研究
体积:21 (2)水平的必需和非必需金属咖啡豆和土壤的三大咖啡生产斯吉尔特区Gedeo区
- *通信:
-
Wondimeneh Dubale
化学系,
学院的研究生,
Dilla大学
Dilla,
埃塞俄比亚
电子邮件: (电子邮件保护)
收到:2021年2月20日;接受:2021年2月29日;发表:2021年3月29日
引用:Dubale w .咖啡豆的必要的和不必要的金属含量和土壤的三个主要的咖啡生产斯吉尔特区Gedeo区。肛门化学印第安纳j . 2021; 21 (3): 156
文摘
9的水平至关重要(钾、钙、镁、锰、铜、锌、有限公司,镍和铬)和两个非(Cd和Pb)测定金属咖啡豆(来自农民的农场和洗涤行业)和土壤样品用火焰原子吸收光谱法。样本收集的三个主要的咖啡生产斯吉尔特区Gedeo区,即Kochere Yirgacheffee Wonago。有效的最佳微波消化过程是咖啡豆样品开发。优化过程的效率被飙升的实验验证,恢复对整个金属比例位于90% - -106%的范围。土壤样品消化了轻微修改环保局3050 b酸消化法。在所有咖啡豆样品宏单元的浓度高于微量元素。宏单元中,K决心是最高其次是Mg和Ca。另一方面,在跟踪微量元素,铜量化在随后的最大级别的锰、锌、有限公司分别镍和铬。有毒金属铅和Cd没有检测到的咖啡豆Gedeo区。像咖啡豆一样,土壤样本也含有最多的宏元素与微量元素最大和最小浓度Mg和Cd,分别。Pb低于方法检出限在所有土壤样品。 The concentrations of metals in coffee beans from farmer’s farms and washing industries were not significantly different at 95% confidence level within a single woreda. The levels of heavy metals in coffee bean samples were found to be below the maximum permissible limits set by FAO/WHO for different food items and herbal plants.
关键字
咖啡豆;基本金属;不必要的金属;法斯;微波消化
介绍
正确的方式把样品在色谱坦克也是必要的,如果它不是以正确的方式把它会影响结果。咖啡是世界上最受欢迎和广泛食用的饮料,拥有广泛的商业和社会的重要性(1,2]。这也是最重要的一个农产品在国际贸易(3),投入运动大约每年350亿美元,成为仅次于石油(1]。除了广泛的饮料的消费形式,最近它的使用在一些食品加工行业正在增加。例如,它被用作调味各种糕点、冰淇淋,巧克力等4]。
有许多不同物种世界上的咖啡;然而两个主要物种是专门为世界各地的商业生产栽培的。这些通常称为Coffea阿拉比卡和Coffea canephora [5]。Coffea阿拉比卡,被称为阿拉比卡咖啡,占世界产量的-80% 75%和90%的市场份额。Coffea canephora,称为罗布斯塔咖啡,约占20%,不同于阿拉比卡咖啡的味道(3,6]。Coffea阿拉比卡是唯一的物种发生在埃塞俄比亚和地理隔绝Coffea的其余部分物种(7]。
咖啡是在超过70个国家。对国家来说,这是外汇收入的主要来源,以及相当一部分税收收入和国内生产总值(gdp);此外,它支持数以百万计的农村家庭的生计8]。埃塞俄比亚的咖啡分部门发挥很大的作用经济和同样重要的是提供大量的家庭收入:据估计,7.5至800万户家庭依赖于咖啡相当大比例的收入,为更多的人提供就业咖啡主题活动(例如咖啡加工、运输、销售)。据估计,大约15%的人口分部门的影响,和土地面积的20%左右9]。
生物(包括植物、动物和微生物)存储和运输金属以获得适当的浓度后使用的生理反应以及手段防止金属的毒性作用[10]。矿物元素发挥至关重要的作用在构建人体组织和调节许多生理过程。因此酶和激素的基本成分;调节各种生理过程,需要组织和骨骼的生长和维护(11]。
Gedeo区闻名世界各地的咖啡,特别是Yirgacheffee咖啡豆有特殊的味道和香味的。在国际市场上,Yirgacheffee咖啡豆有商标名称的权利由埃塞俄比亚。因此,Yirgacheffee咖啡豆的成本和消耗大大增加在过去的几年里。然而,最近的一次文献调查表明,没有发现报告上水平的必需和非必需金属咖啡豆(从农民的农场和咖啡洗涤行业)的Gedeo区。因此,这是值得研究的水平金属咖啡豆的区域。此外,目前发现的结果将提供信息的土壤中金属含量的区域。
