има предвид същата консумация, както при изчисляването на TWI. Пунктираната червена линия представлява Долната граница на доверието на бенчмарка (BMDL01), зададена за неорганичен As при консумация на 3,0 g добавка от 70-килограмов възрастен. bdl, под границите на откриване

Арсен

Съдържанието на As беше под границите на откриване (0,1 mg kg -1) в шест Спирулина (46,1%) и 5 Хлорела (50,0%) продукти. В други добавки е установен следният ред на видовете As: As organic> As (V)> As (III), като сумата на неорганичния As варира от 1,7–2,2 mg kg −1 в Спирулина и 2,3–2,7 mg kg -1 инча Хлорела (Фиг. 1). Като се има предвид обичайната препоръчителна дневна доза от 3 g консумация на добавка, употребата на тези продукти би довела до ежедневно излагане на неорганични вещества, както при ниво 5.1–6.7 за Спирулина и 6,2–8,1 μg в случай на Хлорела. Подобна експозиция би представлявала съответно 24,3–31,9% и 29,5–38,6% от BMDL01, ако се приеме консумация от 70-килограмов възрастен.

Никел

Съдържанието на Ni в Спирулина и Хлорела добавки е сравним и възлиза на средно ± SD (медиана) от 1,52 ± 0,72 (1,33) и 1,38 ± 0,63 (1,29) mg kg -1, съответно. Най-високото съдържание в първата група продукти е 3,26 mg kg -1, а във втората 2,81 mg kg -1. Седмичната добавка с всяка изследвана добавка при дневна доза от 3,0 g от 70-килограмов възрастен няма да надвишава 40% от установената TWI за Ni и в повечето случаи тя е била по-ниска от 20% от TWI (Фиг. 1).

Шестовалентен хром

Съдържанието на Cr (VI) е под границата на откриване (0,01 mg kg -1) във всички изследвани проби.

Кадмий

Съдържанието на Cd във всички тествани продукти е паднало много под максимално допустимото ниво (1,0 mg kg -1), определено от Европейската комисия (фиг. 2) и не се различава значително между Спирулина- и Хлорела-базирани добавки (стр > 0,05, Ман-Уитни U тест) със средно ± SD (средно) съдържание, съответно 0,125 ± 0,055 (0,128) и 0,142 ± 0,071 (0,134) mg kg -1, съответно.

Съдържанието (средно ± SD) на Cd (а), Hg (б) и Pb (° С) в Спирулина (лява колона; н = 13) и Хлорела (дясна колона; н = 10) хранителни добавки. Синята линия представлява максимално допустимото ограничение за хранителни добавки, установено от Европейската комисия. bdl, под границите на откриване

живак

Hg беше открит в седем Спирулина (53,8%) и осем Хлорела (80,0%) хранителни добавки при средни ± SD (медиана) нива от 0,027 ± 0,031 (0,022) и 0,41 ± 0,017 (0,042), съответно, не се различават значително една от друга (стр > 0,05, Ман-Уитни U тест). Повечето от тестваните продукти разкриват съдържание на Hg много под максимално допустимото ниво, определено за хранителни добавки от Европейската комисия (фиг. 2).

Средното ± SD (средно) съдържание на Pb в Спирулина и Хлорела добавки е 2.6 ± 1.9 (2.3) и 2.6 ± 1.3 (2.1) и не се различават значително (стр > 0,05, Ман-Уитни U тест). Четири Хлорела (40%) и пет Спирулина (30,8%) продукти надвишават максимално допустимото ниво на Pb (3,0 mg kg -1), определено от Европейската комисия, с един Хлорела добавка, която го надвишава над 2 пъти (фиг. 2).

Редкоземни елементи

Общото средно ± SD (средно) съдържание на РЗЕ в Спирулина и Хлорела е съответно 2,14 ± 1,89 (1,25) и 2,03 ± 11,28 (1,63) mg kg -1. Значително по-високо съдържание на LREE е отбелязано и в двете продуктови групи (стр -1 dw) е надвишен само с един Спирулина продукт (Таблица 2).

