57
Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultet Departman za hemiju ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja uzoraka industrijskih biljaka Master rad Mentor: Student: prof.dr Snežana Tošić Atanasković Anica br. indeksa 109 U Nišu, 2018. god.

ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

Univerzitet u Nišu

Prirodno-matematički fakultet

Departman za hemiju

ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja

uzoraka industrijskih biljaka

Master rad

Mentor: Student:

prof.dr Snežana Tošić Atanasković Anica

br. indeksa 109

U Nišu, 2018. god.

Page 2: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

ПРИРОДНО - МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА

Редни број, РБР:

Идентификациони број, ИБР:

Тип документације, ТД: Монографска

Тип записа, ТЗ: текстуални / графички

Врста рада, ВР: мастер рад

Аутор, АУ: Aница Атанасковић

Ментор, МН: др Cнежана Тошић

Наслов рада, НР: ICP-OES одређивање минералног садржаја узорака индустријских

биљака

Језик публикације, ЈП: Српски

Језик извода, ЈИ: Српски

Земља публиковања, ЗП: Република Србија

Уже географско подручје, УГП: Република Србија

Година, ГО: 2018.

Издавач, ИЗ: ауторски репринт

Место и адреса, МА: Ниш, Вишеградска 33

Физички опис рада, ФО: Поглавља 5; страна 52; навода литературе 51; табела 6; сликa 16

Научна област, НО: Хемија

Научна дисциплина, НД: Аналитичка хемија

Предметна одредница/

Кључне речи, ПО:

индустријске биљке, минерални садржај, ICP-OES одређивање,

статистичка анализа

УДК 543.42 : [631.526 + 641.17]

Чува се, ЧУ: Библиотека

Важна напомена, ВН:

Извод, ИЗ:

У овом раду одређен је минерални састав следећих индустријских

биљака: семе сунцокрета, лана, сусама, голице, мака и коријандера, као и

лист мирођије, босиљка, рузмарина и оригана применомICP-OES технике.

Добијени резултати су дискутовани и упоређивани са литературним

подацима. Такође је извршена и статистичка обрада добијених резултата

применом Пирсонове корелационе анализе и хијерархијске кластер

анализе.

Датум прихватања теме, ДП:

Датум одбране, ДО:

Чланови

комисије, КО:

Председник: др Александра Павловић

Члан: др Милан Митић

Члан, ментор: др Снежана Тошић

Page 3: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

ПРИРОДНО – МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

KEY WORDS DOCUMENTATION

Accession number, ANO:

Identification number, INO:

Document type, DT: Мonographic

Type of record, TR: textual / graphic

Contents code, CC: Master work

Author, AU Anica Atanasković

Mentor, MN: Snežana Tošić

Title, TI: ICP-OES determination of mineral content of industrial plant samples

Language of text, LT: Serbian

Language of abstract, LA: Serbian

Country of publication, CP: Republic of Serbia

Locality of publication, LP: Republic of Serbia

Publication year, PY: 2018

Publisher, PB: author’s reprint

Publication place, PP: Niš, Višegradska 33

Physical description, PD: Chapters 5; pages 52; references 51; tables 6; figures 16

Scientific field, SF: Chemistry

Scientific discipline, SD: Analytical chemistry

Subject/Key words, S/KW: industrial plants, mineral content, ICP-OES determination, statistical analysis

UC 543.42 : [631.526 + 641.17]

Holding data, HD: Library

Note, N:

Abstract,

AB:

Тhe mineral composition of the following industrial plants was determined:

sunflower seeds, linseed, sesame seeds, pumpkin seeds, poppy seedsand coriander

seeds as well as leaves of dill, basil, rosemary and oreganoby using ICP-OES

technique.Тhe obtained results were discussed and compared with the literature

data. Statistical analysis of the obtained results was also performed using Pirson's

correlation analysis and the hierarchical cluster analysis.

Accepted by the Scientific Board on, ASB:

Defended on, DE:

Defended Board,

DB:

President: PhD Aleksandra Pavlović

Member: PhD Milan Mitić

Member, Mentor: PhD Snežana Tošić

Page 4: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

Eksperimentalni deo ovog Master rada rađen je u naučno-istraživačkim

laboratorijama Katedre za analitičku i fizičku hemiju, Prirodno-matematičkog

fakulteta, Univerziteta u Nišu.

Zahvaljujem se mentoru, dr Snežani Tošić, redovnom profesoru PMF-a u Nišu,

koja je prihvatila saradnju pri izradi ovog Master rada.Puno Vam hvala na

uloženom trudu i vremenu, korisnim savetima i sugestijama.

Najveću zahvalnost dugujem svojim roditeljima, bratu i prijateljima, na pruženoj

ljubavi, podršci i motivaciji tokom studiranja.

Page 5: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

Sadržaj

Uvod

1. Teorijski deo ............................................................................................................................... 2

1.1. Industrijske biljke ................................................................................................................. 3

1.1.1. Suncokret ....................................................................................................................... 3

1.1.2. Lan ................................................................................................................................. 4

1.1.3. Susam............................................................................................................................. 5

1.1.4. Golica – bundevino seme .............................................................................................. 6

1.1.5. Mak ................................................................................................................................ 6

1.1.6. Mirođija ......................................................................................................................... 7

1.1.7. Bosiljak .......................................................................................................................... 8

1.1.8. Ruzmarin ....................................................................................................................... 9

1.1.9. Origano .......................................................................................................................... 9

1.1.10. Korijander .................................................................................................................. 10

1.2. Mineralne materije ............................................................................................................. 11

1.2.1. Makroelementi i njihovo dejstvo na ljudski organizam i biljke .................................. 12

1.2.2. Mikroelementi i njihovo dejstvo na ljudski organizam i biljke ................................... 14

1.2.3. Toksični i elementi u tragovima i njihovo dejstvo na ljudski organizam i biljke ....... 17

1.3. Optička emisiona spektrometrija sa induktivno kuplovanom plazmom ............................ 20

1.3.1. Izvor pobuđivanja ........................................................................................................ 20

1.3.2. Induktivno-kuplovana plazma ..................................................................................... 21

1.3.3. Uvođenje analita u plazmu .......................................................................................... 22

1.3.4. Posmatranje plazme ..................................................................................................... 24

1.3.5. Smetnje u ICP spektrometriji ...................................................................................... 25

1.4. Načini pripreme uzoraka .................................................................................................... 27

1.4.1. Suva mineralizacija ...................................................................................................... 27

1.4.2. Mokra mineralizacija ................................................................................................... 27

1.4.3. Mikrotalasna digestija.................................................................................................. 28

1.5. Statistička obrada podataka ................................................................................................ 28

1.5.1. Korelaciona analiza ..................................................................................................... 28

Page 6: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

1.5.2. Hijerarhijska analiza .................................................................................................... 29

2. Eksperimentalni deo.................................................................................................................. 30

2.1. Aparati i pribor ................................................................................................................... 31

2.2. Reagensi ............................................................................................................................. 31

2.3. Karakteristike ICP spektrometra serije iCAP 6000............................................................ 32

2.4. Uzorci i priprema uzoraka za analizu ................................................................................. 33

2.4.1. Postupak pripreme uzoraka za analizu ........................................................................ 33

2.5. Operativni uslovi za instrument iCAP 6000 ICP-OES ...................................................... 33

2.6. Statistička obrada rezultata................................................................................................. 34

3. Rezultati i diskusija ................................................................................................................... 35

3.1. Kvantitativno određivanje sadržaja elemenata u ispitivanim uzorcima ............................ 36

3.2. Statistička obrada podataka ................................................................................................ 42

4. Izvod ......................................................................................................................................... 45

5. Literatura ................................................................................................................................... 47

Biografija

Page 7: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

1

Uvod

Mineralne materije u biljkama imaju višestruku ulogu. Sadržaj minerala u suvoj materiji

biljaka u proseku se kreće od 1-6%. U biljkama se nalaze u vidu jona, neorganskih i organskih

soli i ugrađeni u razna organska jedinjenja. Učestvuju u katalizi brojnih hemijskih reakcija

biljaka. S obzirom na zastupljenost u izgradnji biljaka, grupišu se na: makro, mikro i ultramikro

elemente. U makroelemente se ubrajaju: C, O, H, N, P, K, Ca, Mg, S, Na, Si i Cl, i njihov

sadržaj, ako se izuzmu C, H i O, u suvoj materiji biljaka u proseku se kreće od 2-60 mg/g.

Sadržaj mikroelemenata (Cu, Zn, B, Mn i dr.) u suvoj materiji biljaka je manji od 1mg/g i obično

je veći od 1µg/g, dok je sadržaj ultramikroelemenata (J, Se, Mo i dr.) manji od 1µg/g.

Količina mineralnih materija u biljkama znatno varira, što je posledica različitih faktora

od kojih su najvažniji: biljna vrsta, starost zasada, pedološke karakteristike zemljišta i primena

agrotehničkih mera kao što je upotreba pesticida i veštačkih đubriva.

Biljke su direktan ili indirektan izvor minerala u ljudskoj ishrani. Poseban značaj za

čoveka imaju biljne vrste koje služe za dobijanje fitopreparata u farmaceutskoj industriji u formi

monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva.

Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi

normalnog održavanja životnih funkcija. U skladu s tim, manjak ili višak nekihelemenata u

ishrani može izazvati štetne efekte u organizmu. Takođe, toksični elementi (Hg, As, Pb i Cd) koji

su prisutni u nekim biljkama, mogu teško oštetiti imuni, nervni i reproduktivni sistem. Ovi

elementi imaju svojstvo da se akumuliraju, jer ne mogu u potpunosti da se izbacuju iz

organizma.

Cilj ovog rada je određivanje mineralnog sadržaja nekih industrijskih biljaka upotrebom

ICP-OES spektrometrije.

Page 8: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

2

1. Teorijski deo

Page 9: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

3

1.1. Industrijske biljke

Industrijske biljke su skup ratarskih kultura čiji plodovi (seme), stabla, lišće ili drugi

delovi služe kao sirovine u prerađivačkoj industriji. Najčešće se klasifikuju prema botaničkoj

klasifikaciji i upotrebi plodova, tj.prema proizvodima koji se od njih dobijaju.

Prema botaničkoj klasifikaciji, sve su biljke svrstane u porodice, bez obzira na upotrebu i

način uzgoja. Po bližoj upotrebi, industrijske biljke se dele na:

1. uljarice - koriste se za proizvodnju jestivih i tehničkih ulja, koja se dobijaju iz plodova ili

semena(suncokret, uljana repica, soja, pamuk, susam, ricinus, palma, uljani lan, uljana

bundeva i dr.);

2. predive biljke - iz njihove stabljike, ploda (semena) ili lišća dobija se vlakno (pamuk,

predivi lan, konoplja, juta, manila i dr.);

3. biljke za proizvodnju skroba, šećera i alkohola- iz njihovih zadebljalih podzemnih organa

dobija se šećer, skrob i alkohol (šećerna repa, šećerna trska, cikorija, krompir, slatki

krompir i dr.);

4. aromatične i začinske biljke - biljne vrste koje daju miris i ukus jelima (mirođija, origano,

peršun i dr.)

5. lekovite biljke - biljne vrste čiji delovi sadrže biološki aktivne supstance koje se mogu

koristiti u terapijske svrhe ili za pravljenje raznih kozmetičkih proizvoda (kamilica,

žalfija, lavanda i dr.) i

6. ostale industrijske biljke - duvan i hmelj.

Zastupljenost pojedinih industrijskih biljaka u svetu zavisi od agroekološkog načina uzgoja i

razvijenosti određene zemlje.

Upotreba začina i začinskog bilja u kuvanju i pripremanju hrane datira od davnina. Začini su

se nekad upotrebljavali kako bi se smanjio miris ne baš sveže hrane ili za popravljanje ukusa

hrane. No, danas kada začini i začinsko bilje više nisu tako skupi kao što su nekad bili i kada ih

može priuštiti svako prosečno domaćinstvo, teško je uopšte zamisliti kuvanje bez njih. Danas se

začini koriste ne za prikrivanje loših osobina hrane, već za pojačavanje njenog ukusa i

gastronomskog doživljaja i uživanja u hrani.

1.1.1. Suncokret

Suncokret (lat. Helianthus anuus) je jednogodišnja biljka, čije botaničko ime Helianthus

potiče od grčkih reči (grč. Helios – Sunce i grč. Anthos – cvet). Pripada porodici glavočika

(Asteraceae).

Suncokret je najveća biljka iz porodice glavočika i roda Helianthus. Koren mu je čupav i

vlaknast, sastavljen od mnoštva korenčića. Može prodreti i do 3 metra u dubinu. Stablo je visine

Page 10: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

4

50-250 cm, različitog stepena razgranatosti, listovi krupni, grubi, hrapavi, često pokriveni tvrdim

dlačicama, sa dugom drškom. Cvetovi su vrlo krupni, na dugim drškama, najčešće žuto obojenih

listića, a cvetno dno je najčešće ravno, ređe malo ispupčeno.

Suncokret potiče iz jugozapadnog dela Amerike, Perua i Meksika. Postoje podaci da se

suncokret uzgajao pre 3.000 god.od strane severnoameričkih indijanaca, koji su mleli semenke u

brašno i dodavali u hleb i pravili i ulje od suncokreta.

Može se konzumirati u vidu ulja i putera, ali se ipak najčešće koristi u vidu semenki. One

su od davnina poznate po svojim lekovitim svojstvima i blagotvornom dejstvu na krvotok, srce,

nervni sistem i uopšte na ceo organizam. Semenke suncokreta imaju veliku nutritivnu vrednost i

spadaju u visokokalorične namirnice, pa na samo 100 g imaju čak 584 kalorija. Preporučuje se

dnevni unos od oko 30 g.

Suncokret je, pre svega, bogat vitaminima B kompleksa, vitaminom E, beta karotenom i

vitaminom B6. Od minerala najviše ima bakra, magnezijuma, selena, cinka, mangana, kalijuma i

fosfora. 20% suncokreta čine proteini, pa se njegovim konzumiranjem naš organizam snabdeva

esencijalnim masnim kiselinama koje su nam potrebne za pravilno funkcionisanje

(https://najzdravijahrana.com/semenke-suncokreta-nutritivna-vrednost-sastav-i-lekovitost/) i

(https://sr.wikipedia.org/sr/%D0%A1%D1%83%D0%BD%D1%86%D0%BE%D0%BA%D1%8

0%D0%B5%D1%82).

Slika 1. Suncokret

1.1.2. Lan

Lan (lat.Linum usitatissimum) je jednogodišnja ili dvogodišnja zeljasta biljka, sa kratkim,

vretenastim korenom. Stabljika je visoka 30-80 cm, uspravna, okrugla, obrasla listovima, u

gornjem delu je granata. Listovi su naizmenično raspoređeni, dugački 2-3 cm, široki 2-4 mm,

zeleni ili sivo-zeleni. Listovi su zašiljenog vrha, sa osnovom suženom u dršku acvetovi su na

vrhovima stabljike na dugačkim drškama, u cvastima. Plod je loptasta čaura sa mnogo semena,

Page 11: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

5

6-8 mm dugačka. Seme je spljošteno, s jedne strane

zaobljeno a sa druge suženo. Svetlosmeđe je boje, sjajno,

sluzavog i uljastog ukusa kad se zagrize, bez mirisa.

Cveta od juna do avgusta.

