Az emberek, az állatok, a növények és a mikroorganizmusok számára nélkülözhetetlen nyomelem. Emellett fizikai és kémiai tulajdonságainál fogva is figyelemreméltó, az iparban felhasználható sokoldalúságáról nem is beszélve. Íme, a világ egyik legelterjedtebb fémes eleme, a cink.
A cink, régies magyar nevén horgany, az átmenetifémek csoportjába tartozik, vegyjele Zn. Kémiai elemként 30-as atomszámmal rendelkezik, relatív atomtömege 65,38. A cink szobahőmérsékleten enyhén törékeny fém, és az oxidálódott réteg eltávolítása után fényesszürkés megjelenésű. A cink a periódusos rendszer 12. csoportjának első eleme. A földkéreg 24. leggyakoribb eleme, és 5 stabil izotópja van.
Felfedezése
Európában csak az 1300-as években állítottak elő cinket, miközben az emberiség már a késő ókortól ismert cinktárgyakat és cinkkel bevont fémeket. A cink legrégebbi bizonyítéka az észak-indiai Rajasthanból származik, itt desztillációs eljárást alkalmaztak a tiszta cink előállítására. Az alkimisták is cinket égettek a levegőben, hogy létrehozzák azt a szervetlen vegyületet, amelyet „filozófusgyapjúnak” vagy „fehér hónak” neveztek.
Az elemet minden bizonnyal Paracelsus alkimista nevezte el a német Zinke (nyúl, fog) szó után. A tiszta fémes cink felfedezése 1746-ra tehető, ami Andreas Sigismund Marggraf német kémikus nevéhez fűződik. A cink még ismertebbé vált, amikor Luigi Galvani és Alessandro Volta 1800-ban felfedezte az elektrokémiai tulajdonságait.
Fizikai tulajdonságai
A cink kissé kékes árnyalatú, fémfényű elem. Szobahőmérsékleten rideg, míg 150–200 °C között kovácsolható. 200 °C fölött pedig annyira rideg, hogy mozsárban porrá törhető. Jó elektromos vezető, szilárdsága csekély, sűrűsége 7,14 g/cm³, olvadáspontja 419 °C, forráspontja 907 °C.
Kémiai tulajdonságai
A cink – kémiai jellemzőit tekintve – száraz levegőn nem oxidálódik, a nedves, főleg a szén-dioxid-tartalmú levegő viszont megtámadja. A halogének szobahőmérsékleten csak nedvesség jelenlétében hatnak rá. Magas hőmérsékleten kékeszöld lánggal ég el cink-oxiddá. A cink a kénnel, a szelénnel és a tellúrral hevítve a megfelelő vegyületeket adja, de a foszforral, az arzénnel, és az antiomonnal is vegyül, ellenben a nitrogénnel nem lép reakcióba. A víz közönséges hőmérsékleten alig hat rá, magasabb hőmérsékleten hidrogént fejleszt, miközben cink-oxid keletkezik. A híg savak oldják, a laboratóriumokban általában így fejlesztenek hidrogént.
A tiszta cink igen lassan oldódik, de a szennyezések növelik a reakciósebességét. Ennek elektrokémiai okai vannak: egyrészt helyi elemek jönnek létre az idegen fémekkel, másrészt csökken a hidrogénfejlődés túlfeszültsége, ami a tiszta cinken a legnagyobb. A cink ammónium-hidroxidban és ammóniumsók oldatában levegő jelenlétében oldódik, mert az először keletkező vékony oxidhártyát komplex képződés folytán oldják a fenti folyadékok, így a védőhártya nem maradhat meg. Ammóniában izzítva cink-nitriddé alakul.