本研究的目标是:(i)确定基本的水平(钾、钙、镁、铜、锰、锌、有限公司,镍和铬)和不必要的(Cd和Pb)金属咖啡豆从农夫的农场和咖啡三斯吉尔特区的洗涤行业,(ii)比较水平的金属咖啡豆从农夫的农场和咖啡洗涤行业内斯吉尔特区和(iii)在支持关联金属的浓度与咖啡豆咖啡树下土壤。
材料和方法
设备和仪器
不锈钢土壤取样钻(美国Oakfield Oakfield仪器公司),陶瓷研钵和研杵,电动研磨机(Retsch GmbH & Co . KG类型ZM评选1,损害1,德国),数字分析天平(亚当,模型法新社- 110 L,英格兰与精度±0.0001),圆底烧瓶(100毫升)装有回流冷凝器,硼硅体积烧瓶(25、50和100毫升),吸量管(美国Pyrex),微量吸液管(Dragonmed, 1 - 10 L, 100 - 1000 L,优质柞丝绸,中国),微波消化池(巴克科学模型美国百时美施贵宝1)和火焰原子吸收分光光度计(巴克科学模型美国210年虚地磁极)配备氘弧背景校正和空心阴极灯空气乙炔火焰被用于这项研究。
试剂和化学物质
化学品和用于分析试剂都是分析级。本研究中所使用的试剂和化学物质:HNO3(68% - -70%),H2O2(30%)、盐酸(37%)(UNI-CHEM®化学试剂,中国),LaCl3 0.1%。水(UNI-CHEM®化学试剂、中国)股票标准解决方案包含1000 mg / L, HNO 2%3的金属镁、钾、钙、铬、锰、有限公司镍、铜、锌、Pd和Cd(美国巴克科学Puro-Graphic)。
设备清洗
装置容量的玻璃瓶等测量气缸,消化烧瓶和所有其他必要的设备用于实验用洗涤剂洗净和自来水,用去离子水冲洗,在2%硝酸浸泡24小时,用去离子水冲洗五次,干在烤箱(模型N50C,英格兰)和保存在尘埃自由的地方,直到分析开始。
样品收集
咖啡豆(从农夫的农场和咖啡洗涤行业)和土壤样本收集的三个斯吉尔特区收获季节期间主要的咖啡。咖啡豆样本收集如下:从一个斯吉尔特区八自治街坊联合会选择基于他们的咖啡生产能力。再次从一个自治街坊联合会8农民选择基于他们的咖啡生产能力。之后,从一个农民的农场至少五个咖啡植物被用于抽样。最后整个样本均质形成一个代表咖啡豆的样本一个斯吉尔特区。
另一方面,咖啡洗涤行业选择基于他们的洗涤能力每一天和农民的数量提供的咖啡樱桃产业。对当前工作,从一个斯吉尔特区五洗涤行业选择和咖啡豆样本收集。之后,整个样本为每个斯吉尔特区均质成一个代表性样本。
从五个不同的网站收集土壤样本系统在每个采样咖啡树在75厘米半径和30厘米深度。调查以来关心可能基本和非基本金属的咖啡树,然后从整个地区样本收集植物的根系穿透。最后,样本收集到非反应聚乙烯袋和彻底混合成一个混合样品每个斯吉尔特区和被送往实验室。
咖啡豆的准备样品
抽样咖啡豆,红樱桃被选中作为他们的主要收获期间和收集。制浆和分级容易,只有成熟的红樱桃,(即整个樱桃收获后第一次清洗分离生,过熟的和损坏的樱桃和去除污垢,土壤、树枝和树叶)。清洁和洗袋被用来收集bean。收集到的咖啡樱桃在硬干在阳光充足、平整和干净的表面如表。干燥咖啡豆的用来清除水分缓慢持续的过程,因为它占用前4周樱桃干到最佳含水量,这取决于天气状况。咖啡豆被移除的干皮。磨咖啡豆干后,50克被用于分析。最后,粉状咖啡豆样本保存在聚乙烯塑料袋,直到时间的分析。咖啡豆样本清洗行业也准备以同样的方式作为bean从农夫的农场。
准备的土壤样品
从八个不同的网站收集土壤样本系统在每个自治街坊联合会在75厘米咖啡树的树冠半径30厘米深度使用不锈钢土壤取样钻。调查以来关心可能必需和非必需金属的咖啡树,然后从整个地区样本收集植物的根系穿透。切除后可见的植物残体,土壤样本风干和均质。干土壤样本渗用2毫米的地面和尼龙筛子。采集土壤样本的总量从单个斯吉尔特区提供超过500 g的渗土壤,用于化学分析50克。渗土样的化学分析之前,进一步在烤箱干50°C一个半小时使其含水率均匀。最后,直到分析样本存储在密封聚乙烯容器。
消化条件的优化
为了得到无色透明溶液的咖啡消化法适用于分析不同微波消化过程都未遂。主要变量HNO的体积3和H2O2;微波消化温度和时间。共有20道是由上述三个参数变化一个接一个。选择了最佳消化过程取决于:清晰的摘要(解决方案没有任何残留物和悬浮物)、试剂体积最小,最小的微波消化时间和温度。发达最佳消化咖啡豆样本中给出的条件表1。
一步 | 1 | 2 | 3 |
---|---|---|---|
温度(°C) | 145年 | 210年 | 50 |
