Czy aluminum jest szkodliwe? Wpływ aluminium na zdrowie

2019-06-03 9:46 Aleksandra Żyłowska-Mazgaj, dietetyk

Aluminium dzięki swoim właściwościom znalazło bardzo szerokie zastosowanie. Produkuje się z niego garnki, zakrętki, tacki, puszki, folie, które mają kontakt z żywnością. Czy gotowanie w aluminiowych garnkach, pieczenie w folii aluminiowej lub grillowanie na tackach z aluminium jest szkodliwe dla zdrowia? Sprawdź, jaki wpływ na zdrowie ma aluminium.

Spis treści

  1. Aluminium - właściwości i zastosowanie
  2. Aluminium - wpływ na zdrowie. Czy aluminium jest szkodliwe?
  3. Aluminium - źródła w żywności i nie tylko
  4. Aluminium - dodatki do żywności zawierające aluminium
  5. Czy garnki aluminiowe są szkodliwe? Czy folia aluminiowa jest zdrowa?

Aluminium, a właściwie glin, to pierwiastek chemiczny z grupy metali o symbolu Al, który został odkryty w 1825 roku. Jest to substancja stała, srebrzystobiała o niebieskim odcieniu, kowalna i ciągliwa. Jest jednym z najlepszych przewodników prądu i ciepła. Aluminium świetnie nadaje się do spawania, sklejania, nitowania, odlewania, emaliowania, wyciągania w rury oraz cienkie druty, a także formowania w bardzo cienkie folie.

Aluminium - właściwości i zastosowanie

Aluminium dzięki swoim właściwościom fizycznym i chemicznym znalazło bardzo szerokie zastosowanie. Szczególnie docenia się jego niską gęstość, dobrą plastyczność (choć czysty krystaliczny glin jest kruchy i łamliwy) oraz odporność na rdzewienie.

Powszechne jest stosowanie stopów aluminium z innymi metalami: duraluminium, awionalu, siluminu, szczególnie w branży budowlanej (obniżenie masy konstrukcji stalowych) i samochodowej (karoserie aut, silniki, felgi), w produkcji okrętów, samolotów (aluminium stanowi około 80% ich masy i w przeciwieństwie do stali nie koroduje) i promów kosmicznych.

Glin jest używany w przemyśle chemicznym, w górnictwie do produkcji materiałów wybuchowych, wytwarza się z niego puszki i cienkie folie jako opakowania do żywności.

Związki glinu mają zastosowanie w medycynie – wodorotlenek glinu w nadkwasocie i wrzodach żołądka, a siarczan glinu do tamowania krwawień. Branże, w których stosuje się wyroby aluminiowe to:

  • budownictwo – stolarka aluminiowa, pokrycia dachowe, elewacje, ogrzewanie, klimatyzacja, izolacje
  • komunikacja – podzespoły samochodowe, pojazdy, budowa statków, kolej, infrastruktura
  • elektrotechnika – oświetlenie, urządzenia elektryczne, anteny, sprzęt RTV
  • budowa maszyn – lady chłodnicze, klimatyzacja, zbiorniki, suszarnie, galanteria metalowa
  • opakowania – zakrętki, opakowania jednorazowe, tacki, puszki, folie
  • AGD – prodiże, czajniki, garnki, lodówki, okapy

Aluminium - wpływ na zdrowie. Czy aluminium jest szkodliwe?

Aluminium gromadzi się w organizmie człowieka wraz z wiekiem. W ciałach noworodków jest go średnio 0,2 mg/kg masy ciała, natomiast u osób starszych – 0,6-0,7 mg/kg masy ciała.

Organizm osoby dorosłej kumuluje od 50 do 150 mg glinu, z czego 50% znajduje się w płucach, 25% w kościach i stawach, a pozostałe 25% w tkankach miękkich. Glin gromadzi się w tkankach dlatego, że jego jony Al3+ mają bardzo zbliżoną wielkość do jonów żelaza Fe3+ i przez to mogą podstawiać się zamiast żelaza w różnego rodzaju białkach czy enzymach.

Glin po przedostaniu się przez śluzówkę włącza się do białka transferryny (transportującego jony żelaza), które jest wchłanianie przez każdą komórkę ciała. We wnętrzu komórek transferryna uwalnia związany jon i wraca ponownie do obiegu. W ten sposób glin trafia do mózgu, płuc, kości i innych tkanek.

Glin jest pierwiastkiem toksycznym dla organizmu człowieka. Szczególnie zależność ta jest widoczna wśród osób dializowanych, ponieważ stosowana do dializ aparatura nie usuwa jonów glinu z osocza tak skutecznie, jak nerki.