Съществени елементи

Макроелементи

Съдържанието на макроелементи в Спирулина и Хлорела хранителни добавки е обобщено в Таблица 3. Средното им съдържание намалява в порядъка K> Ca> P> Na> Mg за Спирулина продукти и K> P> Ca> Na> Mg за Хлорела добавки. Значително по-високо съдържание на Ca се наблюдава за Спирулина продукти, докато Хлорела показва по-голямо ниво на P. При повечето продукти консумацията на най-често препоръчваната дневна доза от 3,0 g не би довела до значителния им прием (Таблица 3). Повечето от изследваните добавки разкриват съгласие между фактическо и декларирано съдържание на Ca, K и Mg (фиг. 3).

Съдържанието на Ca, Cu, K, Mg, Mn и Fe, определено в Спирулина (вляво) и Хлорела (вдясно) хранителни добавки, представени като процент от съдържанието, декларирано на етикета

Микроелементи

Средното съдържание на микроелементи намалява в следния ред: Fe> Mn> Zn> Cu> Cr> Co> Mo = Se in Спирулина добавки и Fe> Mn> Zn> Cu> Cr> Mo> Se> Co in Хлорела продукти. Съдържанието им, обобщено в Таблица 3, не се различава Спирулина и Хлорела продукти, с изключение на нивата на Cu, които са значително по-високи в последните. Те също бяха предимно ниски в сравнение със стойностите на AI, като се приеме дневна консумация на доза от 3,0 g. Единственото изключение беше нивото на Fe, което при подобен сценарий ще бъде осигурено средно над 25% от AI, с някои Спирулина и Хлорела добавки, предоставящи дори значително повече (Таблица 3). За по-голямата част от Спирулина продукти, беше установено, че фактическото и декларирано съдържание на Cu, Mn и Fe съвпада много тясно. В случай че Хлорела добавки, бяха забелязани по-големи несъответствия, особено по отношение на съдържанието на Cu, за което беше установено, че значително надвишава стойността, декларирана на етикета (фиг. 3).

Дискусия

Имайки предвид биологичните дейности на Спирулина и Хлорела хранителни добавки, вече доказани и на клинично ниво, се очаква пазарът на тези продукти да продължи да се развива. По този начин е наложително да се гарантира, че качеството на крайния продукт е високо и безопасно за потребителите чрез, например, прилагане на система за управление на безопасността на храните съгласно ISO 22000, ефективно прилагане на различни разпоредби за храните, систематичен мониторинг на нивата на замърсители и достоверност на информацията, декларирана на етикета на продукта (Fernández-Segovia et al. 2014; Poniedziałek et al. 2018). Настоящото проучване е цялостна оценка на Спирулина и Хлорела хранителни добавки, регистрирани за търговия в ЕС по отношение на нивата на основни и (потенциално) токсични елементи.

Заключение

В обобщение, изследването проверява съдържанието на минерали и токсични елементи в избрани Спирулина и Хлорела хранителни добавки, регистрирани на европейския пазар и с произход от Азия, Северна Америка и Европа. Като се има предвид най-често препоръчваната дневна доза от 3 g, употребата на такива продукти по-скоро не би допринесла значително за приема на минерали, с изключение на Fe, чиито нива са установени за високи и в двете Спирулина и Хлорела формули. Важна констатация е, че повечето от изследваните продукти разкриват добро съгласие между декларирано и фактическо съдържание на елементи. Хранителните добавки с микроводорасли изглежда не допринасят значително за хранителния прием на РЗЕ. Въпреки че някои от продуктите, изследвани от това проучване, разкриват повишени нива на токсични метали като Al или Pb, това в никакъв случай не трябва да е причина да се пренебрегват много обещаващите биоактивни свойства на Arthrospira или Хлорела. Това е по-скоро индикация, че трябва да се засили контролът на качеството на такива продукти, така че само онези хранителни добавки с микроводорасли, които гарантират безопасността на потребителите, да могат да достигнат до пазара.