时间(分钟) | 5 | 10 | 10 |
权力(W) | 85年 | 90年 | 0 |
表1。咖啡豆样品的最佳微波消化条件。
消化的咖啡豆
0.3 g咖啡粉直接称重的聚四氟乙烯消化容器,7毫升HNO3浓缩的。和2毫升的H2O2浓缩的。被添加的船只被放置在一个通风柜前10分钟pre-digestion他们放置在转盘的微波系统。最后,样品消化的最佳条件。消化是为每个大块样品一式三份。消化试剂的空白也执行相同的并行程序的消化样品保持所有消化参数相同。6个空格被消化的咖啡豆样品。摘要被允许在室温下冷却。0.1% LaCl3.7H2O是添加到消化解决消除钙和镁离子的化学干扰,解决方案就满与去离子水的马克(25毫升)。解决方案被储存在冰箱里,直到分析。
消化的土壤样品
消化的土壤样本环保局3050 b (12方法应用非常轻微的修改。消化的过程用于土壤样本如下:最初HNO 1:1比例3和H2O(去离子的)。10毫升添加一个消化容器含有500毫克的干和已筛土样。样品被加热到110°C和回流25分钟。然后它被允许酷5毫升的浓缩的。HNO3添加和回流120分钟。2小时后,由于出现褐色的烟雾,消化被加入5毫升浓缩的重复。HNO3两次10分钟间隔内,直到没有棕色气体发出的样品指示与HNO完整的反应3。消化后的样品浓缩的。HNO3已经完成,样品冷却,3毫升的水(设计师)和5毫升的30% H2O2是补充道。90分钟的样本加热直到过分剧烈的泡沫消失了。冷却后,10毫升浓缩的。HCl是添加到示例和加热在95°C 25分钟。最后,完成后与HNO消化3H2O2和盐酸,digestate获准酷,透过绘画纸42号滤纸和由此产生的明显的淡黄色的解决方案是用去离子水50毫升。试剂空白也准备和消化过程与土壤样品。所有的解决方案都存储在盖紧聚乙烯瓶储存在冰箱里,直到分析。
校准程序和测定金属
校准曲线准备确定金属咖啡豆的浓度和土壤样品的解决方案。对于每个金属校准曲线是由稀释方案准备股票标准解决方案包含1000 mg / L, HNO 2%3的金属钾、钙、镁、锰、锌、铜、Co、铬、镍、镉和铅。测定金属的咖啡豆和土壤样品是由法斯。为了避免损失通过电离,K的浓度是由仪器的发射模式。每个金属和三个复制决定进行了同样的分析方法是用于测定元素在空白的解决方案。
方法验证
方法验证是用来确认的过程分析方法用于特定的测试适用于其预期使用。方法验证结果可用于判断质量,可靠性和一致性分析结果;它是不可分割的一部分,任何良好的分析实践(13]。自认证标准参考资料并不可用,强化方法被用来验证方法。四个烧瓶的飙升了咖啡豆样品。0.3 g咖啡粉样品是在四个不同的烧瓶。第一个瓶200μL Ca 1000 mg / L和300μL 1000 mg / L mg飙升。1500μL K浓度一样的第二瓶瓶是越来越多。第三瓶上升了25μL 10 mg / L铜、锰和锌。在第四瓶15μL倪10 mg / L、Co和Cr是飙升。所有的飙升样本消化后一式三份的最佳消化过程为咖啡豆样品开发。
方法检出限(LOD)
方法检出限是分析物的最低浓度,可以识别,衡量和报告99%置信水平,分析物的浓度大于零(14]。在这个实验中,经过消化的6个空白解决方案的咖啡豆和6个土壤样品空白的解决方案,为每个样本一式三份阅读了。然后计算每个元素的方法检出限的三倍标准差的空白(3δ空白,δ=空白的标准偏差)。
统计分析
为了测试是否存在显著差异的金属之间的内容咖啡豆从农民的农场和洗涤行业进行了t。此外,一维方差分析是用来检查是否存在显著差异在咖啡豆金属含量和土壤样本三斯吉尔特区。最后,金属咖啡豆和相关支持土壤下咖啡种植园。数学和统计计算都使用Excel 2007和起源8软件。
结果与讨论
分析数据的优点
仪器操作条件(狭缝宽度、灯电流、波长等)被调整的最大信号强度根据每个金属制造商指导。仪器操作条件、方法检测极限和校准曲线的相关系数的确定由法斯金属咖啡豆和土壤样品中给出表2。
不。 | 元素 | 仪器操作条件 | MDL(毫克/公斤) | 相关系数(r) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
波长(nm) | 狭缝宽度(nm) | 灯电流(mA) | IDL(毫克/升) | 咖啡豆样品 | 土壤样品 | |||
1 | 毫克 | 285.2 | 0.7 | 1 | 0.001 | 0.38 | 0.36 | 0.9995 |
2 | K | 766.5 | 0.7 | - - - - - - | 0.01 | 0.35 | 0.38 | 0.9999 |