Osoby poddające się dializom cierpią na zaburzenia koordynacji ruchów, drżenie mięśni, ruchy mimowolne czy demencję, która pojawia się już nawet 15 miesięcy od rozpoczęcia dializ. Toksyczne działanie aluminium dotyczy głównie układu nerwowego, kostnego oraz krwi.

Główne objawy zatrucia glinem obejmują:

Aluminium przenika barierę krew-mózg i gromadzi się szczególnie w obrębie hipokampa. Odpowiada to za takie stany chorobowe, jak stwardnienie zanikowe boczne, demencję starczą, chorobę Parkinsona, a także w pewnym stopniu – chorobę Alzheimera.

W mózgach osób zmarłych w podeszłym wieku cierpiących na choroby neurodegeneracyjne stwierdza się wyższe stężenie jonów glinu niż u osób zmarłych z innych przyczyn. Ponadto badania epidemiologiczne wykazują wprost proporcjonalną zależność między zawartością aluminium w środowisku a ilością osób zapadających na demencję starczą.

Aluminium - źródła w żywności i nie tylko

Roślinne produkty spożywcze stanowią istotne źródła aluminium w diecie. Pierwiastek ten jest akumulowany w warzywach, owocach i zbożach. Rośliny pobierają go głównie z gleby poprzez korzenie, ale także z opadami deszczu i pyłami atmosferycznymi. Pewna ilość glinu jest niezbędna do wzrostu roślin.

Stężenie aluminium jest istotnie zależne od środowiska, gatunku, części rośliny oraz stadium rozwoju. Im starsza i bardziej dojrzała roślina, tym wyższe jest stężenie aluminium w jej tkankach. Większość roślin akumuluje mniej niż 25 μg aluminium w 1 gramie suchej masy produktu.

Szczególnie dużo aluminium gromadzą rośliny motylkowate (fasola, groch, soja, soczewica, ciecierzyca), przyprawy, takie jak tymianek i majeranek, a jego głównym źródłem w diecie jest herbata, która rośnie na glebach kwaśnych i akumuluje w liściach od 500 do 20000 ppm glinu. Większość aluminium w herbacie występuje jednak w postaci nierozpuszczalnej w wodzie soli i do naparu przechodzą niewielkie ilości – od 2 do 6 mg/l.

Transfer jonów glinu do naparu zwiększa się po obniżeniu pH roztworu poprzez dodanie cytryny lub kwasu cytrynowego. Dochodzi wtedy do reakcji kwasu z solami glinu i migracji jonów metalu. W produktach pochodzenia zwierzęcego zawartość aluminium jest bardzo niska, najczęściej poniżej 1 μg/g suchej masy.

Wyjątkiem jest ser szwajcarski (19 μg/g s.m.). Ilość glinu może być też zwiększona w mleku i produktach mlecznych, co jest związane z przechowywaniem mleka w zbiornikach aluminiowych podczas procesu produkcyjnego.

Ilość tego pierwiastka może budzić zastrzeżenia związane z ryzykiem zdrowotnym. Kupując mleko, lepiej wybierać te w opakowaniach plastikowych niż kartonach powlekanych warstwą folii aluminiowej. Zaleca się także używanie stalowych zbiorników w mleczarniach zamiast aluminiowych.

Trzeba jednak zwrócić uwagę, że obecne w mleku związki fosforu zmniejszają wchłanianie aluminium. Zwiększona zawartość glinu w wodach powierzchniowych sprawiła, że wzrasta także akumulacja w rybach i owocach morza.

Nie tylko żywność jest źródłem aluminium kumulującego się w organizmie człowieka. Jest on składnikiem produktów do codziennej higieny oraz niektórych leków. Ze względu na bardzo szerokie rozpowszechnienie w przyrodzie całkowite unikanie aluminium jest niemożliwe. Pierwiastek ten jest dostarczany do organizmu poprzez:

  • napary herbaty (2 - 6 mg/l)
  • kawę (0,8 – 1,2 mg/szklanka)
  • wodę pitną (0,07 mg/l)
  • napoje w aluminiowych puszkach (0,04 – 1,0 mg/l)
  • gotowany szpinak (25 mg/kg)
  • żywność nieprzetworzoną (0,1 – 7 mg/kg)
  • dodatki do żywności (10-20 mg/dzień)
  • żywność gotowaną w garnkach aluminiowych (0,2 – 125 mg/kg)
  • mieszanki mlekozastępcze na bazie soi (6 – 11 mg/kg)
  • środki zobojętniające sok żołądkowy (35 – 200 mg/dawka)
  • aspirynę (9 – 50 mg/dawka)
  • leki przeciwbiegunkowe (36 – 1450 mg/ dawka)
  • antyperspiranty (50 – 75 mg/dzień)
  • szczepionki (0,15 – 0,85 mg/dawka)
Warto wiedzieć