Seme lana je jedno od najvažnijih izvora sušivih

ulja. Njegov sadržaj u semenu je od 32-42%. Laneno ulje

se uglavnom koristi za pravljenje boja, lakova, mekih

sapuna i štamparskih boja. Slika 2. Lan

Laneno seme je najbogatije vitaminom B17, a da bi ga čovekov metabolizam mogao

iskoristiti, seme se mora samleti. Zrelo laneno seme sadrži lignin, linolnu i linoleinsku kiselinu i

belančevine zbog čega je veoma hranljivo. Od minerala, zastupljeni su magnezijum, kalcijum,

cink, gvožđe i dr. Vlakna su takođe dosta zastupljena. Ima i vitamina ali manje nego mineral

(https://vesnamihajlovicblog.wordpress.com/2012/01/31/sve-o-lanu-vitamin-b17-laneno-seme-u-

ishrani-i-lecenju/) i (https://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%9B%D0%B0%D0%BD).

1.1.3. Susam

Susam (lat. Sesamum indicum) potiče iz tropske Azije i

južne Afrike. To je jednogodišnja biljka i za 3-5 meseci uzgoja

dostigne visinu do 2 metra. Seme ove biljke je malo, ravno i

ovalno a može da bude belo, žućkasto, crno ili crveno.

Slika 3. Susam

Susam ne samo da je bogat manganom i bakrom (1/4 šolje obezbeđuje 74% preporučenih

dnevnih potreba), već i magnezijumom, kalcijumom, gvožđem, fosforom, vitaminom B1, cinkom

i hranljivim vlaknima. Sadrži i lignane, koji snižavaju holesterol u krvi. Susam, u poređenju sa

drugim semenkama, ima najviše fitosterola (400-413 jedinica u 100 g) što utiče na sniženje

holesterola.

Poznato je antikoagulativno svojstvo ovih blagotvornih semenki, jer doprinose

sprečavanju zgrušavanja krvi, što je posebno značajno za prevenciju pojave krvnog ugruška. Ulje

od semenki susama pokazuje izuzetno laksativno svojstvo, pa se upotrebljava u slučaju

neredovne stolice i za čišćenje creva. Sem toga, koristi se i za saniranje povreda i promena na

koži(https://dijetaplus.com/susam-lekovitost-i-hranljiva-vrednost/)

(https://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D1%81%D0%B0%D0%BC).

Page 12: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

6

1.1.4. Golica – bundevino seme

Bundeva ili tikva (lat. Cucurbita pepo) je jednogodišnja biljka puzavica iz familije

bundeva (Cucurbitaceae), čiji se krupni plodovi koriste u ljudskoj ishrani a semena i u

fitoterapiji.

U Meksiku i južnoj Americi bundeva i bundevine semenke su korišćeni u ishrani i u

lekovite svrhe još u doba Asteka. Golica je tamnozeleno seme, koje raste bez ljuske.

Od svih uljarica, bundeva se nalazi na vrhu po bogatstvu cinkom, magnezijumom i

gvožđem. Grickajući pola šake golice dnevno obezbeđuje se 28% dnevnih potreba za gvožđem,

52% za manganom, 48% za magnezijumom,17% za proteinima i 17% za cinkom. U semenu

bundeve pronađeni su fitosteroli, i kada se redovno koriste u ishrani mogu smanjiti nivo

holesterola, poboljšati imunitet i sprečiti pojavu raka.

U ishrani dece, golica, zajedno sa dugim uljaricama predstavlja neprevaziđen izvor

omega 3 i omega 6 masnih kiselina, neophodnih za ravnotežu hormona, funkciju mozga i

zdravlje kože.

Vitamini B i K takođe predstavljaju bogatstvo iz bundevinog semena, a važni su za

zdrave kosti i mišiće.

Postoje dokazi da upotreba bundevinog semena kao pomoćnog lekovitog sredstva može

pomoći pri lečenju parazitskih infekcija. Zahvaljujući cinku kojim obiluju, imaju zaštitnu ulogu u

prevenciji preloma kostiju.

Bundevino seme može da se konzumira sirovo ili pečeno. Najbolje se iskoristi ako se

sirova samelje sa ostalim uljaricama (lan, susam, suncokret), i uzima po jedna do dve kafene

kašičice dnevno. Ako se pak gricka, ne treba preterivati. Jedna šaka je i više nego dosta za

dnevni unos (http://www.mojpedijatar.co.rs/bundevino-

seme-golica/).

Slika 4. Seme bundeve

Page 13: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

7

1.1.5. Mak

Biljka mak (lat. Papaver somniferum) broji

oko 50 različitih vrsta i smatra se jednom od

najstarijih biljnih kultura koje se gaje već

hiljadama godina.

Slika 5. Seme maka

Boje cveta maka su različite, od crvene, bele i narandžaste do plave i roze. Središte cveta

ima vijugave prašnike, okružene okruglim ili peharastim skupom četiri do šest latica. Pre

cvetanja, latice su skupljene u pupoljak i kako cvetanje prestane latice često leže ravno pre nego

što otpadnu. Pčele koriste mak kao izvor polena.

Mak je dugo predstavljao simbol sna i smrti, zbog opijuma koji se iz njega ekstrahuje i

crvene boje. Najstariji zapisi o njegovoj upotrebi potiču iz Mesopotamije, gde je korišćen u

medicinske svrhe ali i kao “biljka veselja”.

Narodni lekari ga preporučuju za opuštanje mišića, protiv bolova, za iskašljavanje i

grčeve u želucu.

Semenke maka su sitne, plave ili sive boje, bubrežastog oblika. Skoro su bez mirisa a

ukus im je sličan orahu. Izuzetno su bogate nezasićenim masnim kiselinama, posebno oleinskom

i linolnom. Ugljeni hidrati iz ove biljke daju energiju. U sitnom zrnu nalazi se mnoštvo minerala,

naročito joda, mangana, magnezijuma, cinka, kalijuma i bakra. Mak sadrži i vitamine grupe B,

oksalatnu kiselinu i neke alkaloide. Od semena maka proizvodi se izvanredno ulje, koje je dobra

zamena za maslinovo (http://www.novosti.rs/vesti/zivot_+.304.html:528514-Mak---seme-

zdravlja-i-veselja) i (https://sr.wikipedia.org/sr-el/Mak).

1.1.6. Mirođija

Mirođija (lat. Anethum graveolens) je poznata začinska, mirisna biljka, koja se gaji a i

sama se razmnožava po vrtovima. Jednogodišnja je biljka koja naraste do oko metar. Listovi su

višestruko perasti, cvetići mali i žuti, dok su plodovi jajoliki.

Sadi se u nekoliko navrata cele godine. Najjaču aromu ima pre nego što procveta. Cela

biljka i plod imaju svojstven prijatan začinski i aromatičan miris i začinski ukus.

U zrelim plodovima ima 3-4% etarskog ulja, oko 18% azotnih jedinjenja i oko 6%

pektina. Glavni lekoviti sastojak je etarsko ulje (Anethi aetherolum), koje se proizvodi

Page 14: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

8

destilacijom s vodenom parom samlevenih zrelih plodova. Sveže ulje je skoro bezbojna, lako

pokretljiva tečnost, prijatnog i jakog mirisa na mirođiju. Glavni sastojak ulja je limonen (do

70%) a zatim karvon (najmanje 30%).

Bogata je brojnim vitaminima, uključujući folnu kiselinu, riboflavin, niacin, vitamine A i

C, betakaroten. Izvor je minerala bakra, kalijuma, kalcijuma, mangana, gvožđa i magnezijuma.

Sama biljka ne sadrži holesterol, ali sadrži antioksidante i biljna vlakna koja učestvuju u kontroli

holesterola(https://sr.wikipedia.org/sr/%D0%9C%D0%B8%D1%80%D0%BE%D1%92%D0%B

8%D1%98%D0%B0).

Slika 6. Mirođija

1.1.7. Bosiljak

Bosiljak (lat. Ocimum basilicum) je višegodišnja zeljasta biljka poreklom iz Indije, iz

familije usnatica (Lamiaceae). Izdanci su uspravni, do 80 cm visoki, često ljubičasti, pokriveni

dugim, kovrdžavim dlačicama. Ima dejstvo kao žalfija, matičnjak i nana. Bosiljak je aromatična

biljka, prijatnog mirisa, koja se koristi u kulinarstvu a odavno je svoje mesto našao u

mediteranskoj kuhinji, naročito italijanskoj i francuskoj gde je gotovo nezaobilazan začin za

supe, pastei jela od mesa i ribe, a poznat je i italijanski pesto sos, koji se pravi od bosiljka,

pinjola i maslinovog ulja.

Dobar je i za poboljšanje raspoloženja, protiv nesanice i noćnog mokrenja. Koristi se još

i protiv kašlja, bubrežnih bolesti, glavobolje i depresije, a kao čaj za ublažavanje menstrualnih

tegoba. Sok od lišća bosiljka se koristi protiv prehlade, upale ušiju i bubne opne i kao

okrepljujuće sredstvo. Sadrži beta karoten, eterična ulja, tannin, saponine i gorke materije

(http://www.novosti.rs/vesti/zivot_+.304.html:487791-Bosiljak---delotvoran-i-bozanski-mocan).

Page 15: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

9

Slika 7. Bosiljak

1.1.8. Ruzmarin

Ruzmarin (lat. Rosmarinus officinalis) je rod žbunastih, višegodišnjih biljaka iz familije

usnatica (Lamiaceae). Ima mirisne, zimzelene listove sa sitnim, svetloplavim cvetovima. Listovi

su naspramni, sedeći, čvrsti, kožasti, uski a dugi 2-3 cm. Gornja strana listova je tamnozelena, a

donja je sivo-bele boje. Raste u obliku grma i može dostići visinu do 2 metra. Miris cvetova je

jak i nalik na kamfor, dok je ukus ljut, pomalo gorak i aromatičan.

U cvetovima, listovima i grančicama sadrži eterična ulja, čiji kvalitet zavisi od klime i od

sunčanih i zaštićenih položaja. Upotrebljavaju se cvetovi ruzmarina, izdanci u cvatu a najčešće

se sakupljaju listovi. Destilacijom listova ili grančica dobija se ruzmarinovo ulje (Rosmarini

oleum). To je bezbojna ili žućkasto-zelena tečnost, aromatičnog mirisa i gorkog ukusa.

Ruzmarin jača imunitet i poseduje sedativna, diuretska, kao i antiseptička svojstva.

Deluje i protivupalno, a može ublažiti i jake napade astme. Ulje ruzmarina se koristi za masažu

bolnih mesta. Odličan je kod problema reumatizma, a često se koristi i kao

kupka(https://sr.wikipedia.org/sr-

el/%D0%A0%D1%83%D0%B7%D0%BC%D0%B0%D1

%80%D0%B8%D0%BD).

Slika 8. Ruzmarin

1.1.9. Origano

Origano (lat. Origanum vulgare) je višegodišnja, zeljasta biljka iz porodice usnatica.

Narasta i do 70 cm, karakteristične opore arome i ukusa. Iz korena rastu uspravne, kvadratne

Page 16: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

10

stabljike. Tamnozeleni listovi su ovalni, dužine do 4,5 cm širine do 3 cm. Cveta od jula do

septembra roze-ljubičastim, ređe belim cvetom, koji oprašuju pčele i leptiri.

Esencijalna ulja origana su sastavljena od monoterpena i monoterpenoida. Preko 60

različitih sastojaka je identifikovano a primarni su karvakrol i timol u rasponu od 0 do preko

80%. U 100 g svežeg origana ima 267,2 mg vitamina C. Origano sadrži polifenole kao i

mnogobrojne flavone. Izuzetno je snažan antioksidans.

Poznat je kao neizostavan začin pri pravljenju pice. Dobar je kao dodatak omletu,

italijanskim sosovima, jelima sa paradajzom, jagnjetinom ili povrćem.

Ulje od origana se preporučuje kao lek kod gljivičnih i bakterijskih infekcija, alergija i za

eliminisanje parazita iz organizma. Pomaže kod

ispucale kože, osipa, psorijaze, svraba, problema sa

aknama i peruti. Antitoksičan je kod trovanja hranom,

pomaže kod problema sa varenjem i gasovima

(https://bs.wikipedia.org/wiki/Origano).

Slika 9. Origano

1.1.10. Korijander

Korijander (lat. Coriandrum sativum) je jednogodišnja biljka iz porodice Apiaceae. Raste

do 50 cm u visinu. Sveži listovi imaju snažnu aromu mošusa i limuna. Jako gorkog ukusa su i

koriste se za dekoraciju jela, i kao dodatak umacima, salatama i siru. Sveže mleveni plodovi

dodatak su pecivu, jelima od kupusa, mahunastom povrću. Eterično ulje korijandera upotrebljava

se u proizvodnji parfema. Sadrži jedanaest komponenti eteričnih ulja, askorbinsku kiselinu i

fitonutrijente kao što su karvon, geraniol, limonen, kamfor, linalool i dr. Od minerala sadrži

magnezijum, gvožđe i mangan.

Koristi se kod zapaljenja kože, dijareje, anemije, za regulaciju hormona, smanjenje nivoa

šećera u krvi i zato je poželjan u ishrani dijabetičara. Veruje se da je prirodan afrodizijak.

Korijander snižava krvni pritisak i dovodi ga u optimalni balans. Odličan je i kao preventiva

protiv stvaranja krvnog ugruška (https://cajeviza.com/lekovito-bilje/korijander-lekovita-svojstva-

hranljiva-vrednost/).

Page 17: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

11

Slika 10. Korijander

1.2. Mineralne materije

Mineralne materije čine posebnu grupu bitnih faktora ishrane. Organizam ih ne stvara

sam već ih prima putem hrane. Mineralne materije održavaju hemijsku ravnotežu organizma,

učestvuju u njegovoj izgradnji i posreduju u mnogim životnim funkcijama. Minerali su

esencijalni nutrijenti. Uneseni hranom dospevaju u ljudski organizam u mnogo većoj količini

nego vitamini. Kod odrasle osobe minerali čine oko 4% telesne mase. Najviše ih ima u kostima.

Hemijski elementi se prema ulozi u biljnom organizmu mogu podeliti na:

1. neophodne – C, O, H, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, Co, Cl, Ni…U njihovom

odsustvu biljke ne mogu da prođu sve faze životnog ciklusa. Omogućavaju rast i razviće biljaka i

zbog svoje specifične uloge, ne mogu se zameniti drugim elementima i

2. korisne – Na, Si, Se, Al…U njihovom odsustvu biljke mogu da završe šivotni ciklus, ali oni

deluju povoljno na rast i razviće.

Hemijski elementi se prema zastupljenosti u biljnom organizmu mogu podeliti na:

1. makroelemente - Ca, Na, K, Mg i P;

2. mikroelemente - Zn, Cu, Cr, Fe, Mn, Mo, Cl i dr. i

3. elemente u tragovima, toksične i potencijalno toksične - Al, B, Ba, Co, Mn, Ni, Si, Cd, Hg i

Pb.

Page 18: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

12

1.2.1. Makroelementi i njihovo dejstvo na ljudski organizam i biljke

Sadržaj makroelemenata u biljkama se kreće u intervalu od 2-60 mg/g. Važni su za

normalno funkcionisanje organizama.