3 | Ca | 422.7 | 0.7 | 2 | 0.01 | 0.4 | 0.35 | 0.9994 |
4 | Cr | 357.9 | 0.7 | 2 | 0.05 | 0.09 | 0.1 | 0.9996 |
5 | 锰 | 279.5 | 0.7 | 3 | 0.01 | 0.31 | 0.33 | 0.9995 |
6 | 有限公司 | 240.7 | 0.2 | 4.5 | 0.05 | 0.06 | 0.09 | 0.9992 |
7 | 倪 | 232年 | 0.2 | 7 | 0.04 | 0.2 | 0.1 | 0.9997 |
8 | 铜 | 324.7 | 0.7 | 1.5 | 0.02 | 0.33 | 0.25 | 0.9999 |
9 | 锌 | 213.9 | 0.7 | 2 | 0.005 | 0.17 | 0.18 | 0.9998 |
10 | Pd | 233.3 | 0.7 | 2 | 0.1 | 0.2 | 0.17 | 0.999 |
11 | Cd | 22.8 | 0.2 | 7 | 0.005 | 0.04 | 0.05 | 0.9994 |
我们可以看到的表2,该方法检测限制所有的金属都大于仪器检测限制这清楚地表明,该方法适用于测定微量金属。另一方面,校准曲线的相关系数为整个金属大于或等于0.999,保证仪器响应的线性独立的分析物。分析过程的再现性被执行检查一式三份分析和计算每个金属的相对标准偏差。相对标准偏差(%相对标准偏差)的值都低于10%意味着在每个样本浓度的金属。因此,当前的方法结果的精度很好。在这个实验中优化过程的效率被飙升的实验检查。四个烧瓶的飙升了咖啡豆样品。飙升的样品被消化利用优化过程和计算百分比复苏。鉴于在表3,恢复结果对金属咖啡豆样品中位于90% - -106%的范围。这表明污染不是问题在消化过程和经济复苏的结果在可接受的范围之内的。因此,结果表明提出方法的有效性和可靠性消化的咖啡豆金属含量分析。
不。 | 元素 | 一个浓缩的。样本(μg / g) | 添加量(μg / g) | 一个浓缩的。在样本(μg / g) | b恢复(%) | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 毫克 | 1833.00±39.51 | 600年 | 2395.67±18.58 | 93.78±5.00 | ||
2 | K | 15042.80±53.30 | 2500年 | 17315.33±51.25 | 90.92±3.05 | ||
3 | Ca | 1037.33±23.03 | 400年 | 1460.00±15.62 | 105.67±2.18 | ||
4 | Cr | 1.92±0.17 | 3 | 4.82±0.21 | 96.56 | ±1.02 | |
5 | 锰 | 21.13±1.14 | 5 | 26.05±1.20 | 98.27 | ±4.01 | |
6 | 有限公司 | 2.47±0.17 | 3 | 5.18±0.04 | 90.33±4.81 | ||
7 | 倪 | 2.43±0.14 | 3 | 5.41±0.02 | 99.33±4.48 | ||
8 | 铜 | 23.39±1.27 | 5 | 28.28±1.16 | 97.93±2.70 | ||
9 | 锌 | 12.75±1.01 | 5 | 17.50±1.11 | 95.00±6.12 |
表3。恢复试验结果优化过程的咖啡豆样品。
分布格局的金属咖啡豆样品
在这两种咖啡样品,在宏单元,K是最丰富的金属镁和钙紧随其后。K的最高水平的咖啡豆可能是由于营养元素,如N, P, K,年代,Mg高度移动的植物组织和trans-located从旧工厂组织新工厂组织(15]。更高浓度的K的其他可能的原因,Mg和Ca是,元素是植物所需的主要元素之一。决定在微元素,铜是最积累在咖啡豆样品中微量元素锰和锌的三斯吉尔特区。铜水平较高的bean可以归因于更高的可用性支持这种微量营养素的土壤下咖啡种植园。趋势变化的其他微量金属有限公司>镍>三斯吉尔特区Cr的咖啡豆。Cr是至少在所有水平的金属。有毒金属铅和Cd没有检测到三斯吉尔特区的咖啡豆。由于没有环境污染由于工业活动Gedeo区,有毒金属的浓度预计非常低咖啡豆和土壤的区域。此外,低有毒金属的水平可能还缺乏的证据使用一些商业化肥和除草剂的咖啡种植园。此外,铅和Cd没有人类的营养价值;他们的低浓度是相当可观的。因此,咖啡豆Gedeo区不会造成任何健康由于这些有毒元素消费者风险。