Aluminium - dodatki do żywności zawierające aluminium

Dopuszczone do stosowania w żywności dodatki zawierające aluminium to:

  • E 520 – siarczan glinu, substancja wiążąca
  • E 521 – siarczan sodowo – glinowy, regulator kwasowości, substancja wiążąca
  • E 522 – siarczan potasowo – glinowy, regulator kwasowości, substancja wiążąca
  • E 523 – siarczan amonowo – glinowy, regulator kwasowości
  • E 541 (I, II) – fosforany sodowo – glinowe (kwasowe i zasadowe), substancja spulchniająca
  • E 554 – glinokrzemian sodu, substancja przeciwzbrylająca
  • E 555 – glinokrzemian potasu, substancja przeciwzbrylająca, nośnik
  • E 556 – glinokrzemian wapnia, substancja przeciwzbrylająca
  • E 559 – krzemian glinu, ubstancja przeciwzbrylająca, nośnik

Związki glinu są stosowane w owocach kandyzowanych, krystalizowanych i lukrowanych, wyrobach biszkoptowych, mieszankach przypraw, tartych serach, serach w plasterkach, wyrobach cukierniczych z wyjątkiem czekolady, gumach do żucia, kiełbasach, żywności suszonej i sproszkowanej.

Szacowane spożycie dodatków do żywności zawierających aluminium w Europie waha się w przedziale od 2,3 do 145,9 mg/kg masy ciała/tydzień w zależności od kraju i grupy wiekowej. Największe ich spożycie obserwuje się wśród dzieci.

Czy garnki aluminiowe są szkodliwe? Czy folia aluminiowa jest zdrowa?

Glin trafia do organizmu człowieka głównie drogą pokarmową wraz z wodą, żywnością, lekami oraz w wyniku używania aluminiowych opakowań i naczyń. Przenikanie glinu do żywności jest zależne od rodzaju aluminium, z którego zostało wykonane opakowanie lub naczynie, stopnia kwasowości żywności, czasu kontaktu z pokarmem oraz obecności soli. Im niższe pH pokarmu i dłuższy czas gotowania lub przechowywania, tym więcej jonów glinu przenika do jedzenia.

Migracja glinu z naczyń aluminiowych do żywności [Zuziak J. I in., 2016]

Tabela aluminium
Autor: Aleksandra Żyłowska-Mazgaj

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) ustaliła dzienne bezpieczne spożycie aluminium na poziomie 1 mg/kg masy ciała, co oznacza, że przeciętna osoba o masie 70 kg może bez obaw o zdrowie dostarczyć do organizmu 70 mg aluminium dziennie. Aby nie przekraczać zalecanej dawki, niezbędne jest stosowanie odpowiednich naczyń podczas gotowania oraz unikanie spożywania produktów przechowywanych długotrwale w metalowych opakowaniach.

Gotowanie w aluminiowych garnkach, pieczenie w folii aluminiowej lub grillowanie na tackach z aluminium przyczynia się do zwiększenia zawartości tego pierwiastka w diecie i może być niebezpieczne dla zdrowia. Szczególnie trzeba zwrócić uwagę na produkty o kwasowym odczynie przechowywane w puszkach, np. ryby w sosie pomidorowym, colę oraz na gotowanie żywności o niskim pH takiej jak jabłka, gruszki, jagody, porzeczki, maliny, wiśnie, winogrona, grejpfruty, buraczki w occie, keczup, cytryna, sok z cytryny, brzoskwinie, nektarynki, ananas, śliwki, granat, rabarbar, kapusta kiszona, truskawki, pomidory i przetwory pomidorowe, ocet, soki owocowe, wytrawne wino.

Nie należy ponadto zawijać w folię aluminiową rozkrojonych warzyw i owoców o kwasowym odczynie, ponieważ dochodzi wtedy do rozpuszczania soli glinu i ich przenikania do pokarmów. Lepiej również unikać napojów i jedzenia w puszkach aluminiowych, ponieważ mogą one być bardzo długo przechowywane, a czas sprzyja zwiększonej akumulacji aluminium w napojach i jedzeniu. Zawartość aluminium w napojach z puszek aluminiowych jest 5 do 7 razy większa w porównaniu z tymi samymi napojami z butelek plastikowych.

