Doğu Karadeniz Yöresinde Üretilen Bazı Çayların Alüminyum Akümülasyonu ve Ağır Metal İçeriklerinin Belirlenmesi

Öz

Çay (Camellia sinensis) ülkemizde ve dünyada en popüler içeceklerden biridir. Çay gibi doğal gıda materyalleri ve özellikle gıda katkı maddesi olarak alüminyum (Al) bileşiklerini içeren gıdalar halk için Al maruziyetinin ana yolunu temsil eder. Bu araştırmanın amacı; Doğu Karadeniz bölgesinde yaygın olarak üretilen bazı çay marka ve çeşitlerinin toplam ve infüze Al ve potansiyel toksik ağırmetal (Pb,Cr,Co,Ni ve Cd) içeriğinin belirlenmesidir. Bu amaçla, 54 farklı siyah çay örneği toplanmıştır. Toplam alüminyum içerikleri ve potansiyel toksik ağırmetaller nitrik-perklorik asitle yaş yakma sonucu edilen çözeltide belirlenmiştir. Infüze Al ekstraksiyonu ve analizi; 1 g öğütülmüş siyah çaylara 40 ml destile sıcak su eklenmiş (20 dak) ve daha sonra berrak süzükte Al konsantrasyonları belirlenmiştir. Sonuç olarak, siyah çayların toplam Al içeriği referans aralığında bulunmuştur. Ancak, infüzyon ekstraktında Al, WHO/UE referans değerlerine göre çok yüksek (>0,2 ppm) bulunmuştur. Toplam Al’dan % 1.16-1.56 oranında infüze olmuştur. Sıcak suda infüze olan çay örneklerinin ince öğütülmüş olmasının (poşet çay) hızlı infüzyona sebep olabileceğine ayrıca yaşlı çay yapraklarının genç yapraklardan daha fazla Al akümüle etmesi nedeniyle, araştırmada yaşlı yaprak hasat ürünü çay örnekleri kullanılmış olması da diğer bir olasılıktır. Çay tüketiminde insan bünyesine geçen yüksek Al düzeyinin sağlık açısından uzun metrajlı çalışmalarla insanlar üzerindeki olası etkisinin sağlık otoriteleri tarafından değerlendirilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Çay bitkisi örneklerinde, potansiyel toksik diğer ağır metallar (Cd, Pb, Co, Ni, Cr) açısından sağlık için tehlikeli sınır değerin aşılmadığı sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• çay
• alüminyum
• ağır metal
• akümülasyon
• infüzyon

Destekleyen Kurum

Atatürk Üniversitesi BAP - Yüksek lisans projesi

Proje Numarası

(Proje ID:6890 Proje Kodu:FYL-2018-6890)

Teşekkür

DAYTAM’e teşekkürü borç biliriz.

Determination of Aluminum Accumulation and Heavy Metal Content of Some Tea Produced in Eastern Black Sea Region

Öz

Tea (Camellia sinensis) is one of the most popular beverages all over the World. Aluminum (Al) intake from natural foods like tea and those containing aluminum compound used as food additives represents the major route of aluminum exposure for the general public. The aim of this research was to determine content of total and infused Al and potentially toxic heavy metal (Pb, Cr, Co, Ni and Cd) content of some tea brands and varieties widely produced in the Eastern Black Sea region. For this purpose, 54 different black tea samples were collected. Total aluminum contents and potentially toxic heavy metals were determined in the wet-burning solution with nitric-perchloric acid. Total contents of Aluminum and heavy metals were digest with nitric-percloric acid mix and concentrations of mineral contents and total were determined in the obtained clear solutions using ICP-MS. Infusion; 40 ml of hot distilled water was added to 1 g ground black tea particles (20 min) and then filtered to obtain the clear solution for further processing. As a result: total aluminum contents in the black tea samples were between normal level. But unfortunately the solubility of aluminum in both infusion extracts very high value or toxic level (> 0.2 ppm) according to WHO/EU references values. It was noted that tea samples brewed in hot water may be finely ground (such as teabag teas), which may also be rapid and large amounts of infusion agents. The ratio of Al in total aluminum to infusions ranged from 1.56 to 1.16%. On the other hand, it is another possibility that the tea samples used in the research are harvest products of the old leaves because the old tea leaves accumulate more amount of Al than the young leaves. It was concluded that health authorities should evaluate the possible effect of high aluminum level on human consumption in tea consumption through long-term studies in terms of health. It was concluded that the dangerous limit value for health was not exceeded in terms of other potentially toxic heavy metals (Cd, Pb, Co, Ni, Cr) in tea plant samples.

