Published January 31, 2024 | Version v1
Publication Open

Impact of grazing around industrial areas on milk heavy metals contamination and reproductive ovarian hormones of she-camel with assessment of some technological processes on reduction of toxic residue concentrations

Creators

  • 1. Aswan University
  • 2. Kafrelsheikh University
  • 3. Banat University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine
  • 4. Badr University in Cairo

Description

Heavy metals are one of the most toxic chemical pollutants of the environment. Their hazards not restricted to human but extend to animal productivity and reproductively. The present study aimed to assess the impact of grazing around industrial areas on the levels of copper (Cu) and aluminum (Al) residues in milk samples collected from dromedary she-camels and studying their effects on some ovarian hormones. In addition, the study aimed to investigate methods of removal of the toxic concentrations of these heavy metals in milk by applying different technological processes. Blood and milk samples were collected from 30 dromedary she-camels, 15 grazing in non-industrial areas (group A) and 15 grazing in industrial areas (group B). Detection of the levels of these heavy metals in milk was done. Ovarian hormones investigation on the blood was performed. Different technological processes such as boiling, skimming and fermentation were applied to all contaminated samples to reduce the toxic concentrations of these heavy metals. Results revealed that all examined milk samples in both groups contained Cu, while 40% of group A and 100 % of group B contained Al residues with different concentrations. The levels of Cu and Al residues in samples of group A not exceeded the maximum residual limit (MRL) set by World Health Organization (WHO) while 60% and 100% of milk samples in group B contained Cu and Al residues exceeded MRL, respectively. Technological processes induce variant changes in the levels of these metals in milk. Heat treatment of milk in Al vats leads to leaching of Al from containers to the milk causing significant increase in Al load, while Cu level was not significantly affected. Boiling in stainless-steel containers decreased the levels of Al and Cu but in non-significant levels. Regarding skimming process, small amount of Cu and Al escaped into the skimmed milk while greater amount were recovered in the cream. Fermentation by probiotic bacteria showed that milk fermentation has non-significant effect on Cu and Al levels. Investigation of ovarian hormones (estrogen and progesterone) revealed presence of a signification reduction in the levels of these hormones in group B compared to group A. In addition, a negative correlation was found between these heavy metals and ovarian hormones concentrations in the blood. It is concluded that grazing of dromedary camels around industrial areas induce heavy metals toxicity represented by excretion of these metals in milk and significant reduction on ovarian function showed by reduction of estrogen and progesterone levels. Technological processes such as skimming decreased the levels of Al and Cu residues in milk.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

المعادن الثقيلة هي واحدة من أكثر الملوثات الكيميائية سمية في البيئة. لا تقتصر مخاطرها على الإنسان ولكنها تمتد إلى الإنتاجية الحيوانية والتكاثر. هدفت هذه الدراسة إلى تقييم تأثير الرعي حول المناطق الصناعية على مستويات بقايا النحاس (Cu) والألمنيوم (Al) في عينات الحليب التي تم جمعها من جمال الجمل ودراسة آثارها على بعض هرمونات المبيض. بالإضافة إلى ذلك، هدفت الدراسة إلى التحقيق في طرق إزالة التركيزات السامة لهذه المعادن الثقيلة في الحليب من خلال تطبيق عمليات تكنولوجية مختلفة. تم جمع عينات الدم والحليب من 30 جملاً من الإبل، و 15 رعيًا في المناطق غير الصناعية (المجموعة أ) و 15 رعيًا في المناطق الصناعية (المجموعة ب). تم الكشف عن مستويات هذه المعادن الثقيلة في الحليب. تم إجراء فحص هرمونات المبيض على الدم. تم تطبيق عمليات تكنولوجية مختلفة مثل الغليان والقشط والتخمير على جميع العينات الملوثة لتقليل التركيزات السامة لهذه المعادن الثقيلة. كشفت النتائج أن جميع عينات الحليب التي تم فحصها في كلتا المجموعتين تحتوي على النحاس، في حين أن 40 ٪ من المجموعة أ و 100 ٪ من المجموعة ب تحتوي على بقايا Al بتركيزات مختلفة. لم تتجاوز مستويات بقايا النحاس و Al في عينات المجموعة A الحد الأقصى للمخلفات (MRL) الذي حددته منظمة الصحة العالمية (WHO) في حين أن 60 ٪ و 100 ٪ من عينات الحليب في المجموعة B تحتوي على بقايا النحاس و Al تجاوزت MRL، على التوالي. تؤدي العمليات التكنولوجية إلى تغيرات متغيرة في مستويات هذه المعادن في الحليب. تؤدي المعالجة الحرارية للحليب في الأوعية إلى ترشيح Al من الحاويات إلى الحليب مما يتسبب في زيادة كبيرة في Al load، في حين لم يتأثر مستوى Cu بشكل كبير. أدى الغليان في حاويات من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى انخفاض مستويات Al و Cu ولكن في مستويات غير مهمة. فيما يتعلق بعملية القشط، هربت كمية صغيرة من النحاس و Al إلى الحليب منزوع الدسم بينما تم استرداد كمية أكبر في الكريم. أظهر التخمير بواسطة بكتيريا البروبيوتيك أن تخمير الحليب له تأثير غير مهم على مستويات النحاس و Al. كشف التحقيق في هرمونات المبيض (الإستروجين والبروجسترون) عن وجود انخفاض في مستويات هذه الهرمونات في المجموعة B مقارنة بالمجموعة A. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على علاقة سلبية بين هذه المعادن الثقيلة وتركيزات هرمونات المبيض في الدم. ويخلص إلى أن رعي الجمال الجملية حول المناطق الصناعية يحفز سمية المعادن الثقيلة المتمثلة في إفراز هذه المعادن في الحليب وانخفاض كبير في وظيفة المبيض يظهر من خلال انخفاض مستويات هرمون الاستروجين والبروجسترون. أدت العمليات التكنولوجية مثل القشط إلى تقليل مستويات بقايا Al و Cu في الحليب.