Natrijum (Na). Ljudski organizam sadrži 60 g natrijuma, od čega 31 g u ekstracelularnoj

tečnosti, 19 g u kostima i 9 g u ćelijama. On održava osmotski pritisak, čime omogućava

zadržavanje tečnosti u organizmu, kiselo-baznu ravnotežu zajedno sa bikarbonatom i hloridom i

propustljivost ćelija. Njegova se resorpcija obavlja u tankom crevu, a izlučuje se mokraćom i

znojenjem. Razni neurološki problemi praćeni su nedostatkom natrijuma, a mogu se javiti i

poremećaji jetre, bubrega i pluća i srčana slabost. Preveliki unos natrijuma može bitno poremetiti

zdravlje čoveka, jer dovodi do povećanja krvnog pritiska i može trajno oštetiti bubrege. Dnevni

unos natrijuma za osobe sa normalnim krvnim pritiskom iznosi 6 g, dok za osobe sa povišenim

krvni pritiskom iznosi 3 g. Namirnice bogate natrijumom su repa, krastavac, celer, vlakna

mahunarki, ovas i dr (https://opusteno.rs/zdrav-zivot-f28/natrijum-u-ishrani-t29094.html).

Natrijum nije esencijalni element za biljke, ali ga biljke usvajaju u malim količinama.

Sadržaj natrijuma u suvoj materiji biljaka iznosi 0,01-0,02%. Nije toliko značajan za njihov

razvoj, mada povoljno utiče na neke biohemijske procese i povećanje prinosa nekih

poljoprivrednih kultura. Toksično dejstvo viška natrijuma se javlja na zaslanjenim zemljištima

(https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-ISHRANA-Compatibility-

Mode).

Kalcijum (Ca). Kalcijum je gradivni element zuba i kostiju i neophodan je za mišićne

kontrakcije i za izlučivanje hormona i enzima. On učestvuje u regulaciji ćelijskih aktivnosti kao

što su funkcije živaca i mišića, koagulacija krvi, pokretljivost ćelija i mnoge druge. Ulazi u

sastav brojnih metaloenzima - α-amilaza i fosfolipaza npr. Sadrže kalcijum kao esencijalni deo

katalitičkog mesta. Namirnice bogate kalcijumom su mlečni proizvodi, jaja, brokoli, kelj, spanać

i dr. Nedostatak kalcijuma može dovesti do nervne osetljivosti, grčeva mišića, krtih noktiju,

ukočenosti a kod dece može može doći i do pojave rahitisa dok velike količine kalcijuma mogu

dovesti do stvaranja kamenca u bubregu (http://www.mineravita.com/kalcijum_uloga.php).

Ukupan sadržaj kalcijuma u biljkama se kreće u širokim granicama, od 0,3-3%. Sa

starošću se njegov udeo u tkivima povećava. Ima važnu ulogu u održavanju strukture i funkcije

ćelijskih membrana i u stabilizaciji pektina u ćelijskom zidu. Povećava aktivnost α-amilaze,

fosforilaze i ATP-aze. Nedostatak Ca u hranljivoj sredini može da izazove visoka koncentracija

H+, K+, Na+, NH4+i Mg2+ jona (https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-

MINERALNA-ISHRANA-Compatibility-Mode).

Magnezijum (Mg). Magnezijum ima značajnu ulogu u proizvodnji i rastu ćelija, i kao

takav uključen je u stotine enzimskih procesa kod svih biljaka i životinja, pa tako i kod ljudi. U

ljudskom organizmu deluje tako što proizvodi ATP i aktivira proizvodnju proteina u telu,

Page 19: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

13

proizvodeći strukture DNK. Učestvuje u mnogim hemijskim reakcijama u organizmu,

uključujući regulaciju temperature tela. Magnezijum ima važnu ulogu i u stvaranju vitamina D i

paratireoidnog hormona. Prirodan je blokator kalcijuma, te utiče na snižavanje krvnog pritiska i

održavanje tonusa krvnih sudova. Bogat izvor magnezijuma su orašasti plodovi i zeleno lisnato

povrće. U namirnice bogate magnezijumom spadaju i: grašak, pasulj, sočivo, avokado, banane,

jagode, crna čokolada i dr. Simptomi nedostatka magnezijuma su: razdražljivost, anoreksija,

zamor, nesvestica, vrtoglavica, alergije i dr. Simptomi povećanog unosa magnezijuma su

dijareja, crvenilo na koži, žeđ, nizak krvni pritisak, zadržavanje tečnosti u organizmu i

dr(http://www.demetra.rs/index.php?option=com_content&view=article&id=949:vanost-

magnezijuma-u-organizmu&catid=61&Itemid=98).

Biljke magnezijum usvajaju kao Mg2+ jon pretežno iz zemljišnog rastvora. Prema

pokretljivosti sličan je kalcijumu i slično njemu nagomilava se u starijim listovima. Njegov

sadržaj u suvoj materiji se kreće od 0,1 do 1%. Sadržaj magnezijuma u zrnu biljke veći je nego u

stablu. Gajene biljke iznose iz zemljišta značajne količine Mg. Magnezijum ulazi u sastav

hlorofila i njegova sinteza zavisi od prisustva Mg. Mg aktivira dekarboksilaze, ATP-azu,

fruktozu-1,6-difosfatazu.Utiče i na metabolizam azota. U odsustvu Mg dolazi do smanjenja

sinteze RNK (https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-ISHRANA-

Compatibility-Mode).

Kalijum (K). Kalijum je izuzetno značajan za ljudski organizam. Zajedno sa natrijumom

reguliše ravnotežu vode i kiselinsko-baznu ravnotežu. Bitan je za sintezu proteina iz amino-

kiselina. Ima funkciju i u metabolizmu ugljenih hidrata - aktivan je u glikogenu i metabolizmu

glukoze, pretvarajući glukozu u glikogen, koji se zatim skladišti u jetri kao energija za kasnije

korišćenje. Kalijum je važan za normalan rast i izgradnju mišića. Može se naći u brojnoj hrani.

Raznovrsno voće i povrće ima visok nivo kalijuma i nizak nivo natrijuma i pomaže u

sprečavanju hipertenzije. Zeleniš kao što su spanać, brokoli, zelena salata, celer ali i pasulj,

krompir i paradajz imaju znatne količine ovog minerala. Visok nivo kalijuma imaju i žitarice,

citrusno voće i ribe, kao što je losos, sardine i bakalar. Simptomi nedostatka kalijuma su umor,

mišićni grčevi i slabost, nepravilan rad srca(https://kodren.com/saveti-i-preventiva/725-znacaj-

kalijuma-za-zdravlje.html).

Biljke K usvajaju u vidu jona metala iz zemljišta i preko listova. Veoma intenzivno se

premešta iz starijih u mlađe organe, zbog čega se znaci njegovog nedostatka mogu uočiti prvo na

najstarijim listovima. Prema raspodeli u biljci, K ima najviše u listu, stablu, korenu a zatim u

reproduktivnim organima. Kalijum utiče na aktivnost preko 50 enzima. Važan je za vodeni režim

biljakai povoljno utiče na otpornost biljaka prema niskoj i visokoj temperaturi, suši i prema

nekim bolestima (https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-

ISHRANA-Compatibility-Mode).

Fosfor (P). Fosfor je za ljudski organizam izuzetno bitan mineral. Jačanje kostiju mu je

jedna od najbitnijih uloga. Oko 85% sveukupnog fosfora iz tela nalazi se u kostima. Zaslužan je

Page 20: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

14

za hormonsku ravnotežu i umanjuje simptome predmenstrualnog sindroma. Deci u razvoju

trebajudovoljne količine fosfora, jer on pomaže u razvijanju kognitivnih funkcija mozga.

Učestvuje u skoro svakoj biohemijskoj reakciji i održava normalnu pH vrednost organizma.

Namirnice bogate fosforom su meso, mlečni proizvodi, jaja, riba i morski plodovi, žitarice,

mahunarke i dr. Simptomi nedostatka fosfora su gubitak apetita, bolovi u kostima, opšta slabost

organizma, anemija i dr. Višak fosfora se najčešće javlja usled poremećaja bubrega,

konzumiranjem prevelikih količina namirnica bogatih fosforom ali i gaziranih pića. Tada može

doći do kardiovaskularnih bolesti, kalcifikacije neskeletnog tkiva, dijareje i

dr.(https://www.cosmopolitan.rs/moj-zivot/tvoje-telo/15320-zasto-je-fosfor-vazan-za-

zdravlje.html).

Biljke usvajaju fosfor u vidu jona ortofosforne kiseline koja u void disosuje gradeći

H2PO4, HPO42- i PO4

3- jone. Fosfatni joni su veoma pokretni u biljkama. Sadržaj P u biljkama

kreće se od 0,1 do 0,8% u odnosu na suvu materiju. Potrebe biljaka za fosforom su u fazi rasta i

razvića i u periodu obrazovanja generativnih organa. Fosfor ulazi u sastav fitina, nukleinskih

kiselina i nekih koenzima.U slučaju njegovog nedostatka, preporučuje se upotreba veštačkih

đubriva(https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-ISHRANA-

Compatibility-Mode).

1.2.2. Mikroelementi i njihovo dejstvo na ljudski organizam i biljke

Gvožđe (Fe). Gvožđe je esencijalni mineral koji u organizmu ima ulogu nosača

kiseonika - kao deo hemoglobina u krvi i mioglobina u mišićima. Gvožđe učestvuje u sintezi

DNK, u metabolizmu kateholamina i služi kao prenosilac elektrona u mitohondrijama. U

organizmu zdravih osoba nalazi se 3-5 g gvožđa. Najveći deo se nalazi u hemoglobinu, zatim u

mioglobinu. Višak gvožđa se u organizmu nalazi kao rezervno gvožđe u vidu feritina i

hemosiderina. Mešovitom ishranom unosi se oko 10-30 mg gvožđa dnevno. Najbogatiji izvori

su: jetra, meso, jaja, piletina, riba, soja, spanać, bundeva, grašak, smokva i dr. Apsorpcija gvožđa

iz namirnica životinjskog porekla mnogo je brža i efikasnija (15-30%) nego gvožđa iz biljne

hrane (1-20%). Kao posledica nedostatka gvožđa javlja se anemija dok se njegovim prisustvom u

višku mogu javiti bolovi u stomaku i zglobovima, nepravilan rad srca, šećerna bolest i dr.

(http://www.stetoskop.info/Nedostatak-gvozdja-u-ishrani-1378-c15-content.htm).

Gvožđe je esencijalni mikroelement koji je potreban biljkama u većoj količini nego ostali

mikroelementi. Biljke usvajaju gvožđe u vidu Fe2+, Fe3+ jona i u vidu helata. Na usvajanje

gvožđa utiče veliki broj činilaca iz spoljašnje sredine kao što su visoka pH vrednost, velika

koncentracija fosfata i Ca2+ koji u hranljivoj sredini smanjuju njegovo usvajanje. Sadržaj gvožđa

u suvoj materiji biljaka kreće se u širokim granicama, od 50-1000 µg/g. Spanać npr. sadrži i do

3000 µg Fe na g suve materije. Gvožđa u biljci najviše ima u lišću, stablu i u zrnu. Polivalentnost

Page 21: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

15

i sposobnost stvaranja helatnih kompleksa omogućavaju mu da učestvuje u brojnim fizičko-

biohemijskim procesima: biosinteza hlorofila, forosinteza, disanje, fiksacija elementarnog azota i

dr. (https://www.bio.bg.ac.rs/materijali_predmeta/mineralna-ishrana-2016.pdf).

Cink (Zn). Cink je odgovoran za brojne funkcije u ljudskom organizmu i pomaže

stimulaciju aktivnosti oko 100 različitih enzima. Asistira u stvaranju hormona, poboljšava

imunitet i olakšava varenje. Takođe, ponaša se i kao antioksidans u telu i bori se protiv štete koju

organizmu čine slobodni radikali. Neophodan je i zbog hormonalne ravnoteže. Namirnice bogate

cinkom su mesni i mlečni proizvodi, riba, jaja, soja, pivski kvasac, žitarice i dr. Najčešći

simptomi koji ukazuju na nedostatak cinka su akne i ekcemi po licu, opadanje kose, anemija,

bele tačke po noktima, mentalni poremećaj itd. Višak cinka u organizmu se retko javlja, a

ukoliko su količine veće od 200 mg dolazi do bolova u stomaku, mučnine i povraćanja. Drugi

simptomi uključuju dehidrataciju organizma, anemiju i nesvesticu (https://kodren.com/zdrava-

ishrana/779-znacaj-cinka-za-organizam.html).

Biljke cink pretežno usvajaju u obliku dvovalentnog katjona Zn2+, a u alkalnoj sredini u

vidu monovalentnog katjona ZnOH+. Pokretljivost Zn u biljkama je osrednja. Njegov sadržaj se

kreće od 20 do 100 µg/g suve materije. U najvećoj meri ga ima u korenu i mladim listovima, gde

se najviše nalazi u nervaturi i interkostalnom delu. Ima tri funkcije: katalitičku, kokatalitičku i

strukturnu. Veoma značajan enzim u čiji sastav ulazi Zn je karboanhidraza, koji se nalazi u

hloroplastima i u citoplazmi. Cink povećava tolerantnost biljaka prema suši

ibolestima(https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-ISHRANA-

Compatibility-Mode).

Mangan (Mn). Mangan ima ulogu u stvaranju polnih hormona, hormona štitne žlezde, a

utiče i na pamćenje. Između mangana i gvožđa je utvrđen izvestan odnos koji se ogleda u tome

što mangan reguliše odnos fero i feri oblika gvožđa. Neke od namirnica u kojima ima mangana

su: jetra, bubrezi, žumance, mekinje, orasi, leguminoze, banane, ananas, ribizle, zeleno lisnato

povrće, kakao, čaj i dr. Manjak mangana uzrokuje gubitak sluha, vrtoglavicu, ponekad i sterilitet.

Višak mangana dovodi do otežanog kretanja i malaksalosti

(http://www.vitaminologija.com/mangan/).

Biljke ga usvajaju u vidu Mn2+ jona i helata. Sadržaj Mn u suvoj materiji biljaka se kreće

od 50-250 µg/g. Sadržaj je naročito visok u mladim organima i tkivima u kojima su metabolički

procesi intenzivni. Mangan nije gradivni element biljaka, ali ima značajnu ulogu u aktivaciji

enzima.Njegova primarna uloga se ogleda u ciklusu trikarbonskih kiselina, u oksidativnoj i

neoksidativnoj dekarboksilaciji. Utiče i na druge procese metabolizma biljaka, na oksidaciju

masnih kiselina, sintezu linoleinske kiseline, podstiče razgradnju H2O2 toksičnog za biljke i dr.

(https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-ISHRANA-Compatibility-

Mode).

Page 22: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

16

Bakar (Cu). Prosečan ljudski organizam sadrži oko 75 do 150 mg bakra. Otprilike

polovina se nalazi u kostima i mišićima, a najveće koncentracije se nalaze u mozgu i jetri.

Neophodan je za stvaranje pigmenta melanina. Učestvuje u stvaranju kolagena i elastina i

prisutan je u enzimima potrebnim u brojnim funkcijama mozga. Bakar se nalazi u skoro svim

vrstama namirnica, tako da retko dolazi do njegovog smanjenog unosa. Goveđa jetra je

verovatno najbogatija namirnica bakrom. Takođe, odličan izvor bakra su i goveđe srce i bubrezi,

a od morskih plodova krabe, ostrige, školjke i jastog. Bakra ima i u avokadu, bananama, grožđu,

paradajzu, pečurkama, suncokretu, lešniku, indijskom orahu, čokoladi i dr. Simptomi nedostaka

bakra su: izmenjen srčani ritam, gubitak kose, osećaj slabosti organizma i dr. Trovanje bakrom je

retka pojava, ali se može javiti ako se unosi više od 200 mg dnevno. Tada može doći do mučnine

i povraćanja, bolova u stomaku, glavobolje i slabljenja imuniteta (http://www.dijeta.co/bakar/).