咖啡豆从Kochere农夫的农场,K(14631.30±46.70μg / g)被发现在宏单元中浓度最高。此外,Mg和Ca还发现在可观的浓度为1748.3±32.48μg / g和1252.93±30.17μg / g,分别。相对于宏单元,发现了少量的微量金属在斯吉尔特区的咖啡豆。其中铜(28.54±0.88μg / g)出现在浓度高于其他微量元素。同样Mn的水平(23.60±1.30μg / g)和锌(10.40±0.96μg / g)是高于有限公司(2.86±0.25μg / g)和镍(1.66±0.08μg / g)。Cr检测到的最低浓度的金属量为1.04±0.08μg / g。可以所示表4,类似于Kochere斯吉尔特区,几乎相同的金属分布格局在农民的咖啡豆从Yirgacheffee Wonago斯吉尔特区。
不。 | 元素 | Kochere | 相对标准偏差(%) | Yirgacheffee | 相对标准偏差(%) | Wonago | 相对标准偏差(%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 毫克 | 1748.23±32.48 | 2.18 | 1833.00±39.51 | 2.16 | 1758.87±18.21 | 1.04 |
2 | K | 14631.30±46.70 | 2.08 | 15042.8±53.29 | 0.35 | 14861.1±38.20 | 0.26 |
3 | Ca | 1252.93±30.17 | 2.4 | 1037.33±23.02 | 2.22 | 1132.60±23.14 | 2.04 |
4 | Cr | 1.04±0.08 | 7.69 | 1.92±0.17 | 9.04 | 1.08±0.08 | 7.69 |
5 | 锰 | 23.60±1.30 | 5.53 | 21.14±1.4 | 6.62 | 17.25±0.72 | 4.17 |
6 | 铜 | 28.54±0.88 | 3.1 | 23.39±1.27 | 5.43 | 26.76±0.86 | 3.22 |
7 | 锌 | 10.40±0.96 | 9.1 | 12.75±1.01 | 7.93 | 8.74±0.73 | 8.35 |
8 | 有限公司 | 2.86±0.25 | 8.75 | 2.47±0.16 | 6.67 | 2.49±0.19 | 7.66 |
9 | 倪 | 1.66±0.08 | 4.53 | 2.43±0.14 | 5.81 | 2.34±0.11 | 4.7 |
10 | Pb | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - |
11 | Cd | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - |
表4。平均浓度(平均数±标准差)的金属咖啡豆样本中农民的农场。
像咖啡豆从农夫的农场,豆子从Yirgacheffee清洗行业也包含最高的K(14979.60±50.15μg / g),其次是毫克(1876.67±21.13μg / g)和Ca(1089.67±39.00μg / g)。同样,铜(23.08±0.99μg / g)是最积累微量金属锰紧随其后(19.93±1.57μg / g)和锌(13.04±0.87μg / g)的bean斯吉尔特区。其他基本微量金属浓度的检测在咖啡豆有限公司(2.31±0.12μg / g),倪(2.32±0.17μg / g)和Cr(1.90±0.13μg / g)。结果表明,Cr浓度(1.91±0.13μg / g)至少是量化的检测金属。可以所示表5、分布的金属咖啡豆从所有洗涤行业的三个斯吉尔特区遵循相同的分布模式。
不。 | 元素 | Kochere | RSD % | Yirgacheffee | RSD % | Wonago | RSD % |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 毫克 | 1759.05±21.16 | 1.2 | 1876.67±21.13 | 1.21 | 1742.74±23.02 | 1.32 |
2 | K | 14601.80±35.33 | 0.24 | 14979.60±50.15 | 0.33 | 14850.9±45.56 | 0.31 |