A szén-dioxidot már 300 °C fölött szén-monoxiddá redukálja. Kén-hidrogénnel cink-szulfidot ad. Mindig két vegyértékű, számos ionvegyülete ismert. Vannak azonban atomvegyületei is, például oxidja és szulfidja, illetve nitridje. Foszfidjai részben átmenetet képeznek a fémes rácsokhoz, arzenidje félfémes. A cinkion színtelen, csakúgy, mint a vegyületei. Atomvegyületei azonban sokszor színesek.
Ipari felhasználásai
A cink a negyedik leggyakrabban használt fém, csak a vas, az alumínium és a réz előzi meg. Éves termelése megközelítőleg 13 millió tonnára tehető. A világ cinkkészletének mintegy 70 százaléka bányászatból, míg a fennmaradó 30 százaléka másodlagos cink-újrahasznosításból származik.
Tetőfedéshez, esőcsatornák, párkányok, vödrök készítéséhez használtak egykor cinket. Napjainkban cinkbevonatú acélt alkalmaznak hasonló célokra. Öntésre is kiváló, elsősorban ötvözetek formájában. Rézzel alkotott ötvözete a sárgaréz. 4 százalék alumínium és 0,5–1 százalék réz ötvözetét fröccsöntésre használják. Érdekesség, hogy egy 78 százalék cinket és 22 százalék alumíniumot tartalmazó ötvözet csaknem olyan erős, mint az acél, és olyan jól önthető, mint a műanyag. Régóta használatos a horganyzott vasból készített bádog, amelyet vaslemezek olvadt cinkbe mártásával hoznak létre, de galvanizálással is előállítható.
Az iparban különböző cinkvegyületeket is gyakran használnak, például a cink-oxidot festő- és töltőanyagként, valamint festékekben és műanyagokban alkalmazzák. A cink-karbonátot és a cink-glükonátot étrend-kiegészítőkben, a cink-kloridot dezodorokban, a cink-piritiont korpásodás elleni samponokban, a cink-szulfidot pedig lumineszkáló (kép)ernyőkben használják fel. A fémcinket főleg korrózióvédő bevonatként alkalmazzák a fémeken.
A cink hatásai az emberi szervezetre
A cink nélkülözhetetlen nyomelem az emberek, az állatok, a növények és a mikroorganizmusok számára, és szükséges a születés előtti és utáni fejlődéshez is. A második leggyakoribb nyomelem az emberben a vas után, és a cink az egyetlen, amely minden enzimosztályban megjelenik. Nagyjából 2–4 gramm cink oszlik el az emberi testben. A legtöbb cink az agyban, az izomban, a csontokban, a vesében és a májban található, a legmagasabb koncentrációban pedig a prosztatában és a szem egyes részein. A sperma különösen gazdag cinkben, kulcsfontosságú tényező a prosztata mirigyműködésében és a reproduktív szervek növekedésében. A test cinkhomeosztázisát elsősorban a bél szabályozza.
Mint a nyomelemek legnagyobb része, a cink is kiemelkedő szerepet tölt be a szervezetben lezajló enzimatikus folyamatok szabályozásában. A cink számos enzim működéséhez szükséges az aktív centrumok kialakításán vagy leginkább a fehérjetermészetű enzimek térszerkezetének stabilizálásán keresztül. Nyomelemként részt vesz a nukleinsavak (DNS, RNS) térszerkezetének helyes beállításában is.
Az inzulin térszerkezetének megfelelő stabilizálása is cink jelenlétéhez kötött. Így részt vesz a vércukorszint szabályozásában, amely összetevője a szervezet komplex anyagcsere-állapotának. Emellett a cink a nehézfémek egyéb ártalmas hatásaitól is védi a szervezetet, vagyis általános detoxikáló szerepe is van.
Kapcsolódó bejegyzések
Vízben oldódó vitaminok és pótlásuk
Korábbi Greendex-cikkünkben kifejtettük, hogy a zsírban oldódó A-, D-, E- és K-vitaminból egészséges és változatos táplálkozással eleget be tudunk vinni a szervezetünkbe. Kivételek ez alól a téli és az őszi hónapok, amikor kevesebb a napsütés, ami pedig a D-vitamin előállításához elengedhetetlen.
