Roma – Riso e spinaci sono alimenti base nell’alimentazione dei neonati e dei bambini piccoli, ma i metalli tossici e i metalloidi presenti in questi alimenti possono avere gravi conseguenze sulla salute.
In particolare, metalli pesanti come cadmio, piombo, mercurio e arsenico metalloide potrebbero ritardare lo sviluppo cerebrale nei neonati e nei bambini piccoli.
In una nuova ricerca pubblicata sulla rivista accademica Environmental Geochemistry and Health , gli scienziati dell’Università del Delaware hanno scoperto che le risaie allagate tendono a contenere quantità maggiori di arsenico e quantità minori di cadmio. Più sono secche quelle risaie, minori sono le quantità di arsenico e maggiori quelle di cadmio. Tuttavia, il cadmio più elevato è inferiore alla soglia esistente per gli effetti negativi sulla salute.
I risultati potrebbero aiutare a stabilire un piano d’azione per ridurre i livelli di questi contaminanti negli alimenti solitamente consumati da neonati e bambini. All’inizio di quest’anno, la Food and Drug Administration statunitense ha pubblicato una bozza di linee guida per la quantità di piombo consentita negli alimenti per bambini. È sul punto di stabilire nuove normative per la soglia di arsenico, cadmio e mercurio che può essere consentita negli alimenti per bambini come parte del suo Closer to Zero Action Plan .
Colture come mais, soia e grano vengono coltivate in terreni non molto umidi. Quindi gli agricoltori le annaffiano per assicurarsi che le piante ricevano i nutrienti di cui hanno bisogno per crescere, ma mai abbastanza da inondarle completamente.
Al contrario, il riso viene spesso coltivato in terreni molto umidi e allagati. L’ossigeno che normalmente risiederebbe nei minuscoli pori del terreno si perde molto rapidamente e viene sostituito dall’acqua. L’ossigeno limitato sposta i microrganismi nel terreno, e questi microrganismi iniziano a respirare con minerali di ossido di ferro che conferiscono al terreno un colore arancione ruggine.
“L’arsenico tende ad attaccarsi molto saldamente a quegli ossidi di ferro”, ha affermato Angelia Seyfferth , biogeochimica del suolo dell’UD e professoressa presso il Dipartimento di Scienze delle piante e del suolo , nonché coautrice della ricerca. “Quando gli ossidi di ferro vengono utilizzati da questi organismi per respirare, passano da una fase minerale solida a una fase di soluzione. In pratica li sciogli e, quando li sciogli, l’arsenico che vi è attaccato va nell’acqua”.
Seyfferth ha affermato che una volta che l’arsenico è nell’acqua, può essere facilmente assorbito dalle radici del riso e trasportato nel chicco.
Seyfferth e il ricercatore associato Matt Limmer hanno coltivato riso in 18 piccoli campi nella UD Newark Farm , esponendo le risaie a diverse condizioni di inondazione e umidità.
“Speravamo di trovare una gestione ottimale dell’irrigazione che riducesse al minimo sia l’arsenico che il cadmio contemporaneamente”, ha affermato Limmer, “ma non ne abbiamo trovata una in questo terreno”.
Una volta raccolto il grano e analizzata la quantità di arsenico e cadmio in esso contenuti, i ricercatori hanno invece scoperto che più il campo era allagato, più arsenico e meno cadmio si accumulavano nel riso. Al contrario, più il campo era secco, più cadmio e meno arsenico si accumulavano.
“Ma anche in quelle condizioni più secche, quando c’era più cadmio, le concentrazioni di cadmio nel grano non erano motivo di preoccupazione per la salute umana”, ha affermato Seyfferth.
Quando le risaie vennero allagate e l’arsenico venne assorbito, i ricercatori notarono che si stava verificando la metanogenesi, ovvero quando gli organismi nel terreno producono il potente gas serra metano e lo emettono nell’atmosfera. Nel frattempo, l’acqua in eccesso ridusse il solfato nel terreno a solfuro, facendo precipitare il cadmio insieme al solfuro.
Quando hanno asciugato il terreno, i ricercatori hanno ridotto i livelli di arsenico e metano. Il solfuro nel terreno si è ossidato ed è diventato solfato, che non è più una fase solida, consentendo al cadmio di filtrare facilmente e di fuoriuscire facilmente nella pianta.
“Asciugando il terreno, stiamo in un certo senso frenando i microrganismi che respirano con ossidi di ferro e arsenico”, ha detto Seyfferth. “Quindi aumentiamo effettivamente la quantità di cadmio perché ossidiamo il solfuro in solfato. Quando diventa solfato, non è più una fase solida con il cadmio, e il cadmio può quindi essere libero”.
Seyfferth ha spiegato che l’essiccazione del terreno ha introdotto ossigeno nei pori del terreno, rallentando i microrganismi che dissolvono gli ossidi di ferro e creano metano, modificandone la chimica.
“Una volta introdotto l’ossigeno, gli ossidi di ferro che si sono disciolti tornano solidi”, ha detto Seyfferth. “Sono un po’ come un filtro Brita. L’arsenico si attacca agli ossidi di ferro e non è nell’acqua, quindi le radici delle piante non riescono a prenderlo”.
Ciò che hanno scoperto, ovvero che un metallo o metalloide aumenta mentre l’altro diminuisce a seconda del livello di umidità nel terreno, è un po’ un enigma.