3 | Ca | 1269.91±21.30 | 1.68 | 1089.67±39.00 | 3.58 | 1144.58±27.90 | 2.44 |
4 | Cr | 0.97±0.09 | 8.92 | 1.90±0.13 | 6.57 | 0.94±0.07 | 7.52 |
5 | 锰 | 22.60±0.88 | 3.89 | 19.93±1.57 | 7.87 | 17.15±0.46 | 2.67 |
6 | 铜 | 28.16±0.68 | 2.43 | 23.08±0.99 | 4.3 | 26.82±0.98 | 3.67 |
7 | 锌 | 10.87±0.92 | 8.44 | 13.04±0.87 | 6.68 | 9.41±0.31 | 3.32 |
8 | 有限公司 | 2.75±0.14 | 5.09 | 2.31±0.12 | 5.28 | 2.38±0.17 | 7 |
9 | 倪 | 1.56±0.12 | 7.47 | 2.32±0.17 | 7.19 | 2.12±0.11 | 5.19 |
10 | Pb | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - |
11 | Cd | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - |
表5所示。平均浓度(平均数±标准差)的金属咖啡豆样品洗涤行业。
金属的浓度显著顺从的意思是咖啡豆内农民的农场和洗涤行业使用t进行了测试。结果表明,在95%置信水平,除了铬和锌在Kochere斯吉尔特区,Ca和Mn Yirgacheffee斯吉尔特区和Cr和倪Wonago斯吉尔特区,所有其他量化金属不明显不同咖啡豆从农夫的农场和洗涤行业。金属的微不足道的差异可以归因于相似的土壤类型咖啡植物生长,地理位置的相似性和常见的气候条件,咖啡豆股票。此外,微不足道的差异表明,对大多数金属咖啡豆在洗涤行业不受污染的影响。
一维方差分析是用来检查是否有显著差异的咖啡豆内金属浓度三斯吉尔特区。在95%置信水平,除了公司的平均浓度锰、锌铜、镍、铬、钾、钙和镁在农民明显不同的咖啡豆三斯吉尔特区。同样,所有的分析金属平均浓度表现出显著差异在洗涤行业的咖啡豆三斯吉尔特区。金属浓度的显著差异的可能原因在咖啡豆样品可能是由于年龄的差异(由于年龄差异咖啡豆)和真理的采样咖啡植物(16),还由于显著差异在每个斯吉尔特区的土壤矿物组成。
分布格局的金属在土壤样品
在所有土壤样品,在宏单元Mg被发现在最高浓度Ca和k .同样,紧随其后的微量元素锰被发现在更高程度上铜和锌紧随其后。其他微量金属被列为有限公司>镍> Cr > Cd。下面的有毒金属铅被发现三斯吉尔特区的土壤样本中检测极限。一般来说,土壤样品中金属的浓度几乎遵循相同的趋势,咖啡豆的样品区,即宏单元的数量高于微量元素。
Wonago斯吉尔特区土壤样品分析表明,Mg(2153.06±34.49μg / g)是最大的所有检测到的金属。Ca和K中发现了大量旁边Mg值为1248.82±48.30μg / g和711.24±57.13μg / g,分别。微量元素分析,Mn(337.10±28.36μg / g)被发现在大量铜(70.98±2.18μg / g)和锌(34.60±1.98μg / g)。同样,Co的浓度、镍和铬被发现是11.66±0.78μg / g, 7.30±0.32μg / g和5.55±0.41μg / g,分别。Cd的水平(3.49±57.13μg / g)至少在所有测试是金属。有毒重金属、铅、被发现低于方法检出限。一般的金属浓度模式Wonago土壤被评为Mg > > K >锰>铜>锌>有限公司>镍> Cr > Cd。可以所示表6,金属的分布在土壤样本的三个斯吉尔特区遵循相同的模式。
不。 | 元素 | Kochere | RSD % | Yirgacheffee | RSD % | Wonago | RSD % |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 毫克 | 2236.06±53.77 | 2.4 | 2216.6±39.62 | 1.79 | 2153.06±34.49 | 1.7 |
2 | K | 815.91±25.77 | 3.16 | 905.43±36.37 | 3.8 | 711.24±57.13 | 8.03 |