Forrásai és különböző formái
A cink bőségesen megtalálható a fehérjében gazdag ételekben. Ide tartoznak a hüvelyesek, a tojás, a tej, a húsfélék, a tengeri herkentyűk és a halak. A cink koncentrációja a növényekben a talaj cinktartalom-szintjétől függ. A cinket tartalmazó élelmiszernövényekhez tartoznak a búza (a csíra és a korpa) és a különböző magvak, beleértve a szezámmagot, a napraforgómagot, a tökmagot, a dióféléket, a mandulát, a mákot és a mustárt. A cink megtalálható még a babban, a teljes kiőrlésű gabonában és a feketeribizliben is.
Ezen táplálékokból a cink felszívódása kiegyensúlyozott. Ám egyidejű magas rosttartalmú élelmiszerek fogyasztása vagy tetraciklin szedése rontja a felszívódás sebességét és mértékét. Kiegyensúlyozott táplálkozás esetén cinkkiegészítők szedése nem szükséges, ám egyoldalú táplálkozás vagy valamilyen betegség fellépésekor a cinkpótlás jó hatású lehet.
Napi cinkszükségletünk és a túladagolás veszélyei
Az Egyesült Államok Orvostudományi Intézete (IOM) 2001-ben frissítette a cinkre vonatkozó becsült átlagos szükségleteket és a hozzá kapcsolódó ajánlott étrend-kiegészítőket. A gyermekek testsúlykilogrammra vonatkoztatott cinkszükséglete magasabb, mint a felnőtteké, mivel a cink relatív nagyobb mennyisége szükséges az intenzív növekedési folyamatok és a nemi érés időszakában.
Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) a felnőtt férfiak számára naponta 9,4–16,3 mg, míg a nőknek 7,5–12,7 mg cink bevitelét javasolja. Várandós és szoptató édesanyáknak ezt az ajánlott mennyiséget napi 1,6–2,9 mg-mal lehet növelni. A sportolók számára is fontos a nagyobb cinkbevitel, ami segíthet az immunrendszer működésének a fenntartásában a megterhelő edzések során. A vizsgálatok kimutatták, hogy napi 25 mg cink szedése már pozitív hatást fejtett ki e tekintetben.
Étrend-kiegészítő
A cinktartalmú táplálék-kiegészítőket is orvosi felügyelet mellett érdemes alkalmazni. A hideg évszakokban, kiváltképp influenzaszerű megbetegedések alkalmával a sejtek ellenálló képességének növelése végett szükséges pótolni szervezetünk számára a cinket. A tudományos élet hazai és külföldi képviselői a Planet Budapest 2023 fenntarthatósági expón is részt vettek. Az egészségmegőrzéssel kapcsolatban számos előadás és értékes tanács hangzott el, felhívva a figyelmet a természet adta gyógymódok rendszeres alkalmazására.
Szelén és cink együttes szedése
A cink és a szelén együttes egészségvédő hatását is fontos kiemelni. A cink és a szelén együtt alkalmazva szinergista hatást fejt ki, ami azt jelenti, hogy együttesen hatékonyabbak, mint külön-külön. Minden korcsoport számára előnyös, ha olyan táplálék-kiegészítőt szed, amely ezeket az ásványi anyagokat együtt tartalmazza, de külön figyelniük kell a megfelelő pótlásra a fogyókúrázóknak, a vegetáriánusoknak, a várandósoknak és a dohányosoknak.