Glin w ujęciu chemicznych jest pierwiastkiem leżącym w 13. grupie układu okresowego, występującym zwykle w związkach chemicznych na +3 stopniu utlenienia. Metal ten na powietrzu pokrywa się cienką warstwą tlenku glinu (ulega pasywacji), zapobiegając dalszemu utlenianiu i korozji. Warstewka pokrywająca metal jest odporna na działanie wody i słabych kwasów, natomiast niszczą ją mocne kwasy oraz zasady. Tlenek glinu oraz wodorotlenek glinu to związki amfoteryczne – mogą reagować zarówno z substancjami o charakterze kwasowym jak i zasadowym.

Aluminium stanowi jeden z głównych składników skorupy ziemskiej (7-8%) po tlenie i krzemie. Nie występuje w stanie wolnym, ponieważ jest bardzo reaktywny, a jego związki są obecne w prawie wszystkich skałach, wodach i organizmach żywych. Większość związków glinu w przyrodzie to substancje trudno rozpuszczalne, jednak część wykazuje właściwości toksyczne dla organizmów.

Związki toksyczne są uwalniane z tych nieszkodliwych w kwaśnym środowisku, dlatego proces zakwaszania gleb przyczynia się do zwiększania stężenia szkodliwych form glinu w przyrodzie – w glebach i wodach powierzchniowych. Glin w postaci pyłów występuje w powietrzu. Jest także akumulowany przez rośliny z gleby, opadów i powietrza. W organizmach zwierząt występuje w śladowych ilościach.

Glin na skalę przemysłową otrzymuje się poprzez elektrolizę tlenku glinu, natomiast ten pozyskuje się z boksytów niemiecką metodą alkaliczną Bayera lub polską metodą kwaśną Bretsznajdera. W boksytach zawartość czystego glinu jest wysoka i wynosi 20-30%. Największymi na świecie producentami boksytów są Australia, Chiny i Brazylia. Rocznie pozyskuje się łącznie około 60 milionów ton tlenku glinu, natomiast czystego glinu pierwotnego – ok. 25 milionów ton.

Wyroby produkowane z aluminium często poddawane są recyklingowi, co wydłuża cykl życia surowca. Materiał ten jest stosunkowo łatwy w odzysku, dzięki czemu nazywa się go „zielonym metalem”. Rocznie odzyskuje się około 15 milionów ton aluminium z selektywnej zbiórki odpadów.

Źródła:

1. Zuziak J. i in., Glin w otoczeniu i jego wpływ na organizmy żywe, Analit, 2016, 2, 110-120
2. Crisponi G. i in., The meaning of aluminium exposure on human health and aluminium-related diseases, Biomolecular concepts, 2013, 4 (1), 77-87
3. Michalski B., Uniwersytet Wrocławski, Rynek aluminium, https://www.ism.uni.wroc.pl/sites/ism/art/michalski_rynek_aluminium.pdf
4. Kossakowski P., Aluminium – materiał ekologiczny, Przegląd Budowlany, 2013, 10, 36-41
5. https://www.clemson.edu/extension/food/food2market/documents/ph_of_common_foods.pdf
6. https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/sp.efsa.2013.EN-411

O autorze
Aleksandra Żyłowska-Mazgaj dietetyk
Aleksandra Żyłowska-Mazgaj, dietetyk
Technolog żywności, dietetyk, edukator. Absolwentka Biotechnologii na Politechnice Gdańskiej i Usług żywieniowych na Akademii Morskiej. Zwolenniczka prostej, zdrowej kuchni i świadomych wyborów w codziennym odżywianiu. Do moich głównych zainteresowań należy budowanie trwałych zmian nawyków żywieniowych oraz indywidualne komponowanie diety zgodnie z potrzebami organizmu. Bo nie dla każdego to samo jest zdrowe! Uważam, że edukacja żywieniowa jest bardzo istotna, zarówno wśród dzieci, jak i dorosłych. Koncentruję swoje działania na szerzeniu wiedzy o żywieniu, analizuję nowe wyniki badań, samodzielnie wnioskuję. Wyznaję zasadę, że dieta to styl życia, a nie ścisłe przestrzeganie posiłków z kartki. W zdrowym i świadomym odżywianiu zawsze jest miejsce na pyszne przyjemności.
Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.

NOWY NUMER

W numerze 10/2019 "Zdrowia" kreatywne podejście do seksu, podstępna borelioza, nowe terapie nowotworów, komu grozi cyberchondria, leki szkodzące urodzie, probiotyki w kiszonkach. Miesięcznik "Zdrowie" to pakiet rzetelnej wiedzy i sprawdzonych porad!

Dowiedz się więcej
Miesięcznik Zdrowie 10/2019
KOMENTARZE