3 | Ca | 1167.77±24.09 | 2.06 | 1313.91±30.27 | 2.3 | 1248.82±48.30 | 3.87 |
4 | Cr | 5.01±0.21 | 4.12 | 5.63±0.26 | 4.55 | 5.55±0.41 | 7.34 |
5 | 锰 | 412.94±16.08 | 3.9 | 385.88±21.87 | 5.67 | 337.10±28.36 | 8.41 |
6 | 铜 | 61.89±3.76 | 6.09 | 76.9±1.34 | 1.74 | 70.98±2.18 | 3.07 |
7 | 锌 | 47.14±2.51 | 5.31 | 45.92±3.22 | 7.01 | 34.60±1.98 | 5.75 |
8 | 有限公司 | 10.05±0.63 | 6.22 | 8.59±0.32 | 3.7 | 11.66±0.78 | 6.65 |
9 | 倪 | 6.45±0.48 | 7.52 | 8.33±0.55 | 6.55 | 7.30±0.32 | 4.38 |
10 | Cd | 3.11±0.15 | 4.81 | 2.59±0.21 | 8.29 | 3.49±0.26 | 7.47 |
11 | Pb | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - | ND | - - - - - - |
表6所示。平均浓度(平均数±标准差)的金属在土壤样品。
存在显著差异(95%置信水平)的平均浓度的金属除了Mg和Cr的土壤样本内三斯吉尔特区。显著差异的来源可能来自pH值的变化,土壤的水分含量和化学成分三斯吉尔特区(17]。
比较金属咖啡豆的浓度与文学价值
即使是不同的样品制备和分析技术,在目前的研究结果与报道的值不同的研究人员。许多作者报道的浓度基本和非基本金属原材料和烤咖啡豆,生长在不同的世界的一部分包括埃塞俄比亚。金属的浓度的比较获得的咖啡豆在当前的研究中报道值提出了表7。
金属 | 本研究 | 马丁et al。(18(巴西) | 安德森等。(19](哥斯达黎加) | Suseelaet al。(20.(印度) | Abera藏et al。(埃塞俄比亚)21] | |
---|---|---|---|---|---|---|
CBFF | CBWI | |||||
毫克 | 1748 - 1833 | 1743 - 1877 | 1720 - 2060 | 2203年 | 2000 - 3100 | 1670 - 1690 |
K | 14631 - 15043 | 14602 - 14980 | 12280 - 18280 | 18570年 | 14000 - 29000 | 13010 - 17000 |
Ca | 1037 - 1253 | 1090 - 1270 | 990 - 1370 | 1079年 | 869 - 1171 | 710 - 1250 |
Cr | 1.04 - -1.92 | 0.94 - -1.90 | NR | NR | 0.4 - -1.00 | 0.21 - -0.28 |
锰 | 17.25 - -23.60 | 17.15 - -22.60 | 26 39 | 38 | 7 - 13 | 13 - 19 |
铜 | 23.39 - -28.54 | 23.08 - -28.16 | 15 - 77 | 18.1 | -16 - 0.4 | 11月30 |
锌 | 8.74 - -12.75 | 9.41 - -13.04 | 4月- 61 | 7.97 | 2 - 9 | Apr-21 |
有限公司 | 2.47 - -2.86 | 2.31 - -2.75 | NR | NR | NR | 2.6 - -6.8 |
倪 | 1.66 - -2.43 | 1.56 - -2.32 | NR | NR | NR | 2.0 - -2.5 |
Cd | ND | ND | NR | NR | NR | ND |
Pb | ND | ND | NR | NR | NR | ND |
ND:没有发现(低于检出限);NR:没有报道CBFF =咖啡豆从农夫的农场CBWI =咖啡豆从洗涤行业
表7所示。比较的量化金属浓度(μg / g)在咖啡豆与文学价值。
结果报告的不同来自不同国家的研究人员或多或少符合当前工作的结果。然而,铬和锰的浓度略高于报告值。
最大允许的极限金属