Anahtar Kelimeler

• tea
• aluminum
• heavy metal
• accumulation
• infusion

Proje Numarası

(Proje ID:6890 Proje Kodu:FYL-2018-6890)

Kaynakça

1. Altıntığ, E., Yalçın, N. ve Sevinç, V. (2001). FAAS ile Çayda Ağır Metal Analizleri [Sözlü sunum]. XV. Ulusal Kimya Kongresi, İstanbul, Türkiye
2. Balcı, M., Taşkın, M. B., Kaya, E. C., Soba, M. R., Özer, P., Kabaoğlu, A., Turan, M. A. ve Taban, S. (2016). Doğu Karadeniz bölgesinde çay tarımı yapılan toprakların ve çay bitkisinin demir, bakır, çinko ve mangan durumları. Toprak ve Su Dergisi, 5(2), 65-74. https://doi.org/10.21657/topraksu.269370
3. Bedir, N. (2010). Açık ve paket çaylarda bulunan ağır metallerin ıcp-oes ile analizleri [Yayımlanmış yüksek lisans tezi]. Sakarya Üniversitesi.
4. Chenery, E. M. (1955). A preliminary study of aluminium and the tea bush. Plant and Soil, 6(2), 174-200. https://doi.org/10.1007/BF01343446
5. Chu, D. C. ve Juneja, L. R. (1997). General chemical composition of green tea and its infusion. Yamamoto, T., Juneja, L.R., Chu, D.C. ve Kim, M. (Eds), Chemistry and applications of green tea (s. 13-22) içinde. CRC Press.
6. Chuan-yi Peng , Xiao-hui Zhu, Ru-yan Hou, Gao-fei Ge, Ri-mao Hua, Xiao-chun Wan ve Hui-mei Cai (2018). Aluminum and heavy metal accumulation in tea leaves: An interplay of environmental and plant factors and an assessment of exposure risks to consumers. Journal of Food Science, 83(4), 1165-1172. https://doi.org/10.1111/1750-3841.14093
7. Çay Kanunu (1984, 19 Aralık). 18610 sayılı T.C. resmi gazete. https://www.resmigazete.gov.tr/arsiv/18610.pdf adresinden 01 Şubat 2019 tarihinde alınmıştır.
8. Çaykur, (2017). 2017 Yılı Çay Sektörü Raporu. https://www.caykur.gov.tr/Pages/Yayinlar/SektorelRaporlar.aspx adresinden 10 Kasım 2018 tarihinde alınmıştır.