Translated Description (French)

Les métaux lourds sont l'un des polluants chimiques les plus toxiques de l'environnement. Leurs dangers ne se limitent pas à l'homme mais s'étendent à la productivité animale et à la reproduction. La présente étude visait à évaluer l'impact du pâturage autour des zones industrielles sur les niveaux de résidus de cuivre (Cu) et d'aluminium (Al) dans les échantillons de lait prélevés sur les chamelles dromadaires et à étudier leurs effets sur certaines hormones ovariennes. En outre, l'étude visait à étudier des méthodes d'élimination des concentrations toxiques de ces métaux lourds dans le lait en appliquant différents processus technologiques. Des échantillons de sang et de lait ont été prélevés sur 30 chamelles dromadaires, 15 pâturages dans des zones non industrielles (groupe A) et 15 pâturages dans des zones industrielles (groupe B). La détection des niveaux de ces métaux lourds dans le lait a été effectuée. Une investigation des hormones ovariennes sur le sang a été réalisée. Différents procédés technologiques tels que l'ébullition, l'écrémage et la fermentation ont été appliqués à tous les échantillons contaminés pour réduire les concentrations toxiques de ces métaux lourds. Les résultats ont révélé que tous les échantillons de lait examinés dans les deux groupes contenaient du Cu, tandis que 40 % du groupe A et 100 % du groupe B contenaient des résidus d'Al avec des concentrations différentes. Les niveaux de résidus Cu et Al dans les échantillons du groupe A ne dépassaient pas la limite résiduelle maximale (LMR) fixée par l'Organisation mondiale de la santé (OMS), tandis que 60 % et 100 % des échantillons de lait du groupe B contenaient des résidus Cu et Al dépassaient la LMR, respectivement. Les processus technologiques induisent des variations dans les niveaux de ces métaux dans le lait. Le traitement thermique du lait dans les cuves d'Al entraîne la lixiviation de l'Al des récipients dans le lait, ce qui entraîne une augmentation significative de la charge en Al, tandis que le niveau de Cu n'a pas été affecté de manière significative. L'ébullition dans des récipients en acier inoxydable a diminué les niveaux d'Al et de Cu mais à des niveaux non significatifs. En ce qui concerne le processus d'écrémage, une petite quantité de Cu et d'Al s'est échappée dans le lait écrémé tandis qu'une plus grande quantité a été récupérée dans la crème. La fermentation par des bactéries probiotiques a montré que la fermentation du lait a un effet non significatif sur les niveaux de Cu et d'Al. L'étude des hormones ovariennes (œstrogène et progestérone) a révélé la présence d'une réduction significative des taux de ces hormones dans le groupe B par rapport au groupe A. De plus, une corrélation négative a été trouvée entre ces métaux lourds et les concentrations d'hormones ovariennes dans le sang. Il est conclu que le pâturage des chameaux dromadaires autour des zones industrielles induit une toxicité des métaux lourds représentée par l'excrétion de ces métaux dans le lait et une réduction significative de la fonction ovarienne démontrée par la réduction des taux d'œstrogènes et de progestérone. Les processus technologiques tels que l'écrémage ont diminué les niveaux de résidus d'Al et de Cu dans le lait.

Translated Description (Spanish)