Biljke pretežno usvajaju bakar u vidu Cu2+ jona i helata. Višak Cu može da izazove

nedostatak drugih elemenata, posebno mangana i gvožđa. Pokretljivost bakra u biljkama je

osrednja. Prvi nedostaci se javljaju na najmlađim organima i na vegetativnoj kupi. Njegov

sadržaj u biljkama se kreće od 2-20 µg/g suve materije. Bakar ulazi u sastav brojnih proteina:

plastocijanina, citohrom-oksidaze, askorbat-oksidaze, fenol-oksidaze i dr. Tipični znaci

nedostatka Cu su: venjenje, uvijanje listova, odumiranje najmlađih listova i dr.

(https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-ISHRANA-Compatibility-

Mode).

Molibden (Mo). Molibden se u organizmu nalazi u veoma malim količinama, ali je

njegova uloga važna u mnogim biološkim procesima koji uključuju razvoj nervnog sistema i

uklanjanje otpadnih supstanci iz organizma preko bubrega. Ima ulogu kofaktora kod tri enzima:

sulfid-oksidaze, ksantin-oksidaze i adehid-oksidaze. Pomaže telu u borbi protiv određenih

supstanci koje se povezuju sa razvojem raka. Igra ključnu ulogu u održanju nivoa šećera u krvi.

Pasulj, tamno zeleno lisnato povrće, orasi, jaja, semenke suncokreta, žitarice i krastavac su

veoma dobri izvori ovog mikroelementa. Nedostaci molibdena se izuzetno retko javljaju i ako se

jave može doći do razdražljivosti i nepravilnog rada srca. Simptomi viška su iritacija kože i

očiju, umor, glavobolja, bolovi u zglobovima i dr. (https://www.povrcevoce.com/molibden/).

Biljke molibden usvajaju u vidu jona MoO42-. Sadržaj Mo u suvoj materiji biljaka kreće

se od 0,1 do 0,5 µg/g. Prekomerno nakupljanje Mo u krmnim biljkama može veoma štetno da

utiče na zdravlje životinja, posebno ako je praćeno niskim sadržajem Cu. Listovi obično sadrže

više Mo nego stabla. Znaci nedostatka mogu se javiti na mlađim, ali i na potpuno razvijenim

srednjim listovima. Mo ulazi u sastav nitrat-reduktaze i katalizuje redukciju NO3- u NO2-

(https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-ISHRANA-Compatibility-

Mode).

Page 23: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

17

1.2.3. Toksični i elementi u tragovima i njihovo dejstvo na ljudski organizam i biljke

Živa (Hg). Živa nema nijedno blagotvorno dejstvo na ljudski metabolizam, a njen uticaj

na raspodelu i zadržavanje drugih teških metala je čini jednim od najopasnijih metala. Posebno

su osetljive ćelije nervnog sistema, zbog čega su i najčešće posledice oštećenja na nervnom

sistemu. Eliminacija iz organizma je veoma teška, može da traje godinama, čak i decenijama, jer

živa ima sposobnost bioakumulacije. Izbacuje se preko organa za disanje, urinarnog i sistema za

varenje (http://www.novosti.rs/vesti/zivot_+.304.html:574390-Ziva-ostecuje-sve-organe).

Sva jedinjenja žive su izuzetno toksična za biljke. Koncentracija pri kojoj se uočavaju

simptomi viška žive na biljkama znatno je iznad onih koji se u normalnim uslovima nalaze u

zemljištu. Smatra se da koren biljaka predstavlja prepreku većem nakupljanju žive u izdanku, i

njegova akumulacija je 20 puta veća nego u izdanku. Koncentracija žive u biljkama kreće se u

proseku od 10-200 ng/g suve materije. Živa narušava građu biomembrana i menja aktivnost

enzima, čime narušava razmenu materija i inhibira rast i razviće biljaka

(https://www.psss.rs/forum/20/31306-te%C5%A1ki-metali-u-zemlji%C5%A1tu-i-njihov-uticaj-

na-biljni-svet.html).

Olovo (Pb). Olovo je bilo jedan od najranije istraženih otrova koji deluju na nerve i

mozak. Poremećaji izazvani olovom su: pojačana depresija, apatija, razdražljivost, umor,

konfuznost i dr. (https://www.bastabalkana.com/2014/04/olovo-teski-metali-i-toksini-koji-

ostecuju-mozak-trovanje-olovom/).

Najveći zagađivači prirode olovom su motorna vozila. Nakupljanje olova u biljkama u

blizini autoputeva zavisi od udaljenosti biljaka od saobraćajnice, dužine trajanja vegetacije,

pravca i intenziteta vetra. Biljke olovo u neorganskom obliku slabo usvajaju i premeštaju u

nadzemne organe, izuzev na kiselim zemljištima. Organska jedinjenja olova, veoma se brzo

usvajaju i transportuju u nadzemne delove biljaka. Taloženje olova kod većine biljaka

intenzivnije je u korenu u odnosu na nadzemne delove. Olovo u većim koncentracijama inhibira

izduživanje korena i rast listova, inhibira proces fotosinteze i utiče na morfološko-anatomsku

građu biljaka (https://www.psss.rs/forum/20/31306-te%C5%A1ki-metali-u-zemlji%C5%A1tu-i-

njihov-uticaj-na-biljni-svet.html).

Kadmijum (Cd). Kadmijum je metal koji se nalazi u punjivim baterijama, slikarskim

bojama, elektronskoj opremi, nakitu, tekstilu, odeći i staroj plastici. Kao zagađivač može biti

prisutan i u prehrambenim proizvodima, duvanu, veštačkom đubrivu i gorivu. Kadmijum je

opasan po životnu sredinu i može da izazove osteoporozu, oštećenje bubrega i karcinom.

Najčešće se u ljudski organizam unosi preko hrane biljnog porekla, s obzirom da ga biljke lako

apsorbuju iz zemljišta. Ovaj metal u zemljište dospeva nakon emisije pri proizvodnji električne

energije ili pri radu toplana ali i pri neadekvatnom korišćenju određenih đubriva koja ga sadrže.

Page 24: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

18

Jednom kad dospe u organizam, taloži se u organima, tivima i

kostima(http://www.ipohem.gov.rs/supstance/kadmijum).

Kadmijum usvojen iz hranljive podloge uglavnom se zadržava u korenu. Udeo ovog

elementa u stablu i listovima biljaka je približno isti, ali manji od njegove koncentracije u

podzemnom delu biljke. Neke biljke (npr. detelina), imaju sposobnost da akumuliraju Cd

usvojen iz zemlje. U semenu žitarica, gajenih na jako kontaminiranim zemljištima, najčešće ne

prelazi 1 mg/kg suve materije. Ovaj element najčešće se apsorbuje u paradajzu, salati i spanaću.

Njegova koncentracija u njima može iznositi i do 160 mg/kg.Veće koncentracije kadmijuma u

biljkama inhibiraju metabolizam gvožđa, smanjuju intenzitet fotosinteze, inhibiraju disanje i

transport elektrona u procesu oksidativne fosforilacije(https://www.psss.rs/forum/20/31306-

te%C5%A1ki-metali-u-zemlji%C5%A1tu-i-njihov-uticaj-na-biljni-svet.html).

Bor (B). Bora ima svuda u ljudskom organizmu, ali najveće koncentracije su u kostima i

zubnoj gleđi. Utiče na metabolizam steroidnih hormona i najverovatnije igra ulogu u pretvaranju

vitamina D u aktivnu formu. Na taj način povećava resorpciju i ugradnju kalcijuma u kosti. Bor

takođe povećava nivo muških polnih hormona. Bor se veoma efikasno resorbuje, a urinom se

izbacuje. Izvori bogati borom su voće i povrće, soja i orah, ali nivo bora u ovim namirnicama pre

svega zavisi od zemljišta na kom rastu. Nedostatak bora u organizmu najverovatnije ima uticaj

na metabolizam kalcijuma i magnezijuma, a time utiče na sastav, strukturu i jačinu kostiju. To

dovodi do promena koje ukazuju na osteoporozu. Toksični efekti bora se javljaju ukoliko se

unosi više od 100 mg bora. Svetska zdravstvena organizacija je zabranila upotrebu bora (u obliku

borne kiseline) kao dodatka hrani i konzervansa (https://www.povrcevoce.com/bor/).

Koncentracija bora u biljkama veća je nego u zemljištu. U suvoj materiji, njegov sadržaj

se kreće od 2-70 mg/kg. Njegova koncentracija je naročito visoka u generativnim organima,

prašniku, plodu i žigu, u listovima i to posebno u rubnom delu lista. Bor se ubraja u elemente

koji su neophodni biljkama. Njegov nedostatak izaziva velike fiziološke i morfološke promene.

Toksično dejstvo bora ispoljava se ako je njegovo učešće u suvoj materiji biljaka veće od 100 do

1000 mg/kg (https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-ISHRANA-

Compatibility-Mode).

Kobalt (Co). Prosečno ljudsko telo sadrži manje od 1 mg kobalta, a najveće

koncentracije ovog minerala se nalaze u mišićima, kostima, jetri i bubrezima. Nalazi se u sastavu

vitamina B12 i to mu je i jedina uloga u ljudskom organizmu. U toj svojoj ulozi je potreban za

stvaranje crvenih krvnih zrnaca, održavanje zdravlja nerava i ćelija sluznice ždrela i želuca.

Izvori kobalta u hrani su meso, jetra, bubrezi, mleko, ostrige, dagnje, riba, školjke. Nema

poznatih nedostataka kobalta, ali nedostatak vitamina B12 dovodi do anemije. Višak kobaltau

organizmu dovodi do sledećih poremećaja: mučnine, srčanih smetnji, oštećenja bubrega, nerava i

dr.(https://www.povrcevoce.com/kobalt/).

Page 25: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

19

Kobalt je redovan sastojak biljnih ćelija. Ulazi u sastav vitamina B12, zbog čega je njegov

udeo u biljkama od velikog značaja za zdravlje ljudi i životinja. Ima značaj kod leguminoza za

simbiotsku fiksaciju azota (https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-

ISHRANA-Compatibility-Mode).

Silicijum (Si). U našem organizmu ima oko 4 mg silicijuma. Nalazi se u vezivnom tkivu

i hrskavici. Starenjem se smanjuje količina silicijuma u koži i arterijama što ima za posledicu

stvaranje aterosklerotičnih promena. Silicijum učestvuje u metaboličkim procesima, pomažući

njihov protok. Namirnice koje sadrže silicijum su cvekla, zeleno povrće, šargarepa, jabuke,

bundeva, bademi, sirov kikiriki i dr. Nedovoljan unos silicijuma dovodi do nepravilnog stvaranja

vezivnog tkiva i kostiju. Može doći i do pojave ateroskleroze i srčanih oboljenja

(http://www.mineravita.com/silicijum_poremecaji.php).

Koristan je element za mnoge trave, jer daje čvrstinu ćelijskom zidu tako da povećava

otpornost prema poleganju. Pored toga, štiti biljke od napada bolesti i štetočina

(http://www.zdravasrbija.com/Zemlja/Povrtarstvo/1219-Korisni-elementi-za-biljke.php).

Aluminijum (Al). Aluminijum nema nikakav biološki značaj, mada su neki ljudi

alergični na taj metal (http://www.varolex.com/o-aluminijumu/).

Stimulativno deluje na rast biljaka. U prisustvu Al smanjuje se dejstvo visoke doze bakra,

pa je u tom slučaju Al koristan. Inače se više razmatraju njegove toksične količine

(http://www.zdravasrbija.com/Zemlja/Povrtarstvo/1219-Korisni-elementi-za-biljke.php).

Nikl(Ni). Smatra se da u ljudskom organizmu ima oko 10 mg nikla. Biološka uloga nikla

se još ne zna u potpunosti. Iako je nikl uglavnom ravnomerno raspoređen u organizmu, nešto

veća količina se nalazi u okviru nukleinskih kiselina, posebno kod ribonukleinske kiselinei

smatra se da na neki način utiče na strukturu ili funkciju proteina koji su povezani sa

nukleinskim kiselinama. Nikl utiče na optimalan rast, zdravu kožu, strukturu kostiju. Uključen je

u metabolizam gvožđa (pošto utiče na apsorpciju gvožđa iz hrane) i igra ulogu u stvaranju

crvenih krvnih zrnaca. Neophodan je u metabolizmu šećera, masti, hormona i ćelijske

membrane. Najbogatije namirnice niklom su: orasi, lešnici, grašak, pasulj, čokolada, ječam,

heljda, kukuruz, banana i kruške. Kod čoveka nedostatak nikla još uvek nije dovoljno ispitan, a u

većim količinama smatra se kancerogenim, jer povećava rizik od tumora pluća, nosa i grla.

Takođe, javljaju se i respiratorni problemi u slučajevima kada je nikl unet vazduhom. Ti

problemi uključuju astmu i bronhitis (https://www.povrcevoce.com/nikl/).

Prosečan sadržaj nikla u biljkama iznosi od 0,1-5 mg/kg suve materije. Lišće obično ima

veći sadržaj nikla ali ima ga i u plodovima i semenu. Nikl nepovoljno utiče ne samo na

pokretljivost odnosno translokaciju gvožđa, već i na samo njegovo usvajanje

(https://www.psss.rs/forum/20/31306-te%C5%A1ki-metali-u-zemlji%C5%A1tu-i-njihov-uticaj-

na-biljni-svet.html).

Page 26: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

20

1.3. Optička emisiona spektrometrija sa induktivno kuplovanom plazmom

ICP-OES (eng. Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry)

spektrometrija je relativno nova metoda emisione spektrohemijske analize koja koristi ICP kao

izvor pobuđivanja u kombinaciji sa spektrometrima.

Zbog visoke temperature plazme, metoda može da se u principu koristi za određivanje

svih elemenata periodnog sistema, osim za argon. Takođe, upotrebom hidridne tehnike mogu se

odrediti niske koncentracije elemenata koji grade hidride (As, Bi, Ge, Sb, Se, Sn i Te). Međutim,

ona je donekle ograničena u praksi pošto određivanje nekih elemenata zahteva posebne uslove

(npr. radioaktivnih) ili posebnu optiku (kao što su Cl, Br, i F), ili se određuju sa manjom

osetljivošću nego pomoću drugih metoda (kao N ili Rb).

Najznačajnije prednosti ICP-spektrometrije nad drugim metodama emisione

spektrohemijske analize su:

➢ mogućnost izvođenja višelementne analize: za manje od dva minuta može da se

odredi 20-60 elemenata u probi, zavisno od tipa aparata;

➢ široka dinamička oblast: kao posledica malog efekta samoapsorpcije u posmatranoj

zoni plamena, analitička kriva je linearna u intervalu koncentracija od nekoliko

redova veličine;

➢ analiza uzoraka u obliku rastvora: prevođenje analita u rastvor znatno uprošćava

analizu, posebno heterogenog materijala, pošto se pri rastvaranju, svi elementi

prevode u rastvor;

➢ mala količina rastvora dovoljna za analizu, što podrazumeva i malu količinu

uzorka;

➢ relativno dugo vreme boravka čestica u plazmi: zadržavanje čestica u plazmi

nekoliko milisekundi i njena inertna atmosfera doprinose efikasnosti atomizacije i

pobuđivanja, a time i osetljivosti određivanja (Pavlović, Rašić-Mišić, 2016).