“C’è una sfida”, ha detto Seyfferth. “In pratica, risiede in quale sia questo numero magico o stato magico dell’acqua nel terreno per cercare di minimizzare entrambi. Non ce n’è uno che sia universale per tutti i terreni”.
Grazie a una borsa di ricerca del National Institute of Food and Agriculture del Dipartimento dell’agricoltura degli Stati Uniti, i ricercatori stanno studiando l’arsenico nel riso tramite un lavoro sul campo in Arkansas. Lavoreranno direttamente con gli agricoltori per sviluppare strumenti che li aiutino a gestire l’acqua che allaga le loro risaie.
Nel frattempo, la FDA potrebbe rilasciare nuove normative per l’arsenico e il cadmio negli alimenti per l’infanzia entro la fine dell’anno, come parte del suo sopracitato Closer to Zero Action Plan. L’agenzia ha trascorso del tempo a ricercare gli effetti dell’arsenico e del cadmio e di altre due tossine, mercurio e piombo, sullo sviluppo infantile. La FDA ha anche valutato nuove tecnologie o interventi che potrebbero ostacolare l’esposizione a queste tossine.
“Speriamo che il nostro lavoro possa contribuire a dare forma alle politiche”, ha affermato Seyfferth.
I membri del Seyfferth Lab (Matt Limmer, Angelia Seyfferth e gli studenti laureati Bekah Hanrahand e Frank Linam) raccolgono il riso nella struttura RICE dell’UD.
I ricercatori dell’UD hanno inoltre scoperto, attraverso un articolo di revisione pubblicato sulla rivista accademica GeoHealth , che i produttori sono disposti a prendere qualsiasi misura necessaria per ridurre i livelli di metalli nei loro raccolti, ma per farlo hanno bisogno di incentivi, test e formazione.
Questo è stato il caso specifico dell’industria degli spinaci in cinque stati (produttori, confezionatori, trasformatori e venditori) intervistati dai ricercatori. Gli spinaci possono contenere quantità di cadmio e piombo che assorbono attraverso il terreno.
“È davvero importante ricevere feedback dagli stakeholder per vedere cosa è fattibile per gli agricoltori”, ha affermato Seyfferth, “e che non rappresenti un grande peso per qualcosa che già fanno o per cambiare una pratica che stanno facendo, che devono fare per soddisfare un altro standard, come un diverso standard di sicurezza alimentare”.
I ricercatori hanno esplorato le interazioni tra piante con metalli e metalloidi, confrontando e contrapponendo il modo in cui cadmio e piombo si muovono attraverso i terreni e influenzano le verdure a foglia verde. Offrono anche soluzioni agli agricoltori per ridurre la quantità di metalli e metalloidi negli alimenti che coltivano.
“Gli agricoltori spesso lavorano con margini molto ridotti per qualcosa come gli spinaci”, ha detto Seyfferth. “Se gli enti regolatori rendessero davvero difficile raggiungere un certo livello di cadmio o piombo, potrebbero semplicemente cambiare e coltivare qualcos’altro”.
A complicare ulteriormente la situazione, una sfida con il cadmio negli spinaci è che l’acqua viene clorata per disinfettare gli spinaci. Ma aggiungere cloruro in realtà rende più facile al cadmio infiltrarsi nelle radici di una pianta, che lo trasloca nei tessuti verdi a foglia.
“Potremmo peggiorare il problema del cadmio usando acqua di irrigazione clorata per le verdure a foglia verde”, ha detto Seyfferth. “Forse dovremmo pensare a modi alternativi per disinfettare l’acqua di irrigazione che non implichino cloruro”.
Seyfferth ha affermato che una soluzione per aiutare a ridurre i livelli di metalli e metalloidi tossici negli alimenti è offrire sussidi agli agricoltori per adottare determinate strategie per ridurre autonomamente tali livelli. Il cadmio, che può accumularsi nelle foglie di spinaci, potrebbe essere ridotto rendendo i terreni meno acidi e lavando le foglie di spinaci dopo il raccolto. Il piombo è più difficile da rimuovere, ma lavare le foglie di spinaci con estratto di succo di limone potrebbe rimuovere fino al 26 percento del piombo nelle foglie, affermano i ricercatori.
“Le soluzioni non sono una soluzione generale”, ha detto Seyfferth. “Non sono adatte a tutti i terreni. Dovrebbero essere davvero specifiche per ogni sito”.
Limmer e Seyfferth hanno affermato che sono necessarie ulteriori ricerche per individuare una strategia di irrigazione ottimale che riduca i livelli di arsenico e cadmio nel riso.
“Esperimenti simili devono essere condotti su diversi terreni”, ha affermato Limmer, “idealmente in diverse condizioni di campo”.
Mentre gli Stati Uniti attendono la bozza di regolamenti della FDA sulla soglia consentita di arsenico, cadmio e mercurio negli alimenti per bambini, Seyfferth ha detto che vorrebbe che il governo federale rieseguisse uno studio condotto l’ultima volta negli anni ’80. La FDA, il Dipartimento dell’agricoltura degli Stati Uniti e l’Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti hanno analizzato terreni e piante abbinati in campi agricoli in tutti gli Stati Uniti per farsi un’idea della concentrazione di metalli e metalloidi in quelle piante e terreni.
“Da allora, ora si coltivano molti più spinaci, anche in aree in cui prima non venivano coltivati”, ha detto Seyfferth. “Alcuni di quei terreni hanno un contenuto di cadmio molto più elevato. Il mio tentativo sarebbe quello di rifare questa indagine”.(30Science.com)