Los metales pesados son uno de los contaminantes químicos más tóxicos del medio ambiente. Sus peligros no se limitan a los humanos, sino que se extienden a la productividad animal y reproductiva. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar el impacto del pastoreo alrededor de áreas industriales en los niveles de residuos de cobre (Cu) y aluminio (Al) en muestras de leche recolectadas de camellos de dromedario y estudiar sus efectos sobre algunas hormonas ováricas. Además, el estudio tuvo como objetivo investigar métodos de eliminación de las concentraciones tóxicas de estos metales pesados en la leche mediante la aplicación de diferentes procesos tecnológicos. Se recogieron muestras de sangre y leche de 30 camellos de dromedario, 15 de pastoreo en zonas no industriales (grupo A) y 15 de pastoreo en zonas industriales (grupo B). Se realizó la detección de los niveles de estos metales pesados en la leche. Se realizó una investigación de hormonas ováricas en la sangre. Se aplicaron diferentes procesos tecnológicos como la ebullición, el desnatado y la fermentación a todas las muestras contaminadas para reducir las concentraciones tóxicas de estos metales pesados. Los resultados revelaron que todas las muestras de leche examinadas en ambos grupos contenían Cu, mientras que el 40% del grupo A y el 100% del grupo B contenían residuos de Al con diferentes concentraciones. Los niveles de residuos de Cu y Al en las muestras del grupo A no excedieron el límite máximo residual (LMR) establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS), mientras que el 60% y el 100% de las muestras de leche del grupo B contenían residuos de Cu y Al excedieron el LMR, respectivamente. Los procesos tecnológicos inducen cambios variables en los niveles de estos metales en la leche. El tratamiento térmico de la leche en cubas de Al conduce a la lixiviación de Al de los recipientes a la leche, lo que provoca un aumento significativo en la carga de Al, mientras que el nivel de Cu no se vio afectado significativamente. La ebullición en recipientes de acero inoxidable disminuyó los niveles de Al y Cu, pero en niveles no significativos. Con respecto al proceso de desnatado, una pequeña cantidad de Cu y Al se escapó a la leche desnatada, mientras que una mayor cantidad se recuperó en la nata. La fermentación por bacterias probióticas mostró que la fermentación de la leche tiene un efecto no significativo en los niveles de Cu y Al. La investigación de las hormonas ováricas (estrógeno y progesterona) reveló la presencia de una reducción significativa en los niveles de estas hormonas en el grupo B en comparación con el grupo A. Además, se encontró una correlación negativa entre estas concentraciones de metales pesados y hormonas ováricas en la sangre. Se concluye que el pastoreo de camellos dromedarios alrededor de áreas industriales induce toxicidad por metales pesados representada por la excreción de estos metales en la leche y una reducción significativa en la función ovárica mostrada por la reducción de los niveles de estrógeno y progesterona. Procesos tecnológicos como el desnatado disminuyeron los niveles de residuos de Al y Cu en la leche.

Files

s12917-024-03882-7.pdf

Files (1.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d18919f1ac3246c1deb74805fbf25d0c
1.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير الرعي حول المناطق الصناعية على تلوث الحليب بالمعادن الثقيلة وهرمونات المبيض التكاثرية للإبل مع تقييم بعض العمليات التكنولوجية على تقليل تركيزات المخلفات السامة
Translated title (French)
Impact du pâturage autour des zones industrielles sur la contamination par les métaux lourds du lait et les hormones ovariennes reproductrices de la chamelle avec évaluation de certains processus technologiques sur la réduction des concentrations de résidus toxiques
Translated title (Spanish)
Impacto del pastoreo alrededor de áreas industriales en la contaminación por metales pesados de la leche y hormonas ováricas reproductivas de la camella con evaluación de algunos procesos tecnológicos en la reducción de las concentraciones de residuos tóxicos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4391392672
DOI
10.1186/s12917-024-03882-7

Is supplement to
https://openalex.org/W2390606540 (Other)
https://openalex.org/W2372469608 (Other)
https://openalex.org/W2360901525 (Other)
https://openalex.org/W2358880468 (Other)
https://openalex.org/W2355001200 (Other)
https://openalex.org/W2316486014 (Other)
https://openalex.org/W2154047064 (Other)
https://openalex.org/W2113480312 (Other)
https://openalex.org/W2019354570 (Other)
https://openalex.org/W1977484132 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1015124193
  • https://openalex.org/W1857292438
  • https://openalex.org/W1963777545
  • https://openalex.org/W1979770314
  • https://openalex.org/W1983057459
  • https://openalex.org/W1984381512
  • https://openalex.org/W2010298996
  • https://openalex.org/W2011775205
  • https://openalex.org/W2030889899
  • https://openalex.org/W2055400016
  • https://openalex.org/W2055903255
  • https://openalex.org/W2530839921
  • https://openalex.org/W2544636934
  • https://openalex.org/W2546892117
  • https://openalex.org/W2749885826
  • https://openalex.org/W2907958255
  • https://openalex.org/W2913319356
  • https://openalex.org/W2953394497
  • https://openalex.org/W2963306194
  • https://openalex.org/W2996244824
  • https://openalex.org/W3006169391
  • https://openalex.org/W3015401164
  • https://openalex.org/W3081083483
  • https://openalex.org/W3084100763
  • https://openalex.org/W3100368471
  • https://openalex.org/W3124526027
  • https://openalex.org/W3197928551
  • https://openalex.org/W3198413986
  • https://openalex.org/W3203410171
  • https://openalex.org/W4210590460
  • https://openalex.org/W4210708207
  • https://openalex.org/W4285448173
  • https://openalex.org/W4296047176
  • https://openalex.org/W4312576898
  • https://openalex.org/W4386373688