1.3.1. Izvor pobuđivanja

Idealni izvor pobuđivanja treba da obezbedi efikasno isparavanje, potpunu atomizaciju

pare uzorka i pobuđivanje atoma elemenata kako niskih, tako i visokih energija ekscitacije.

Da bi se izvor za ekscitaciju smatrao idealnim za primenu u optičkoj emisionoj

spektrometriji, mora da omogući sledeće optimalne uslove:

➢ potpuno isparavanje uzorka,

Page 27: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

21

➢ potpunu atomizaciju uzorka,

➢ pobuđivanje atoma elemenata prisutnih u uzorku,

➢ hemijski inertnu sredinu,

➢ odsustvo pozadinske emisije,

➢ stabilnost rada,

➢ reproduktivnost uslova atomizacije i pobuđivanja i

➢ jednostavnost rukovanja (Pavlović, Rašić-Mišić, 2016).

1.3.2. Induktivno-kuplovana plazma

Prema definiciji, plazma je jonizovan gas, koji se zbog jedinstvenih osobina smatra

posebnim agregatskim stanjem materije, uz čvrsto, tečno i gasovito stanje. To je bezelektrodna

argonska (ređe azotna) plazma koja radi na atmosferskom pritisku, a održava se induktivnim

sprezanjem sa radiofrekventnim elektromagnetnim poljem.

Plazmenik (Slika 11.) se sastoji od tri koncentrične kvarcne cevi kojima struji argon

brzine između 5 i 20 L/min. Prečnik najveće cevi je približno 2 – 5 cm. Kroz unutrašnju cev se

uzorak uvodi u vidu rastvora koji se prevodi u fini aerosol pomoću struje argona od približno 1

L/min. Aerosol dolazi do plazme kroz centralnu cev (eng. Torch centre tube) plazmenog

gorionika (eng.Torch) čime se plazma snabdeva uzorkom za analizu.

Argon za formiranje plazme uvodi se kroz srednju cev, dok se termička izolacija postiže

tangencijalnim uvođenjem struje argona kroz spoljašnju cev plazmenika. Ova struja hladi zidove

cevi, a takođe i stabilizuje i centrira plazmu. Oko spoljašnje kvarcne cevi obmotana su 3-4

navoja indukcionog kalema vezanog za radiofrekventni generator frekvencije 5-50 MHz i izlazne

snage 1-5 kW. Visokofrekventna struja koja protiče kroz indukcioni kalem stvara oscilatorno

magnetno polje koje indukuje elektrone u gasu koji protiče unutar kvarcne cevi. Oni se ubrzavaju

vremenski promenljivim električnim poljem, što dovodi do zagrevanja i dodatne jonizacije.

Page 28: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

22

Slika 11. Plazmenik sa različitim temperaturnim zonama

Uspostavljanje plazme vrši se kratkim uključivanjem Teslinog pražnjenja. Temperatura

plazme varira od 6000 do 10000 K i opada sa visinom iznad indukcionog kalema tako da se za

svako određivanje može odabrati pogodna visina na kojoj će se vršiti posmatranje (Pavlović,

Rašić-Mišić, 2016).

U plazmi mogu da se razlikuju 3 oblasti različitih spektralnih zona:

1. visoko temperatursko jezgro - u centralnom delu istog gde uzorak podleže efikasnom

isparavanju i atomizaciji;

2. analitička zona- nalazi se 1-3 cm iznad indukcionog kalema i tu se vrši pobuđivanje

većine elemenata i

3. niskotemperaturni deo - rep plazme gde se pobuđujuelementi sa niskim energijama

pobuđivanja (Velimirović, 2013).

1.3.3. Uvođenje analita u plazmu

Za raspršivanje rastvora koriste se uglavnom koncentrični pneumatski raspršivačisa

kapilarom unutrašnjeg prečnika oko 0 - 1 mm i protokom gasa od 10-20 dm3min-1,dok je protok

argona za raspršivanje u plazmu ~1 dm3min-1. Za efikasno raspršivanje rastvora, otvor kroz koji

protiče argon mora da bude vrlo uzan. Najčešće se koristi Majnhardov stakleni raspršivač, kod

koga je širina anularnog otvora kroz koji protiče argon 10-35 µm a unutrašnji prečnik kapilare

oko 0.2 mm (Slika 12.). Zbog ovako malog unutrašnjeg prečnika, kapilara Majnhardovog tipa

nije pogodna za koncentrovane rastvore jer je povećana mogućnost za zapušivanje ovog

raspršivača. U ređim slučajevima, umesto standardnih pneumatskih raspršivača koriste se

Page 29: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

23

ultrasonični raspršivači ili raspršivači sa peristaltičkim pumpanjem rastvora Babington

(R.S.Babington) tipa (Slika 13.). Kod prvih, rastvor se uvodi kontinualno u komoru direktno na

površinu piezoelektričnog kristala koji vibrira sa frekvencijom ultrazvučnih talasa (20 kHz – 5

MHz) gde se raspršuje. Aerosol se strujom argona uvodi u kanal plazme velikom brzinom (oko

20 puta većom nego primenom pneumatskih raspršivača). Na taj način u plazmu dospeva

relativno velika količina rastvora koji je hladi. Veličina kapi zavisi od frekvencije vibracije,

površinskog napona i viskoznosti rastvora, a ne zavisi od brzine protoka argona (Antić-

Jovanović, 1997).

Slika 12. Šema Majnhardovog raspršivača

Slika 13. Šema Babington raspršivača

Osnovni nedostatak svih pneumatskih raspršivača jeste polidisperznost, tj. stvaranje

kapljica različitih prečnika. Zbog toga se kod ovog raspršivača koristi još jedan dodatni deo, a to

je komora za raspršivanje u kojoj se čestice razvrstavaju po dimenzijama (Slika 14.). U komoru

za raspršivanje se ubada raspršivač a iz raspršivača izlazi rastvor analita koji se raspršuje pod

dejstvom gasa za raspršivanje koji takođe izlazi iz raspršivača. Pri tome se dobijaju kapljice

različitih dimenzija gde manje kapljice bivaju uvučene u plazmu, dok kapljice većih dimenzija,

na koje gravitacija deluje jače, padaju na dno raspršivača odakle se preko odvodnog sistema

Page 30: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

24

odvode kao otpad. U plazmu, u idealnom slučaju, se uvode samo čestice prečnika reda veličine

10 𝜇m, ali kako je zastupljenost čestica sa ovim prečnikom jako mala (oko 2%), onda se u

plazmu ubacaju i čestice većih dimenzija.

Slika 14. Komore za raspršivanje: a) staklena (borsilikatna), b) teflonska (HF otporna)

1.3.4. Posmatranje plazme

Zračenje koje se emituje iz plazme je usmereno na ulazni otvor spektrometra sistemom

konveksnih sočiva. Moguća su dva načina posmatranja plazme (Slika 15.). Jedan je “lateralni ili

radijalni” gde se zračenje plazme posmatra ortogonalno kroz centralni kanal ICP-a. Drugi je tzv.

“aksijalni”, kod koga se posmatranje zračenja plazme poklapa sa centralnim kanalom ICP-a.

Slika 15. Radijalno i aksijalno posmatranje plazme

Page 31: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

25

Aksijalni način posmatranja plazme omogućava duži put posmatranja atoma i jona u

centralnom kanalu i smanjen je uticaj okruženja argonske plazme. Takođe, odnos signal/šum je

bolji, što vodi ka nižim granicama detekcije.

Kod radijalnog načina posmatranja plazme optika instrumenta se može lako zaštititi od

pregrevanja, pa tako delovi razgrađenog uzorka koji mogu da dospeju do ulaznog razreza i

optike neće izazvati ozbiljnije probleme pri izvođenju analize.

Moderni ICP-OES spektrometri su tako programirani da mogu da koriste obe vrste

gledanja plazme, i radijalnu i aksijalnu, u zavisnosti od vrste uzorka koji se ispituje i analita koji

se određuje. Kada je za neke analize potrebna manja osetljivost kao npr. za veće koncentracije

elemenata, primenjuje se radijalna plazma. U slučaju određivanja nižih koncentracija, naročito

prelaznih metala, koristi se osetljivija aksijalna plazma (Pavlović, Rašić-Mišić, 2016).

1.3.5. Smetnje u ICP spektrometriji

Interferencioni efekti mogu poticati od:

➢ interferencije raspršivača;

➢ hemijskih interferencija;

➢ jonizacionih interferencija i

➢ spektralnih interferencija.

Udeo svake od navedenih interferencija zavisi od izvora plazme i spektrometara koji se

koristi u jednom instrumentu. Među gore navedenima interferencionim efektima koji se mogu

javiti, spektralne interferencije predstavljaju najveću smetnju prilikom jedne ICP-OES analize.

Interferencije raspršivača

Ove vrste interferencija se javljaju u slučaju kada količina raspršenog uzorka varira u toku

vremena. Nejednako raspršivanje može biti posledica različitih fizičko-hemijskih osobina

rastvora odnosno rastvarača (viskoznost, površinski napon, gustina itd.). Ove interferencije se

mogu takođe javiti i kod visoko koncentrovanih rastvora.

Hemijske interferencije

Usled vrlo visoke temperature gasa, znatnog rezidualnog vremena i inertne atmosfere

plazme, hemijske interferencije prouzrokovane formiranjem termalno stabilnih jedinjenja ili

radikala se ne javljaju kod ICP-a. Niža RF snaga može dovesti do pojave ovih interferencija, ali

Page 32: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

26

sa porastom snage plazme i manjom brzinom protoka nosećeg gasa (tj. pod robusnim uslovima

plazme), hemijske interferencije i efekti matriksa se smanjuju.

Jonizacione interferencije

Kod ICP – a ove vrste interferencija ne predstavljaju značajan problem zbog velike gustine

elektrona kod ovog izvora zbog čega mogu biti jonizovani i elementi visokih energija jonizacije.

Međutim, lako jonizujući elementi, kao što su alkalni i zemnoalkalni metali, mogu dati pojačani

intenzitet emisionih linija.

Spektralne interferencije

Spektralne interferencije se javljaju kod svakog emisionog izvora. Ove vrste interferencija

su najznačajnija vrsta ometanja kod ICP analiza, zato što emisione linije za koje se očekuje da

budu slabe ili nevidljive kod ostalih izvora kao što su plamen, električni luk, varnica, ovde bivaju

jako intenzivne. Spektralne interferencije potiču od samog spektra argona i od emisionih linija

atomskih i molekulskih vrsta prisutnih u plazmi. Četiri osnovne grupe spektralnih interferencija

se javljaju zbog preklapanja linija analita sa:

a) linijom prisutnog drugog elementa bliske talasne dužine;

b) krilom proširene susedne linije;

c) kontinualnim zračenjem neke komponente osnove i

d) rasutim zračenjem u aparatu.

a) Ova vrsta spektralnih interferencija nastaje kada spektrometar nije u stanju da odvoji

liniju analita od linije koja potiče od nekog elementa u matriksu. Malo se šta može učiniti da bi

se ova vrsta interferencije izbegla na odabranoj talasnoj dužini. Jedino rešenje za ovaj problem je

da se izvrši odvajanje analita iz interferencionog matriksa odgovarajućom metodom, kao što je

ekstrakcija, jonska izmena itd. Sa instrumentima koji nude izbor velikog broja talasnih dužina

analita, ovaj problem se može izbeći tako što se jednostavno pređe na drugu talasnu dužinu na

kojoj se interferenecija ne javlja.

b) Intenzivna, široka linija nekog elementa matriksa u blizini linije analita može dovesti do

spektralnih interferencija preklapanjem sa linijom analita. Ova vrsta interferencija se može izbeći

odabirom druge linije analita na kojoj nema interferencije, korekcijom pozadine ili

odgovarajućom metodom odvajanja.

c) Izvor plazme emituje kontinualni spektar zračenja i to je posledica uglavnom radijativne

rekombinacije elektrona, uglavnom sa jonima argona a manje sa elementima matriksa. Povećanje

RF snage ICP-a dovodi do porasta elektronske gustine što pojačava pozadinsku emisiju.

Kontinualni spektar koji potiče od neke komponente matriksa takođe može da interferira

Page 33: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

27

određivanje analita na odabranoj talasnoj dužini. Ova vrsta ometanja može se izbeći promenom

linije analita, korekcijom pozadine ili nekom metodom odvajanja.

d) Elementi matriksa koji su prisutni u visokim koncentracijama emituju intenzivno

zračenje. Karakteristike optičkog sistema instrumenta mogu biti uzrok pojave da to intenzivno

zračenje dovede do zasićenja detektora što povećava pozadinu a samim tim i šum prilikom

merenja. Ovaj efekat se može smanjiti upotrebom visoko kvalitetnih optičkih komponenata

(Pavlović, Rašić-Mišić, 2016).

1.4. Načini pripreme uzoraka

Određivanju sadržaja makro i mikroelemenata u različitim uzorcima prethodi

mineralizacija uzoraka. Dve tehnike koje se najduže i još uvek najčešće primenjuju, baziraju se

na suvom spaljivanju na definisanoj temperaturi, i na vlažnoj digestiji sa mineralnim kiselinama

u otvorenim i zatvorenim sistemima.

1.4.1. Suva mineralizacija

Primenjuje se za uzorke koji sadrže veliku količinu organske materije i analiziraju se na

nevolatilne komponente. Najčešće su to uzorci hrane (nutritivni elementi u hrani), biljni

materijali, biološki materijali i dr. Metoda podrazumeva spaljivanje uzorka na temperaturama od

450-500ºC. Spaljivanje se najčešće izvodi u posudama od platine, u nekim slučajevima se može

koristiti i grafit. Veličina uzorka se kreće od nekoliko do 100 g. Neke od prednosti ove tehnike

su: mogućnost spaljivanja velike količine uzorka, mala potreba za reagensima, tehnika je

relativno bezbedna i dr. Nedostaci su: gubici usled zaostajanja na zidovima suda, gubici usled

volatilizacije, kontaminacija od suda za spaljivanje i od peći za žarenje, teškoće pri rastvaranju

određenih metalnih oksida i formiranje toksičnih gasova u prostoru sa malom ventilacijom

(Maletić, 2008).

1.4.2. Mokra mineralizacija

Mokra digestija uzoraka je metod za prevođenje komponenata iz kompleksnog matriksa u

jednostavne hemijske forme. Digestija se izvodi dovođenjem energije kao što je toplota,

primenom hemijskih reagenasa kao što su kiseline ili kombinacijom ovih dveju metoda. Priroda

reagensa koji se koristi zavisi od matriksa uzorka. Za digestiju se najčešće koriste kobinacije

oksidujućih agenasa (HNO3, topla HClO4, topla H2SO4) i ne-oksidujućih kiselina (HCl, HF,

H3PO4, razblažena H2SO4, razblažena HClO4). Prednost mokre digestije je što je efikasna i za

Page 34: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

28

neorganske i za organske materijale. Često dolazi do potpunog razaranja matriksa uzorka, što

pomaže u redukovanju ili eliminisanju nekih vrsta interferencija. Najčešće primenjivani

materijali su: bor-silikatno staklo (<800ºC), kvarc (<1200ºC), grafit (<500ºC),

politetrafluoroetilen (PTFE) (<250ºC) i dr. (Maletić, 2008).