Túladagolás
A cink túlzott mértékű bevitele általános rosszullétet, hányingert, hányást okoz, illetve tartós túladagolás esetén rézhiány alakulhat ki. 150–450 mg cink a réz felszívódásának csökkenését eredményezi a szervezetben, az így kialakult rézhiány pedig vérszegénységhez vezethet. Az ilyen magas cinkszint negatív hatással lehet a szervezet vasanyagcseréjére, valamint az immunitásra is. Ezért érdemes betartani a fent javasolt adagokat. Ha azonban a cinket táplálkozásunk révén juttatjuk be a szervezetünkbe, és nem szedünk mellé táplálék-kiegészítőket, nem kell aggódnunk a cinktúladagolás miatt.
Mit okoz a cinkhiány?
Világviszonylatban közel 2 milliárd ember szenved cinkhiányban. A veszélyeztetett csoportok közé tartoznak a fejlődő országokban élő gyermekek és a krónikus betegségekben szenvedő idősebb emberek. A cinkhiány a gyermekeknél növeli a fertőzések és a hasmenés gyakoriságát, és évente mintegy 800 ezer gyermek halálához járul hozzá világszerte.
Kapcsolódó bejegyzések
Elég vitamint fogyasztunk?
Vajon elegendő az a vitamin, amit naponta a (friss) zöldségekkel és gyümölcsökkel, illetve a változatos táplálkozással beviszünk a szervezetünkbe? Milyen vitaminokra van szükségünk, melyik mire jó? Mi a különbség a vízben, illetve a zsírban oldódó vitaminok között? Miben találhatók meg ezek az anyagok, és mikor van szükségünk táplálékkiegészítőkre?
Tünetek
A cinkhiány elsősorban az elégtelen étrend következménye, számos módon jelentkezhet testi tünetek formájában:
- Cinkhiány hatására a bőr kiszárad, hámlik, a haj elvékonyodik, kihullik, és nehezebben gyógyulnak a sebek.
- Nem specifikus szájüregi fekélyként, szájgyulladásként vagy fehér nyelvbevonatként is jelentkezhet a cink hiánya.
- A súlyos cinkhiány megzavarhatja a szaglást és az ízlelést, de az éjszakai vakság is a jellemzője lehet.
- A cinkhiányban szenvedő emberek károsodott immunfunkciója légzőszervi, bélrendszeri és gyomorfertőzések, valamint tüdőgyulladás kialakulásához is vezethet.
- Súlyos hasmenést és étvágytalanságot is okozhat a cink hiánya.
- A kognitív funkciók – mint például a tanulás és a hedonikus tónus – cinkhiány esetén károsodnak. A mérsékelt és a súlyosabb cinkhiány viselkedési rendellenességeket, többek között ingerlékenységet, letargiát és depressziót válthat ki.
- Az alacsony plazmacinkszint számos pszichológiai rendellenességgel járhat. A skizofrénia is összefüggésbe hozható az agy cinkszintjének csökkenésével.
- A cinkhiány a terhesség alatt negatívan befolyásolhatja mind az anyát, mind a magzatot. Állatkísérletek azt mutatják, hogy az anya cinkhiánya felboríthatja a szülési folyamat hatékonyságát. A kutatók a nehéz és hosszan tartó vajúdás és vérzés megnövekedett előfordulását dokumentálták cinkhiányos állatoknál. Ezeket a hatásokat az ösztrogén hibás működése közvetítheti az ösztrogénreceptoron keresztül, amely cink-ujj fehérjét tartalmaz.
- Gyermekek esetében a cink hiánya lassú növekedést okozhat, ami a világ gyermeknépességének egyharmadát érinti.
- A tesztoszteron előállításához is cink szükséges, így hiánya csökkent tesztoszteronszinthez vezethet, ami szexuális éretlenséget eredményezhet.
A fent említett példák is bizonyítják, hogy a napi cinkszükségletünk megfelelő biztosításával az egészségünk megőrzésén túl az életünk számos területén tapasztalhatunk javulást. Fogyasszunk tehát cinkben gazdag élelmiszereket jó közérzetünk és egészségünk védelmének érdekében!
Fotók: Canva, Pixabay, Stock photo