9. EU, (1993). EU's drinking water standards. Council Directive 98/83/EC on the quality of water intented for human consumption. Adopted by the Council on 3 November 1998.
10. https://leap.unep.org/countries/eu/national-legislation/council-directive-9883ec-quality-water-intended-human-consumption adresinden 10 Kasım 2018 tarihinde alınmıştır.
11. FAO/WHO, (2007) Aluminium (from all sources, including food additives). Evaluation of certain food additives and contaminants (WHO Technical Report Series, No. 940, s. 33-44) içinde. World Health Organization. http://whqlibdoc.who.int/trs/WHO_TRS_940_eng.pdf adresinden 10 Kasım 2018 tarihinde alınmıştır.
12. Fung, K. F., Zhang, Z. Q., Wong, J. W. C. ve Wong, M. H. (2003). Aluminium and fluoride concentrations of three tea varieties growing at Lantau Island, Hong Kong. Environmental Geochemistry and Health, 25(2), 219-232. https://doi.org/10.1023/A:1023233226620
13. Kabata-Pendias, A. ve Pendias, H. (1984). Trace elements in soils and plants. CRC Press, Inc.
14. Kabata-Pendias, A. (2011). Trace elements in soils and plants ( 4. Baskı). CRC Press.
15. Kacar.B., Przemeck, E., Özgümüş, A., Turan, C., Katkat, A. V. ve Kayıkçıoğlu, İ. (1979). Türkiye’de çay tarımı yapılan toprakların ve çay bitkisinin mikro element gereksinimleri üzerinde bir araştırma. TÜBİTAK-TOAG/321. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bitki Besleme Kürsüsü, Ankara.
16. Kacar, B. (1987). Çayın biyokimyası ve işleme teknolojisi (Yayın No:6, s. 1-71). Çay İşletmeleri Genel Müdürlüğü Çay-Kur Yay.
17. Kacar, B. (2010). Çay bitkisi, biyokimyası, gübrelemesi ve işleme teknolojisi (Yayın No:1549, s. 17-26). Nobel Yayınları.
18. Kacar, B. (2014). Bitki, toprak ve gübre analizleri 2. Kolay uygulanabilir bitki analizleri (Yayın No: 910). Nobel Yayın Evi.
19. Kacar, B. ve İnal, A. (2008). Bitki analizleri (Cilt 1, s. 892). Nobel Yayın Evi.
20. Karimi, G., Hasanzadeh, M. K., Nili, A., Khashayarmanesh, Z., Samiei, Z., Nazari, F. ve Teimuri, M . (2008). Concentrations and health risk of heavy metals in tea samples marketed in IRAN. Pharmacologyonline, 3, 164-174. https://pharmacologyonline.silae.it/files/newsletter/2008/vol3/17.Karimi.pdf
21. Korkmaz, K., Kara, S. M., Özkutlu, F., Akgün, M. ve Cenkal, B. C. (2017). Profile of heavy metal and nutrient elements in some sideritis species. Indian Journal of Pharmaceutical Education and Research, 51(3), 209-212. https://doi.org/10.5530/ijper.51.3s.14
22. Korkmaz, K. & Türkiş, S. (2021). Türkiye'deki bazı orkide türlerinin mineral besin elementi ve ağır metal konsantrasyonları. Akademik Ziraat Dergisi, 10 (1) , 137-144. https://doi.org/10.29278/azd.813308
23. Korkmaz, K., Akgün, M., Özcan, M.M., Özkutlu, F. ve Kara, Ş.M. (2021). Interaction effects of phosphorus (P) and zinc (Zn) on dry matter, concentration and uptake of P and Zn in chia. Journal of Plant Nutrition, 44(5), 755-764. https://doi.org/10.1080/01904167.2020.1845373
24. Lipman, C. B. (1938). Importance of silicon, aluminum, and chlorine for higher plants. Soil Science, 45(3), 189-198. https://doi.org/10.1097/00010694-193803000-00003
25. Matsuda, K., Kobayashi, K., Konishi, S. ve Baba, M (1975). The role of aluminium on the plant. The effect of aluminium in the uptake of phosphonis of tea plant. The Society of the Science of Soil and Manure, Japan 21, 52-54.
26. Matsumoto, H., Hirsawa, E., Morimura, S. ve Takahashi, E. (1976). Lacazilation of aluminium in tea leaves. Plant and Cell Physiol, 17, 627-631. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.pcp.a075318
27. ODF, (1994). Official mexican standards NOM-127-SSA1-1994. Environmental health. Water for use and human consumption. Official Diary of the Federation.
28. Özdemir, F., Topuz, A. ve Erbaş, M. (1999). Ortodoks ve Çaykur yöntemleri ile üretilen farklı sınıf siyah çayların mineral içerikleri. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23(Ek Sayı 4), 809-815. https://doi.org/10.3906/tar-5-97168