浓度的微量重金属在植物非常重要健康动物和人类,但金属应在允许的范围内推荐由粮农组织/世卫组织和其它标准提供的身体。浓度高于或低于推荐的限制有不利影响健康(22,23]。文献信息的最大容许极限没有发现咖啡豆的重金属。因此进行比较与其他食品标准和草本植物。
金属 | 本研究 | MPL(μg / g) | 类型的植物 | MPL设置 | 参考 | |
---|---|---|---|---|---|---|
CBFF | CBWI | |||||
铜 | 23-29 | 23-28 | 40 | 食物中 | 粮农组织/世卫组织,1993年 | 28 |
20. | 国会议员 | 中国,2005年 | 27 | |||
150年 | 国会议员 | 新加坡,2005年 | 27 | |||
锌 | 卖地 | 卖地 | 50 | 粮食 | 美国农业部,2000 | 24日,26日 |
One hundred. | 豆子 | 美国农业部,200 | ||||
27.4 | 可食用的植物 | 粮农组织/世卫组织,1984年 | 27 | |||
Cd | ND | ND | 0.05 | 绿叶蔬菜和新鲜香草 | 沃克,1988 | 24日,25日,26日 |
0.3 | 国会议员 | 中国,2005年 | 27 | |||
Pb | ND | ND | 0.3 | 谷类和豆类 | CAC 2000 | 27日、28日 |
Cr | 1 - 2 | 1 - 2 | 2 | 国会议员 | 2005年,加拿大 | 28 |
有限公司 | 2.5 - 3 | 2 - 3 | 0.2 | 国会议员 | 没有正当理由的 | 29日 |
倪 | 1.7 - -2.4 | 1.6 - -2.3 | 1.5 | 国会议员 | 没有正当理由的 | 29日 |
锰 | 17-24 | 17-23 | 没有MPL | 国会议员 | 谁 | 29日 |
议员=药用植物,MPL =最大容许极限,ND =没有检测到,CBFF =咖啡豆从农夫的农场CBWI =咖啡豆从洗涤行业
表8所示。咖啡豆和咖啡叶子比较当前的结果和最大容许粮农组织/世卫组织设定的限制,不同的组织和国家。
金属咖啡豆样本中发现的水平低于最大容许极限为重金属根据国际标准。从这可以推断,目前没有健康风险与重金属在Gedeo咖啡豆的消费区。
相关的金属咖啡豆和土壤样本
土壤和咖啡豆样本之间的相关系数计算为每个单独的金属。见表9之间存在正相关性,土壤和咖啡豆对大多数金属含量在调查地区。这个关系不是静态显著K,但是是重要的镁、钙、铬、锰、锌和有限公司积极的的关系土壤和植物之间的金属含量是预期的结果,因为植物从土壤中营养元素通过根部(24]。此外,它验证金属浓度的依赖在咖啡豆咖啡的量金属支持下土壤植物。
金属 | 毫克 | K | Ca | Cr | 锰 | 铜 | 锌 | 有限公司 | 倪 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
r | 0.8811 | 0.3997 | 0.7929 | 0.6309 | 0.9994 | -0.9561 | 0.7577 | 0.7512 | -0.1954 |
表9所示。皮尔森相关系数对金属咖啡豆土壤样本。
结论
本研究确定的必需和非必需金属咖啡豆(来自农民的农场和洗涤行业)和土壤样本。结果表明,所有样品比微量元素包含最多的宏单元。在两个金属咖啡豆水平下降的顺序:K > Mg > Ca >铜>锰>锌>有限公司>镍>铬在土壤样本,他们降低的顺序:Mg > > K >锰>铜>锌>有限公司>镍> Cr > Cd。然而,在咖啡豆,有毒金属(铅和Cd)不确定和微量重金属的含量低于设定的最大容许极限粮农组织/世卫组织和CAC不同的食品。因此,不存在健康风险在消费有毒重金属和微量的咖啡豆Gedeo区。统计比较金属浓度的咖啡豆内农民的农场和洗涤行业中陶醉,在金属的浓度没有显著差异在一个斯吉尔特区。相比之下,在金属的浓度有显著差异在三斯吉尔特区。此外,统计分析表明,对大多数金属之间有显著的正相关的浓度金属咖啡豆和支持下土壤咖啡种植园。这可能表明,金属浓度的依赖在咖啡豆咖啡种植园的支持下金属土壤水平。
确认
作者表达自己的感谢化学系,Hawassa大学,埃塞俄比亚,提供实验室设备。Wondimeneh Dubale感谢整个农民愿意允许他们的咖啡植物采样和农场。此外,他衷心感谢去洗咖啡行业的业主所有斯吉尔特区提供他的工业清洗咖啡豆样品。
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