1.4.3. Mikrotalasna digestija

Mikrotalasna digestija ili mikrotalasno-potpomognuta hemija, MEC (eng. microwave-

enhancedchemistry) je savremeni postupak mineralizacije uzoraka. Ona koristi mikrotalasnu

energiju za zagrevanje rastvarača, koji u kontaktu sa uzorkom prevodi uzorak u rastvor.

Efikasnost razgradnje uzoraka može biti poboljšana dodavanjem različitih reagenasa tokom

procesa. Korišćenje fokusiranih mikrotalasnih pećnica omogućava razgradnju velikih količina

uzoraka bez opasnosti. Efikasnost digestije može biti poboljšana dodavanjem H2SO4, kako bi se

dostigle temperature do 250ºC. Mikrotalasne tehnike široko su primenjive i postale su postupak

za razgradnju različitih uzoraka, kao što su hrana, silikatne stene, pepela, tla i sedimenta.

Upotrebom mikrotalasne digestije vreme analize se znatno skraćuje, i do 20-60 puta je kraće

nego kod prethodno pomenutih metoda. Njome se smanjuje kontaminacija, koristi se manje

reagensa i uzorka i smanjen je gubitak isparljivih elemenata. Daje mogućnost kontrole procesa i

ponovljive rezultate (Dizdar, 2012).

1.5. Statistička obrada podataka

1.5.1. Korelaciona analiza

Korelaciona analiza pokazuje stepen zavisnosti između promenjivih, odnosno u kojoj meri

postoji kvantitativno slaganje (korelaciona veza) između promenljivih. Pod uslovom da veza

postoji može doći do izračunavanja jedne promenjive na osnovu druge. Stepen zavisnosti između

promenjivih određuje veličina odstupanja podataka oko regresione linije i izražava se

korelacionim koeficijentom (r).

Ako postoji apsolutno slaganje između svih podataka, odnosno ako svi leže na regresionoj

liniji, vrednost koeficijentaje jednaka jedinici. Suprotno tome, ako nema slaganja između

promenljivih, vrednost koeficijenta je 0. Vrednost koeficijenta može biti pozitivna i negativna i

kreće se u intervalu -1 do +1. Ako ima pozitivne vrednosti, korelacija između pojava je direktna

ili pozitivna (obe pojave pokazuju istosmerne varijacije) i obrnuto, ako je koeficijent negativan,

veza je inverzna ili negativna (kada jedna pojava raste, druga opada i obrnuto). Savršena

korelacija, koja iznosi -1 ili +1, znači da se vrednost jedne promenjive može izračunati na

osnovu druge (kada se zna vrednost druge). Postoji veliki broj različitih tipova koeficijenata

Page 35: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

29

korelacije i izbor zavisi od nivoa merenja varijabli (primenjenih mernih skala). Najčešće su u

upotrebi:

- Pearson-ov koeficijent proste linearne korelacije (Pearson product moment correlation

coefficient) r primenjiv za promenljive izražene na intervalnoj ili skali odnosa i

- Spearman-ov koeficijent korelacije ranga (Spearman rank order correlation coefficient)

rrho primenjiv na rangirane podatke i naročito se koristi kada podaci ne zadovoljavaju

kriterijume za Pearson-ovu korelaciju.

Dakle, vrednost r ukazuje na veličinu korelacije, pa na osnovu toga postoji sledeća smernica za

utvrđivanje iste :

- r od 0,0 do 0,29 - mala korelacija

- r od 0,3 do 0,49 - srednja korelacija

- r od 0,5 do 1,0 - velika korelacija (Manasijević, 2011; Pallant, 2009).

1.5.2. Hijerarhijska analiza

Hijerarhijska ili tzv. klaster analiza vrši grupisanje jedinica posmatranja u grupe ili klase

tako da se slične jedinice nađu u istoj klasi tj. klasteru. Grupisanje se vrši na osnovu vrednosti

obeležja po svim varijablama, za svaku jedinicu posmatranja posebno. Klaster analiza se može

dobro iskoristiti i za redukciju podataka. Pored toga, ako klaster analiza pokaže neko

neočekivano grupisanje jedinica posmatranja, onda postoji verovatnoća da su pronađene

određene relacije između jedinica posmatranja koje do tada nisu bile poznate i koje treba ispitati.

Koriste se različite metode i tzv. mere udaljenosti (Manasijević, 2011).

Page 36: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

30

2. Eksperimentalni deo

Page 37: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

31

2.1. Aparati i pribor

1. ICP-Optički emisioni spektrometar serije iCAP 6000, Thermo scientific, Kembridž, Velika

Britanija

2. Analitička vaga-Shimadzu AX20, Kyoto, Japan

3. Dejonizator-TKA MicroMed (Wasseraufbereitungssysteme GmbH, Nemačka)

4. Automatske varijabilne pipete

5. Erlenmajeri od 100 ml sa širokim grlom

6. Normalni sudovi od 50 ml

7. Kvalitativni levak

8. Kvalitativni filter papir

9. Sahatna stakla

10. Rešo

2.2. Reagensi

1. Standardi korišćeni za kalibracione prave:

➢ multielementni standardni rastvor IV za ICP, TraceCERT, Fluka Analytical, Švajcarska

(Al, As, Ba, Be, B, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Pb, Mn, Ni, Se, Tl, V, Zn)

➢ multielementni standardni rastvor III za ICP, TraceCERT, Fluka Analytical, Švajcarska

(Ca, K, Mg, Na)

➢ standard Si, TraceCERT, Fluka Analytical, Švajcarska

➢ standard P, TraceCERT, Fluka Analytical, Švajcarska

➢ standard Hg, TraceCERT, Fluka Analytical, Švajcarska

2. conc. HNO3 p.a. (Merck, Nemačka)

3. Argon 5,0 (čistoće 99,999%)

4. HCl tehnička (1:1)

5. Dejonizovana voda (µ=0,05 µS/cm)

Page 38: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

32

2.3. Karakteristike ICP spektrometra serije iCAP 6000

1. Optički sistem:

➢ Ešelna rešetka; sferna ogledala za odličnu optičku rezoluciju

➢ Sistem je konstantno u atmosferi argona ili azota

➢ Opseg talasne dužine od 166,250 nm (što omogućava određivanje Al na 167,120 nm što

je i njegova najosetljivija linija) do 847,000 nm (što omogućava određivanje K na

766,490 nm i Na na 818,326 nm)

2. Detektor:

➢ CID detektor sa obezbeđenim hlađenjem kamere na – 45°C

3. Posmatranje plazme:

➢ Aksijalno za primene koje zahtevaju niže LOD-ove ili radijalno u cilju minimiziranja

efekta matriksa

4. Izvor plazme:

➢ Induktivno kuplovana plazma obezbeđena upotrebom RF generatora sa iskorišćenjem

snage >78%; frekvencije 27,12 MHz

5. Unošenje uzorka

➢ Stakleni koncentrični nebulajzer kao standardna oprema; opciono: ultrasonični HF

otporan; sa V-urezom

➢ Staklena komora za raspršivanje kao standardna oprema; opciono: staklena sa

pregradama; HF otporna

6. Pumpa

➢ Brzina pumpe u opsegu od 0-125 rpm. Stand by mode sprečava oštećenje pumpe kada se

plazma ugasi

7. Plazmeni plamenik

➢ Kvarcne cevi različitog prečnika; HF otporne

8. Kontrola gasa za raspršivanje

➢ Protok gasa za raspršivanje reguliše se ručno u intervalu od 0 do 0,4 MPa

9. Operativni sistem

Page 39: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

33

➢ Microsoft WindowsTM 2000 ili XP

10. Softver

➢ iTEVA operativni softver za seriju iCAP 6000 omogućuje kontrolu svih funkcija

instrumenata (Velimirović, 2013).

2.4. Uzorci i priprema uzoraka za analizu

Za potrebe ovog istraživanja korišćeno je seme suncokreta, lana, susama, bundeve, maka

i korijandera kao i listovi mirođije, bosiljka, origana i ruzmarina, koje je kupljeno u lokalnoj

prodavnici zdrave hrane.

2.4.1. Postupak pripreme uzoraka za analizu

Uzorci su prvo fino samleveni a zatim je odmeravano po 2 g od svake vrste (sa

preciznošću na četiri decimale) u erlenmajere sa širokim grlom od 100 ml. U svaki od njih je

dodavano po 30 ml konc. HNO3 p.a. i ostavljeno da stoji 24h. Uzorci su zatim uparavani na malu

zapreminu i ohlađeni. Nakon toga su filtrirani u normalne sudove od 50 ml, dopunjavani

dejonizovanom vodom do crte i čuvani u PVC bočicama do kvantitativnog određivanja.

2.5. Operativni uslovi za instrument iCAP 6000 ICP-OES

1. RF snaga generatora – 1150 W;

2. Brzina pumpe za ispiranje – 100 rpm;

3. Brzina pumpe za analizu – 50 rpm;

4. Protok gasa za raspršivanje – 0,7 L/min;

5. Protok gasa za hlađenje – 12 L/min;

6. Protok pomoćnog gasa – 0,5 L/min;

7. Pravac posmatranja plazme – aksijalni;

8. Vreme ispiranja – 30 s.

Page 40: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

34

2.6. Statistička obrada rezultata

Statistička obrada rezultata: Pirson-ova (Pearson) korelaciona analiza i hijerarhijska

klaster analiza (Hierarchical Cluster Analysis-HCA) primenom Ward-ove metode (Ward's

method) uz kvadrat Euklidijanovog rastojanja (Squared Euclidean Distance) kao mere

udaljenosti urađena je primenom statističkog paketa IBM SPSS 20, USA (Miller i Miller,2005).

Page 41: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

35

3. Rezultati i diskusija

Page 42: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

36

3.1. Kvantitativno određivanje sadržaja elemenata u ispitivanim uzorcima

Pri optimalnim parametrima instrumenta datim u Eksperimentalnom delu, a koji su

preporučljivi za tipove uzoraka koji su rađeni u ovom radu (razblaženi vodeni rastvori, kisela

sredina), za svaki odabrani element za određivanje formirana je metoda kvantitativnog

određivanja odabirom više talasnih dužina. U cilju konstruisanja kalibracione prave koja daje

zavisnost relativnog intenziteta emisionog signala na odabranoj talasnoj dužini u funkciji od

koncentracije analita, snimana je dejonizovana vodai dva standarda različitih koncentracija

dobijena razblaživanjem osnovnih, referentnih standarda. Koncentracije ispitivanih elemenata u

nižem standardu se kreću od 0,2-2 ppm a u višem standardu od 0,5-5 ppm, u zavisnosti od

koncentracije elementa u osnovnom standardu. Za svako merenje rađene su po tri probe. Izbor

najbolje, pa samim tim i radne talasne dužine vršen je na osnovu relativnog intenziteta signala

kao mere osetljivosti te analitičke linije, grešaka na odzivu standarda, korelacionog koeficijenta r

kalibracione prave kao i na osnovu veličine interferiranja prisutnih elemenata matriksa u

ovakvim, realnim uzorcima. U cilju dobijanja najvećeg odnosa signal/pozadina ("signal to

background ratio") vršena je, po potrebi, manuelna korekcija pozadine.

Tabela 1.Karakteristike metoda kvantitativnog određivanja ispitivanih elemenata

Element λ(nm) LOD,ppm LOQ,ppm R

Al 396,152 0,001234 0,004114 0,999625

B 249,773 0,000982 0,003274 0,998998

Ba 493,409 0,000061 0,000202 1

Ca 422,673 0,000333 0,001111 0,999927

Cd 228,802 0,000137 0,000456 0,999476

Co 228,616 0,000266 0,000888 0,999453

Cr 267,716 0,000561 0,001871 0,998638

Cu 324,754 0,000426 0,001418 0,999359

Fe 259,940 0,000547 0,001822 0,998834

Hg 184,950 0,000982 0,003272 0,999644

K 769,896 0,001143 0,003811 0,994010

Mg 285,213 0,000127 0,000425 0,999967

Mn 257,610 0,000082 0,000273 0,998823

Na 589,592 0,000009 0,000031 1

Ni 231,604 0,000422 0,001408 0,999049

P 213,158 0,004049 0,013497 0,999962

Pb 220,353 0,001858 0,006195 0,999684

Si 288,158 0,001897 0,006323 0,999999

Zn 213,856 0,000097 0,000323 0,998704

U tabeli 1. su prikazane odabrane talasne dužine ispitivanih elemenata (λ), granice

detekcije (LOD), granice kvantifikacije (LOQ) i koeficijenti korelacije (r). Na osnovu podataka u

Page 43: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

37

tabeli vidi se da je najosetljivija analitička linija za Na (LOD = 0,000009 ppm), a najmanje

osetljiva za P (LOD = 0,004049 ppm). Sve odabrane linije su sa visokim koeficijentom

korelacije r.

U tabelama od 2. do 5. su prikazane srednje vrednosti koncentracija ispitivanih elemenata

(mg/kg) kao i pripadajuće standardne devijacije. Ispitivani elementi su po tabelama podeljeni

prema preporuci Svetske zdravstvene organizacije (WHO, Geneva, 1996) na: esencijalne

makroelemente, esencijalne i verovatno esencijalne mikroelemente i na toksične i potencijalno

toksične elemente.

Tabela 2. Srednje vrednosti sadržaja±standardne devijacije (mg/kg) ispitivanih

esencijalnih makroelemenata u ispitivanim uzorcima

Na osnovu rezultata u tabeli 2. može se zaključiti da u analiziranim uzorcima od

makroelemenata najviše ima P, i to od 1380 mg/kg u origanu do čak 13990 mg/kg u semenu

golice a najmanje Na od 37,6 mg/kg u semenu suncokreta do 269 mg/kg u mirođiji. Ispitivani

uzorci se najmanje razlikuju po sadržaju K koji se kreće od 3340 mg/kg u semenu golice do 6150

mg/kg u origanu i po sadržaju Mg od 1070 mg/kg u origanu do 1975 mg/kg u semenu

golice.Varijacije u sadržaju kalcijuma su najizraženije: najviše Ca ima u bosiljku(9240 mg/kg) a

najmanje u susamu (529 mg/kg).

Najveća količina ukupnih makroelemenata nađena je u bosiljku, i to 20572,3 mg/kg, dok

najmanju količinu ima mirođija, 11849 mg/kg. Rezultati ovog istraživanja ukazuju na prisustvo

relativno visokog sadržaja makroelemenata u ispitivanim industrijskim biljkama. To ukazuje na

povećane potrebe biljaka za ovim elementima i samim tim na njihov značaj za biljni organizam.