29. Özkutlu, F., Akkaya, Ö. H, Ete, Ö., Şahin, Ö. ve Korkmaz, K. (2015). Rize ilindeki bazı çay bahçelerinin toprak ve yaprak analizi ile besin element düzeylerinin belirlenmesi. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 19(2), 94-103. https://dergipark.org.tr/en/pub/harranziraat/issue/18451/194262
30. Özkutlu, F., Akkakaya, Ö. H., Ete, Ö. ve Akgün, M. (2016). Bazı çay bahçelerinin B(bor) beslenmesi ve toprak özellikleriyle ilişkilerinin belirlenmesi. Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6(1), 125-136. https://dergipark.org.tr/en/pub/ordubtd/issue/24680/261011
31. Pytlakowska, K., Kita, A., Janoska, P., Połowniak, M. ve Kozik, V. (2012). Multi-element analysis of mineral and trace elements in medicinal herbs and their infusions. Food chemistry, 135(2), 494-501. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.05.002
32. Reuter, D. J. ve Robinson, J. B. (1997). Plant analysis. An interpretation manual (2. Baskı). CSIRO Publishing.
33. Ruan, J. ve Wong, M. H. (2001). Accumulation of flüoride and aluminium related to different varieties of tea plant. Envrionmental Geochemistry and Health, 23, 53-63. https://doi.org/10.1023/A:1011082608631
34. Silva, Jacquie de., Gabriel Tuwei. ve Fang-J. (2016). Environmental factors influencing aluminium accumulation in tea (Camellia sinensis L.), Plant Soil, 400, 223-230. https://doi.org/10.1007/s11104-015-2729-5
35. Sivasubramaniam, S. ve Talibudeen, O. (1971). Effect of aluminium on growth of tea (Camellia sinensis) and its uptake of potassium and phosphorus. Journal of the Science of Food and Agriculture, 22(7), 325-329. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740220702
36. Shu, W., Zhang, Z. Q., Lan, C. Y. ve Wong, M. H. (2003). Flüoride and aluminium concentrations of tea plants and tea products from Scihuan Province, PR China. Chemophere, 52, 1475-1482. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(03)00485-5
37. Sommer, A. L. (1926). Studies concerning the essential natüre of aluminium and silicon for plant growth. University of California Press.
38. Stoklasa, J. (1922). Über die Verbreitung des Aluminiums in der Natur und seine Bedeutung beim Bau-und Betriebsstoffwechsel der Pflanzen. Fischer.
39. Takahashi, E. ve Miyake., Y. (1977). Silica and plant growth. Proceedings of the International Seminar on Soil Environment and Fertility Management in Intensive Agriculture. 603-611.
40. Taşkın, M. B., Balcı, M., Soba, M. R., Kaya, E. C., Özer, P., Tanyel, G., Kabaoğlu, A., Turan, M. A. ve Taban, S. (2015). Doğu Karadeniz Bölgesinde çay tarımı yapılan toprakların ve çay bitkisinin azot, fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum ve kükürt durumları. Toprak Su Dergisi, 4(2), 30-40. https://doi.org/10.21657/tsd.05240
41. Üstün, Ç. ve Demirci., N. (2013). Çay bitkisinin (Camellia Sınensis L.) tarihsel gelişimi ve tıbbi açıdan değerlendirilmesi [Sözlü sunum]. II. Rize Kalkınma Sempozyumu, Rize, Türkiye.
42. Wagatsuma, T. (1984). Characteristics of upward translocation of aluminum in plants. Soil Science and Plant Nutrition, 30(3), 345-358. https://doi.org/10.1080/00380768.1984.10434700
43. Watanabe, T. ve Osaki, M. (2002). Mechanisms of adaptation to high aluminum condition in native plant species growing in acid soils: A review. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 33(7-8), 1247-1260. https://doi.org/10.1081/CSS-120003885
44. World Health Organization (WHO). (1998). Guuidelines for drinking water quality (2. Basım). WHO.
45. Zhang, J., Yang, R., Chen, R., Peng, Y., Wen, X. ve Gao, L. (2018). Accumulation of heavy metals in tea leaves and potential health risk assessment: Acase study from Puan County, Guizhou Province, China. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15(1), 133. https://doi.org/10.3390/ijerph15010133