錫をライニングした銅製の調理器具から、調理中および低温保存中の食品模擬物質への金属の放出挙動

Release behavior of metals from tin-lined copper cookware into food simulants during cooking and cold storage.

• Parvaneh Banavi
• Ehsan Sadeghi
• Farhad Garavand
• Mahshid Heydari
• Milad Rouhi

抄録

錫を内包した銅製の鍋は、古くから多くの国で使用されてきたが、本研究では、錫を内包した銅製の鍋から食品シミュレーターへの金属の溶出挙動を調べた。本研究では、沸騰処理(95℃で1,2,3時間)または冷蔵保存(4℃で1,2,3日)中に、異なるpH(4,5.5,7,8.5)で錫をライニングした銅鍋から食品模擬物質への金属の溶出を調べた。食品シミュレーターのpH調整には、クエン酸と水酸化ナトリウムを使用した。金属の溶出濃度は、誘導結合プラズマ発光分光計(ICP-OES)を用いて分析した。走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、調理器具の表面形態学的特性を測定した。これらの予備実験に基づいて、酸性処理での分析対象金属として、Al, Sn, Cu, Mn, Fe, Ca, Na, Cr, Mg, Znを選択した。さらに、Al, Cu, Sn, Mn, Fe, Ca, Na, Cr, Mg, Znを選択し、中性処理とアルカリ性処理を行った。その結果、3日間の冷蔵保存に比べて、3時間の沸騰温度では金属の移行が非常に高いことがわかった。MnとCrは、それぞれ調理中と低温保存中に最も低い金属濃度を示した。酸性シミュレーター中のSnの濃度は、調理中と冷蔵保存中の両方で他の金属よりも著しく高濃度であった。しかし、冷蔵保存中のCa、及び調理・冷蔵保存中のNaは、他のpHの中で最もアルカリ性溶液中での移行を示した。pH 4 の酸性シミュレーターでは、銅鍋からの金属の放出が最も顕著であった。SEMの結果は、アルカリ性溶液よりも酸性溶液(pH4)の方が表面腐食が激しいことを示した。一般的に、調理や冷蔵保存の時間が長くなるほど、金属の溶出量が増加することがわかった。これらの金属の移行は、これらの調理器具の錫層の不純物が急性疾患や慢性疾患を引き起こす可能性があることを示している。

The copper pots with an inner coating layer of tin have been remarkably used in many countries for a long time. In this study, leaching of some metals from tin-lined copper pots into food simulators at different pHs (4, 5.5, 7, and 8.5) during boiling processing (95 °C for 1, 2, and 3 h) or refrigerated storage (4 °C for 1, 2, and 3 days) was investigated. Citric acid and sodium hydroxide were used to adjust the pH of food simulators. The leaching concentrations of metals were analyzed by inductively coupled plasma optical emission spectrometers (ICP-OES). Scanning electron microscopy (SEM) was used to indicate the surface morphological properties of cookware. Based on the preliminary experiments, metals including Al, Sn, Cu, Mn, Fe, Ca, Na, Cr, Mg, and Zn were selected to analyze in acidic treatments. Furthermore, Al, Cu, Sn, Na, and Ca were analyzed for neutral and alkaline ones. Results showed that the boiling temperature for 3 h resulted in a much higher migration of metals compared with cold storage for 3 days. Mn and Cr showed the lowest metal concentration during cooking and cold storage, respectively. The concentration of Sn in acidic simulators was remarkably higher than the other metals during both cooking and refrigerated storage. However, Ca during cold storage, as well as Na during both cooking and cold storage, showed the most migration in alkaline solutions, among the other pHs. An acidic simulator with pH 4 showed the most considerable release of metals from copper pots. SEM results indicated more intense surface corrosion by acidic solution (pH 4) than alkaline one. In general, longer cooking and cold storage durations led to increasing metals release. The migration of the studied metals demonstrates the impurities of the tin layer of these cookwares that may lead to acute and/or chronic diseases.