Uzorak Ca Na K Mg P

Suncokret 992±2 37,6±0,6 5160±60 1550±20 9400±50

Lan 1230±20 53,3±0,2 5730±10 1510±20 7600±80

Susam 529±2 46,4±0,3 3435±8 1590±20 9280±40

Golica 660±30 40,4±0,6 3340±10 1975±9 13990±30

Mak 700±10 41,6±0,5 4600±20 1520±20 9640±50

Mirođija 830±20 269±3 5800±30 1460±20 3490±20

Bosiljak 9240±40 102,3±0,1 5850±30 1900±30 3480±20

Ruzmarin 7600±60 51,6±0,9 6020±10 1530±20 1450±30

Origano 6410±80 39,6±0,9 6150±20 1070±30 1380±40

Korijander 686±5 53,7±0,4 5900±10 1640±30 9680±60

Page 44: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

38

Imai i saradnici, naučnici sa univerziteta u Tokiju, odredili su sadržaj fosfora (6930

mg/kg) u semenu golice primenom ICP-AES/MS. Razlika u sadržaju u odnosu na istraživanje u

ovom radu verovatno potiče od vrste same golice, sastava zemljišta na kojem je gajena,

klimatskih uslova i sl. (Imai i sar.,2012).

M. Musa Özcan, istraživač iz Turske, određivao je sadržaj makroelemenata u susamu,

maku, lanu i suncokretu primenom ICP-AES. Sadržaj Ca u susamu, maku i lanu (723,57 mg/kg;

13195,67 mg/kg i 1693,18 mg/kg) je nešto veći nego u ovom istraživanju, dok je sadržaj Ca u

suncokretu (464,84 mg/kg) duplo manji. Sadržaj Na u susamu, maku, lanu i suncokretu (1138,8

mg/kg; 844,6 mg/kg; 1031,6 mg/kg i 1026,7 mg/kg) je znatno veći nego u ovom radu. I sadržaj

K u istim uzorcima (4295,7 mg/kg; 6468,8 mg/kg; 8445,7 mg/kg i 8753,8 mg/kg) je veći.

Takođe, sadržaj Mg u istim uzorcima (2191,4 mg/kg; 2343,5 mg/kg; 2318,8 mg/kg i 2251,3

mg/kg) je veći nego u ovom istraživanju. Sadržaj P u susamu, maku i lanu (8308,9 mg/kg;

7845,0 mg/kg i 6651,6 mg/kg) je nešto manji nego u ovom istraživanju, dok je sadržaj P u

suncokretu (9607,9 mg/kg) nešto veći.Ovakvi rezultati potvrđuju prethodnu konstataciju da na

sadržaj makroelemenata utiču prethodno pomenuti faktori (Özcan,2006).

Tabela 3.Srednje vrednosti sadržaja ± standardne devijacije (mg/kg) ispitivanih

esencijalnih mikroelemenata u ispitivanim uzorcima

Uzorak Zn Cu Cr Fe B

Suncokret 52,9±0,1 19,2±0,4 0,285±0,003 43,6±0,4 9,5±0,2

Lan 39,1±0,3 11,9±0,3 0,235±0,008 35±2 9,2±0,2

Susam 57,6±0,4 16,8±0,3 0,26±0,02 58±2 8,7±0,2

Golica 80,3±0,2 12,8±0,2 0,393±0,008 88±2 7,47±0,07

Mak 45,8±0,9 17,0±0,2 0,34±0,01 66,9±0,5 17,1±0,2

Mirođija 23,0±0,1 6,77±0,01 0,41±0,02 178±3 16,04±0,03

Bosiljak 32,3±0,1 14,06±0,09 0,913±0,008 400±2 20,99±0,05

Ruzmarin 24,8±0,4 8,0±0,2 4,9±0,2 701±15 16,2±0,4

Origano 17,1±0,4 41,4±0,9 1,86±0,07 614±21 16,2±0,5

Korijander 31,9±0,2 9,07±0,04 0,30±0,02 22,9±0,1 11,84±0,08

Kao što se može videti iz tabele 3., od esencijalnih mikroelemenata u ispitivanim

uzorcima, u najvećoj koncentraciji nalazi se gvožđe, u rasponu od 22,9 mg/kg u semenu

korijandera do 701 mg/kg u ruzmarinu. Dozvoljeni nivo (PL-permissible limit) sadržaja gvožđa u

ovakvim uzorcima, prema preporuci Svetske zdravstvene organizacije (WHO, Geneva, 1984) je

300 mg/kg. Dakle, u ovom istraživanju, koncentracija gvožđa u bosiljku, ruzmarinu i origanu

prelazi ovu vrednost, dok je u ostalim uzorcima koncentracija gvožđa ispod ove vrednosti.

Dozvoljeni nivo sadržaja za cink, (WHO, Geneva, 2006) je 50 mg/kg i u ovom istraživanju tu

Page 45: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

39

granicu prelazi suncokret, susam i golica, dok je koncentracija cinka u ostalim uzorcima ispod

preporučene granice koncentracije.

U najmanjoj koncentraciji pronađen je Cr, sa intervalom koncentracija od 0,235 mg/kg u

semenu lana do 4,9 mg/kg u ruzmarinu.

Najveća količina ukupnih esencijalnih mikroelemenata nađena je u ruzmarinu, i to 754,93

mg/kg a najmanja u korijanderu, 76,008 mg/kg.

Muchemi i saradnici, istraživači iz Kenije, određivali su sadržaj cinka i hroma u semenu

bundeve, korijandera, suncokreta i ruzmarina. Sadržaj Zn u korijanderu (34,5 mg/kg) je

približan rezultatima ovog istraživanja, dok je u suncokretu, bundevi i ruzmarinu (36,8 mg/kg;

53,54 mg/kg i 10,9 mg/kg), sadržaj nešto niži. Sadržaj Cr koji su našli u ruzmarinu je u skladu sa

ovim istraživanjem (4,3 mg/kg), dok je u suncokretu, bundevi i korijanderu (5,0 mg/kg; 5,26

mg/kg i 13,0 mg/kg), sadržaj dosta veći (Muchemi i sar., 2015).

Dghaim i saradnici, istraživači iz Dubaija, su pored olova i kadmijuma određivali i

sadržaj bakra, gvožđa i cinka u bosiljku i origanu, koristeći AAS. Rezultati za Cu su u okviru

opsega koncentracija istraživača iz Dubaija (bosiljak: 1,44-18,87 mg/kg; origano: 3,99-41,64

mg/kg), kao i za Zn (bosiljak: 15,22-112,19 mg/kg; origano: 13,33-37,28 mg/kg) dok je sadržaj

Fe (bosiljak: 185,73-1102 mg/kg; origano: 155,74-420,52 mg/kg), u ovom istraživanju nešto veći

(Dghaimi sar., 2015).

M. Musa Özcan, određivao je i esencijalne mikroelemente u susamu, maku, lanu i

suncokretu. Sadržaj Zn u susamu, lanu i suncokretu (28,16 mg/kg; 26,58 mg/kg i 36,54 mg/kg) je

manji dok je u maku (58,09 mg/kg) nešto veći nego u ovom istraživanju. Sadržaj Cu je u istim

uzorcima manji (11,58 mg/kg; 14,94 mg/kg; 8,23 mg/kg i 18,11 mg/kg). Sadržaj Cr u ovim

uzorcima (3,82 mg/kg; 1,42 mg/kg; 1,57 mg/ kg i 2,17 mg/kg) je nešto veći nego u ovom

istraživanju. I sadržaj Fe je u istim uzorcima nešto veći (64,48 mg/kg; 75,90 mg/kg, 83,49 mg/kg

i 49,66 mg/kg). Sadržaj B u maku i suncokretu (13,51 mg/kg i 7,33 mg/kg) je malo niži dok je u

susamu i lanu za nijansu veći (11,22 mg/kg i 10,96 mg/kg) (Özcan,2006).

Page 46: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

40

Tabela 4. Srednje vrednosti sadržaja± standardne devijacije (mg/kg) ispitivanih verovatno

esencijalnih mikroelemenata u ispitivanim uzorcima

Uzorak Ba Co Mn Ni Si

Suncokret n.d. 0,085±0,003 23,3±0,2 9,84±0,03 7,5±0,2

Lan n.d. 0,485±0,003 30,1±0,5 1,310±0,003 13,1±0,2

Susam n.d. 0,138±0,003 13,7±0,3 0,975±0,008 6,26±0,09

Golica n.d. 0,100±0,003 38,5±0,3 1,12±0,02 10,9±0,2

Mak n.d. 0,060±0,001 55,5±0,4 0,66±0,02 14,1±0,2

Mirođija 0,38±0,02 0,098±0,003 42,7±0,4 0,772±0,005 49,7±0,3

Bosiljak 12,4±0,2 0,488±0,005 49,4±0,2 1,11±0,02 19,1±0,2

Ruzmarin 11,6±0,5 0,72±0,02 39,2±0,8 7,9±0,2 10,0±0,2

Origano 10,8±0,5 0,54±0,02 44±2 3,7±0,2 54±2

Korijander 0,35±0,04 0,105±0,005 21,9±0,2 0,74±0,02 14,8±0,2

*n.d.- nije detektovan

Iz tabele 4. se može videti da barijum u suncokretu, lanu, susamu, golici i maku nije

detektovan. U najvećoj količini pronađen je mangan, sa intervalom koncentracija od 13,7 mg/kg

u semenu susama do 55,5 mg/kg u semenu maka. U ispitivanim uzorcima, u najmanjoj količini

nalazi se kobalt, sa intervalom koncentracija od 0,060 mg/kg u semenu maka do 0,72 mg/kg u

ruzmarinu.

M. Musa Özcan je određivao sadržaj mangana i nikla u semenu susama, maka, lana i

suncokreta, koristeći ICP-AES metodu. Sadržaj Mn u maku (58,58 mg/kg) je približan sadržaju

određenom u ovom radu; u lanu i suncokretu (7,88 mg/kg i 6,95 mg/kg) je dosta manji dok ga u

susamu nisu detektovali. Sadržaj Ni u susamu i lanu (0,95 mg/kg i 1,35 mg/kg) je približan

rezultatima ovog istraživanja; u maku (1,1 mg/kg) je nešto veći, dok je u suncokretu (5,71

mg/kg) pak nešto manji (Özcan,2006).

Mihaljev i saradnici, istraživači iz Srbije, određivali su mangan, kobalt, nikl i još neke

mikroelemente u bosiljku koristeći AAS i ICP-MS. AAS metodom odredili su sadržaj Mn, i

njegova koncentracija (71,98 mg/kg) je nešto veća nego u ovom ispitivanju. ICP-MS metodom

odredili su sadržaj Co i Ni. Koncentracija kobalta (0,310 mg/kg) je neznatno manja u odnosu na

ovo istraživanje, dok je koncentracija nikla (1,037 mg/kg) približna vrednosti određenoj u ovom

radu (Mihaljev i sar., 2014).

Page 47: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

41

Tabela 5. Srednje vrednosti sadržaja ± standardne devijacije (mg/kg) ispitivanih toksičnih

i potencijalno toksičnih elemenatau ispitivanim uzorcima

Uzorak Al Cd Hg Pb

Suncokret 3,53±0,07 0,408±0,003 0,62±0,02 0,302±0,003

Lan 8,3±0,2 0,205±0,003 0,30±0,02 0,30±0,03

Susam 4,9±0,1 0,038±0,003 0,30±0,04 0,33±0,02

Golica 17,4±0,3 0,022±0,003 0,24±0,04 0,47±0,04

Mak 18,97±0,09 0,265±0,005 0,22±0,04 0,40±0,06

Mirođija 64,0±0,3 0,132±0,005 0,20±0,04 1,19±0,02

Bosiljak 348±2 0,025±0,003 0,138±0,008 0,39±0,06

Ruzmarin 470±9 0,015±0,003 0,17±0,03 0,32±0,04

Origano 600±20 0,013±0,003 0,148±0,005 0,58±0,07

Korijander 7,85±0,04 0,010±0,003 0,12±0,03 0,38±0,04

U ispitivanim uzorcima As nije detektovan. U najmanjim količinama pronađen je

kadmijum, sa intervalom koncentracija od 0,010 mg/kg u korijanderu do 0,408 mg/kg u semenu

suncokreta. Dozvoljeni nivo kadmijuma u ovakvim uzorcima, prema preporuci Svetske

zdravstvene organizacije je 0,3 mg/kg (WorldHealthOrganization, 2006). Koncentracije u svim

ispitivanim uzorcima, sem suncokreta su ispod ove vrednosti. Visoke koncentracije kadmijuma

mogu dovesti do ozbiljnih posledica po ljudsko zdravlje. Nakon izloženosti, kadmijum se vezuje

za eritrocite i prenosi se kroz telo, gde se gomila u jetri i bubrezima. Kadmijum se sporo izlučuje

i može ostati u telu više od 20-30 godina.

Sadržaj olova je najmanji u semenu lana, 0,30 mg/kg a najveći u mirođiji, 1,19 mg/kg.

Dozvoljeni nivo za olovo, takođe prema Svetskoj zdravstvenoj organizaciji (World Health

Organization, 2006) je 10 mg/kg. Koncentracije u svim ispitivanim uzorcima su daleko ispod

ove vrednosti. Najčešći izvor olova u ljudskoj ishrani su olovne boje, hrana u konzervama,

zagađene vode (olovne cevi ili cevi sa olovnim varom). Posledice trovanja su mučnina, dijareja,

gubitak apetita i grčevi u stomaku. U lečenju se koriste soli helata koji se vežu za olovo i

izbacuju mokraćom. Iako je olovo opasnost za celokupnu populaciju, naročito su ugrožena deca

do šeste godine, jer im se mozak i nervni sistem još uvek razvijaju.

Iz tabele se može videti da je najmanja koncentracija žive u korijanderu, 0,12 mg/kg a

najveća u suncokretu, 0,62 mg/kg. Dozvoljeni nivo za živu je 0,5 mg/kg (World Health

Organization, 2005). U ovom ispitivanju, samo koncentracija žive u suncokretu prelazi ovu

vrednost dok su ostale unutar dozvoljenih vrednosti. Posebno osetljive na živu su ćelije

centralnog nervnog sistema, zbog čega su i najveće posledice oštećenja na nervnom sistemu.

Eliminacija iz organizma je veoma teška, može da traje godinama čak i decenijama, jer ima

Page 48: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

42

sposobnost bioakumulacije. Izbacuje se preko organa za disanje, urinarnog i sistema organa za

varenje ali i putem majčinog mleka.

Najveća količina ukupnih toksičnih i potencijalno toksičnih elemenata nađena je u

origanu, i to 600,741 mg/kg a najmanja u suncokretu, 4,86 mg/kg.

Prema Pravilniku o količinama pesticida, metala i metaloida i drugih otrovnih

supstancija, hemioterapeutika, anabolika i drugih supstancija koje se mogu nalaziti u

namirnicama (Sl. Glasnik RS 2010, 2011), dozvoljene količine olova, kadmijuma i žive u maku

su: 1,0 mg/kg ; 0,3 mg/kg i 0,03 mg/kg. U poređenju sa rezultatima ovog istraživanja, količine

Pb i Cd u maku nalaze se ispod dozvoljenih vrednosti, dok količina Hg znatno prelazi ovu

vrednost. Takođe, dozvoljene količine olova, kadmijuma i žive u uljaricama (suncokret, lan,

susam i golica) su: 1 mg/kg; 0,5 mg/kg i 0,1 mg/kg. U ovom istraživanju, količine Pb i Cd u

uljaricama nalaze se unutar dozvoljenih vrednosti, dok količine Hg prelaze ove vrednosti

(koncentracija Hg u suncokretu je čak 0,62 mg/kg). Dozvoljena količina olova u začinima je 2

mg/kg (mirođija, bosiljak, ruzmarin, origano i korijander). U pomenutim uzorcima, koncentracija

Pb u ovom radu je dosta niža.

Sharma i saradnici, naučnici iz Indije, vršili su određivanje teških metala u korijanderu

koristeći AAS metodu. Sadržaj žive (0,1 mg/kg) je u skladu sa rezultatima ovog istraživanja, dok

su količine olova i kadmijuma (1,97 mg/kg i 0,21 mg/kg) nešto veće (Sharma i sar. 2012).

Maghrabi, istraživač iz Saudijske Arabije, određivao je sadržaj olova, kadmijuma i

aluminijuma u bosiljku, koristeći ICP-AES metodu. Sadržaj aluminijuma (245,9 mg/kg) je nešto

manji u odnosu na sadržaj određen u ovom radu, dok kadmijum i olovo nisu detektovali

(Maghrabi, 2013).

3.2. Statistička obrada podataka

Korelaciona analiza

U cilju ispitivanja korelacija koje postoje između sadržaja ispitivanih elemenata urađena

je Pirsonova (Pearson) korelaciona analiza (Bivariate Correlations). U tabeli 6. je data matrica

Pirsonovih korelacionih koeficijenata između određivanih elemenata sa obeleženim parovima

elemenata koji koreliraju na nivou značajnosti od p<0,05. Zapaža se visoka korelacija između

elemenata kojih inače ima u zemljištu (Ca, P, Fe, Cr, Al, Ba, Zn, Co) kao i korelacija između

toksičnih elemenata Cd i Hg (Pirsonov koeficijent 0,811), što ukazuje na verovatno antropogeno

poreklo ovih teških metala u ispitivanim uzorcima.

Page 49: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

43

Tabela 6. Matrica Pirsonovih korelacionih koeficijenata

Na K Mg P Zn Cu Cr Fe Al B Ba Cd Co Hg Mn Ni Pb Si

Ca -.041 .533 -.064 -.760 -.534 .257 .682 .881 .892 .711 .989 -.435 .829 -.416 .450 .262 -.124 .222

Na 1 .282 -.038 -.370 -.384 -.377 -.124 .004 -.068 .357 -.055 -.040 -.157 -.209 .249 -.278 .903 .579

K

1 -.468 -.764 -.908 .082 .400 .514 .543 .587 .535 -.035 .572 -.286 .266 .246 .197 .483

Mg

1 .543 .634 -.620 -.236 -.352 -.418 -.174 -.158 -.137 -.263 .006 -.042 -.242 -.246 -.614

P

1 .885 -.243 -.643 -.832 -.818 -.725 -.787 .272 -.741 .381 -.371 -.246 -.321 -.601

Zn

1 -.175 -.446 -.601 -.623 -.693 -.568 .193 -.551 .452 -.294 -.094 -.346 -.632

Cu

1 .026 .351 .523 .110 .330 -.009 .202 .048 .140 .167 -.081 .460

Cr

1 .868 .751 .381 .728 -.370 .767 -.304 .228 .531 -.126 .045

Fe

1 .971 .615 .930 -.475 .825 -.439 .433 .372 .063 .403

Al

1 .621 .944 -.474 .812 -.447 .432 .308 .027 .477

B

1 .702 -.194 .410 -.541 .754 -.064 .281 .455

Ba

1 -.485 .832 -.455 .442 .275 -.087 .291

Cd

1 -.385 .811 -.036 .395 -.095 -.215

Co

1 -.351 .245 .297 -.228 .148

Hg

1 -.449 .588 -.256 -.387

Mn

1 -.175 .322 .423

Ni

1 -.288 -.180

Pb

1 .786

Nivo značajnosti : p<0,05

U cilju ispitivanja grupisanosti analiziranih uzoraka po sadržaju ispitivanih elemenata

urađena je hijerarhijska klaster analiza (Hierarchical Cluster Analysis-HCA) primenom Ward-

ove metode (Ward’s method) uz kvadrat Euklidijanovog rastojanja (Squared Euclidean

Distance) kao mere udaljenosti. Dobijeni dendrogram je dat na slici 16.

Page 50: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

44

Slika 16. Hijerarhijski dendrogram ispitivanih uzoraka na bazi sadržaja određivanih elemenata

Na dobijenom dendrogramu se zapaža prisustvo dva glavna klastera. U jednom klasteru

su po sadržaju ispitivanih elemenata grupisana tri uzorka začinskog bilja čiji su listovi

analizirani: ruzmarin, origano i bosiljak. Drugi klaster čine tri potklastera. U prvom je izdvojena

mirođija, u drugom seme golice a treći potklaster čine seme lana, susama, korijandera, maka i

suncokreta. Očigledno je da uzorci industrijskog bilja čija su semena analizirana (suncokret,

mak, susam, lan, golica i korijander) pripadaju istom klasteru, odnosno da pokazuju sličnost u

sadržaju ispitivanih elemenata.

Page 51: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

45

4. Izvod

Page 52: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

46

• U ovom radu određen je sadržaj 19 elemenata (Al, B, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K,

Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Si, Zn) u uzorcima 10 različitih industrijskih biljaka (seme

suncokreta, lana, susama, golice, maka i korijandera i listovi mirođije, bosiljka,

ruzmarina i origana).

• Ispitivani uzorci su najbogatiji makroelementima.

• U najvećoj koncentraciji nalazi se fosfor - u semenu golice, dok je u najmanjoj

koncentraciji prisutan natrijum.

• Najveća koncentracija kalcijuma je prisutna u bosiljku a najmanja u susamu.

• Kalijuma ima najviše u origanu a najmanje u golici.

• Koncentracija magnezijuma je približno jednaka u svim uzorcima, najviše ga ima u golici

a najmanje u origanu.

• Od esencijalnih mikroelemenata u najvećoj koncentraciji prisutno je gvožđe - u

ruzmarinu, dok je u najmanjoj koncentraciji prisutan hrom.

• Najveća koncentracija cinka je prisutna u golici a najmanja u origanu.

• Bakra ima najviše u origanu a najmanje u mirođiji, dok je bor prisutan najviše u bosiljku

a najmanje u golici.

• Od verovatno esencijalnih mikroelemenata, barijum nije detektovan u sledećim uzorcima:

suncokret, lan, susam, golica i mak. U ostalim uzorcima je pronađen u relativno niskoj

koncentraciji.

• U najvećoj koncentraciji prisutan je mangan – u semenu maka, dok je u najmanjoj

prisutan kobalt, čija je koncentracija u svim uzorcima manja od 1 mg/kg.

• Najveća koncentracija nikla je prisutna u suncokretu a najmanja u maku, dok je silicijum

najviše prisutan u origanu a najmanje u susamu.

• Od toksičnih i potencijalno toksičnih elemenata, u najvećoj koncentraciji pronađen je

aluminijum - u origanu, dok je u najmanjoj koncentraciji prisutan kadmijum.

• Koncentracija Pb u svim analiziranim uzorcima je u granicama dozvoljenih vrednosti.

• Koncentracija Cd u suncokretu, lanu, susamu, golici i maku je u granicama dozvoljenih

vrednosti, dok koncentracija Hg u pomenutim uzorcima prelazi ovu vrednost.

• Nađena je visoka korelacija između elemenata Ca, P, Fe, Cr, Al, Ba, Zn i Co, kojih inače

ima u zemljištu kao i između toksičnih Cd i Hg što ukazuje na njihovo verovatno

antropogeno poreklo.

• Klaster analiza je grupisala analizirane uzorke po sličnosti u sadržaju ispitivanih

elemenata.

Page 53: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

47

5. Literatura

Page 54: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

48

▪ Antić-JovanovićA.,Atomska spektroskopija: spektrohemijski aspekt, Univerzitet u

Beogradu, Fakultet za fizičku hemiju, 397-407, 1997.

▪ Dghaim R., Al Khatib S., Rasool H., Ali Khan M., Determination of Heavy Metals

Concentration in Traditional Herbs Commonly Consumed in the United Arab Emirates,

Journal of Environmental and Public Health, 6, 973-878, 2015.

▪ Dizdar.A., Mikrovalna i ultrazvučna digestija pepela krutih goriva, Diplomski rad,

Zagreb 2012.

▪ Imai A., Otaka A., Nakamura S., Kadokura M., Suzuki T., Nakai I., Determination of

Trace Elements in Pumpkin Seeds by X-Ray Fluorescence Analysis and Its Application

to Identifying the Geographic Origin of Individual Pumpkins, Nippon Shokuhin Kagaku

Kogaku Kaishi Journal Guide,59 (7), 338-347, 2012.

▪ Maghrabi A., Determination of some mineral and heavy metals in Saudi Arabia popular

herbal drugs using modern techniques, African Journal of Pharmacy and Pharmacology,

8(39), 1000-1005, 2013.

▪ Maletić. S., Tehnike priprema uzoraka za analizu metala, Seminar, Novi Sad, 2008.

▪ Manasijević. D, Statistička analiza u SPSS programu, Autorizovana predavanja, Bor,

2011.

▪ Mihaljev Ž., Baloš Živkov M., Jakšić S., Levels of some microelements and essential

heavy metals in herbal teas in Serbia, Acta Poloniae Pharmaceutica-Drug Research,

71(3), 385-391, 2014.

▪ Miller J. N., Miller J. C., Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, Pearson

Education Limited, London, 2005.

▪ Muchemi G. N., Wanjau R. N., Murungi I. J., and Njue W. M., Assessment of essential

trace elements in selected food grains, herbal spices and seeds commonly used in Kenya,

African Journal of Food Science, 9(8), 441-447,2015.

▪ Onyema C.T., Ekpunobi U.E., Ndigbo E.O., Evaluation of the Heavy Metals Level in

Selected Industrially Packaged Food Spices, American Association for Science and

Technology, 2(2), 35-40, 2015.

▪ Özcan M.,Determination of the mineral compositions of some selected oil-bearing seeds

and kernels using Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-

AES),Grasas y Aceites, 57(2), 211-218, 2006.

▪ Pavlović A., Rašić-Mišić I., Odabrana poglavlja optičkih metoda analize, Prvo izdanje,

Univerzitet u Nišu, Niš 2016.

▪ Pravilnik o količinama pesticida, metala i metaloida i drugih otrovnih supstancija,

hemioterapeutika, anabolika i drugih supstancija koje se mogu nalaziti u

namirnicama,”Sl.list SRJ”, br.5/92,11/92 - isp. i 32/2002 i “Sl.glasnik RS”, br.25/2010 -

dr.pravilnik i 28/2011 dr – pravilnik;

▪ Sharma N., More B., Bhandari D., Wavhal S., Analysis of Heavy Metals Content in

Spices Collected from Local Market of Mumbai by using Atomic Absorption

Spectrometer, Global Journal For Research Analysis, 3, 2277-8160, 2014.

Page 55: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

49

▪ Velimirović D., Optimalizacija, validacija i primena ICP-OES metoda za određivanje

sadržaja metala u realnim uzorcima, Doktorska disertacija, Niš 2013.

▪ WHO,World Health Organization,Trace Elements in Human Nutrition and Health,

Geneva, 1996.

▪ WHO, World Health Organization,Codex Alimentarius Commissions

Contamination,17,30; 1984.

▪ WHO, World Health Organization,Who Guidelines for Assessing Quality of Herbal

Medicines with Reference to Contaminants and Residues,Geneva,Switzerland,2006.

▪ WHO, World Health Organization,Quality Control Methods for Medicinal Plant

Materials, 2005.

▪ https://najzdravijahrana.com/semenke-suncokreta-nutritivna-vrednost-sastav-i-lekovitost/

▪ https://sr.wikipedia.org/sr/%D0%A1%D1%83%D0%BD%D1%86%D0%BE%D0%BA%

D1%80%D0%B5%D1%82

▪ https://vesnamihajlovicblog.wordpress.com/2012/01/31/sve-o-lanu-vitamin-b17-laneno-

seme-u-ishrani-i-lecenju/

▪ https://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%9B%D0%B0%D0%BD

▪ http://www.mojpedijatar.co.rs/bundevino-seme-golica/

▪ http://www.novosti.rs/vesti/zivot_+.304.html:528514-Mak---seme-zdravlja-i-veselja

▪ https://sr.wikipedia.org/sr-el/Mak

▪ https://sr.wikipedia.org/sr/%D0%9C%D0%B8%D1%80%D0%BE%D1%92%D0%B8%

D1%98%D0%B0

▪ http://www.novosti.rs/vesti/zivot_+.304.html:487791-Bosiljak---delotvoran-i-bozanski-

mocan

▪ https://sr.wikipedia.org/sr-

el/%D0%A0%D1%83%D0%B7%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%B8%D0%BD

▪ https://bs.wikipedia.org/wiki/Origano

▪ https://cajeviza.com/lekovito-bilje/korijander-lekovita-svojstva-hranljiva-vrednost/

▪ https://opusteno.rs/zdrav-zivot-f28/natrijum-u-ishrani-t29094.html

▪ https://www.scribd.com/doc/105508698/Fiziologija-5-MINERALNA-ISHRANA-

Compatibility-Mode

▪ http://www.mineravita.com/kalcijum_uloga.php

▪ http://www.demetra.rs/index.php?option=com_content&view=article&id=949:vanost-

magnezijuma-u-organizmu&catid=61&Itemid=98

▪ https://kodren.com/saveti-i-preventiva/725-znacaj-kalijuma-za-zdravlje.html

▪ https://www.cosmopolitan.rs/moj-zivot/tvoje-telo/15320-zasto-je-fosfor-vazan-za-

zdravlje.html

▪ http://www.stetoskop.info/Nedostatak-gvozdja-u-ishrani-1378-c15-content.htm

▪ https://www.bio.bg.ac.rs/materijali_predmeta/mineralna-ishrana-2016.pdf

▪ https://kodren.com/zdrava-ishrana/779-znacaj-cinka-za-organizam.html

▪ http://www.vitaminologija.com/mangan/

Page 56: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

50

▪ http://www.dijeta.co/bakar/

▪ https://www.povrcevoce.com/molibden/

▪ http://www.novosti.rs/vesti/zivot_+.304.html:574390-Ziva-ostecuje-sve-organe

▪ https://www.psss.rs/forum/20/31306-te%C5%A1ki-metali-u-zemlji%C5%A1tu-i-njihov-

uticaj-na-biljni-svet.html

▪ https://www.bastabalkana.com/2014/04/olovo-teski-metali-i-toksini-koji-ostecuju-

mozak-trovanje-olovom/

▪ http://www.ipohem.gov.rs/supstance/kadmijum

▪ http://www.mineravita.com/silicijum_poremecaji.php

▪ http://www.zdravasrbija.com/Zemlja/Povrtarstvo/1219-Korisni-elementi-za-biljke.php

▪ http://www.varolex.com/o-aluminijumu/

Page 57: ICP-OES određivanje mineralnog sadržaja · monokomponentnih čajeva ili mešavine čajeva. Ljudski organizam ima potrebu za mineralima u odgovarajućim koncentracijama, radi normalnog

51

Biografija

Atanasković Anica je rođena u 15.11.1991. godine u Knjaževcu. Završila je osnovnu

školu „Dimitrije Todorović Kaplar“ u Knjaževcu sa odličnim uspehom. 2006.godine upisuje

„Knjaževačku gimnaziju“, smer prirodno-matematički, koju završava sa vrlo dobrim uspehom.

2010.godine upisuje osnovne akademske studije na Prirodno-matematičkom fakultetu,

Univerziteta u Nišu, na Departmanu za hemiju. Studije završava 2015. godine i iste godine

upisuje master akademske studije na Departmanu za hemiju, smer Primenjena hemija.