Пономарьов П. X., Сирохман і. В.

Безпека харчових продуктів та продовольчої сировини

1. Забруднення харчової продукції нітратами.

2. Радіаційне забруднення та радіаційна обробка продуктів харчування.

3. Забруднення продуктів харчування і прод. сировини пестицидами.

4. Забруднення продуктів харчування і прод. сировини важкими металами.

5. Забруднення продуктів харчування і прод. сировини антибактеріальними речовинами.

6. Харчові добавки.

7. Деякі шляхи досягнення екологічної чистоти навколишнього середовища та продуктів харчування.

8. Збалансоване, повноцінне та адекватне харчування.

Здоров’я людини переважно визначається впливом факторів навколишнього середовища, у тому числі якістю харчових продуктів. Недбайливе, корисливе ставлення людини до біосфери призвело до того, що рослинний і тваринний світ став також небезпечним для людини. У процесі переробки рослинної і тваринної сировини виникає все більше екологічних проблем, розв’язання яких зумовлено безпекою харчування. Забезпечення безпеки продуктів харчування з кожним роком стає все більш актуальним і невідкладним завданням вчених, виробників харчової продукції, СЕС, державних органів. Безпека продуктів харчування – це відсутність шкідливого впливу на здоров’я людини при їх вживанні, а саме токсичної, канцерогенної, мутагенної і тератогенної дії всіх складників.

Забруднення харчових продуктів спричинюють промислові викиди хімічних та радіоактивних відходів у навколишнє середовище; неправильне застосування хімічних добрив і пестицидів; використання недосконалої технології та обладнання при виробництві харчових продуктів і як наслідок потрапляння шкідливих домішок у кінцевий продукт, утворення шкідливих речовин під час виробничого процесу. За даними науково-дослідних установ, СЕС сьогодні на реалізацію надходить значна частина продукції, в якій вміст забрудників перевищує допустимий рівень.

Забруднення харчових продуктів промислового походження—це складні органічні й неорганічні речовини, які являють собою побічні продукти промислових, хімічних та інших процесів. Забруднення, що потрапляють із навколишнього середовища, мають різну хімічну структуру. За фізичними властивостями — це стабільні та стійкі сполуки, які мають здатність до біоакумуляції.

Багато шкідливих сполук утворюються при зберіганні сировини, технологічній її обробці. У процесі виробництва харчових продуктів також використовують різні барвники, підсолоджувачі, консерванти, що не завжди корисні для людини. А якщо до них приєднуються забруднювачі харчових продуктів, загроза для здоров'я людини збільшується. Токсико-гігієнічного дослідження потребують не тільки харчові добавки, а й усі продукти, які надходять до споживача.

На початку 70-их років розроблена концепція критичної контрольної точки при аналізі небезпечного фактора (ККТАНФ), суть якої у тому, що основний акцент контролю безпеки харчових продуктів необхідно робити на попередження критичних ситуацій при їх виробництві, а не на перевірку готової продукції. Відповідальність за виявлення критичних точок у технології виробництва несе виробник. Цей процес потребує виявлення небезпечних факторів і визначення контрольних заходів, організацію системи моніторингу і усунення недоліків виробництва.

Комісією Codex Alimentarius опубліковано документ «Система аналізу небезпечного фактора і контрольної точки і керівництво до її застосування», який використовується у всьому світі як стандарт, що забезпечує належний контроль харчової продукції.

Забруднення харчових продуктів нітратами.

Нітрати - це солі нітратної кислоти безбарвні кристалічні речовини, добре розчинні у воді. Вони досить розповсюджені у природі, складаючи цілий клас мінералів, з яких особливо відомі натрієва, калієва і амонійна селітри. Ці речовини є невід’ємною частиною біосфери і природного колообігу азоту в природі.

Вивчення їх як токсикантів почалося зовсім недавно. Це пов’язано із значним забрудненням овочів, водоймищ нітратами внесених на поля мінеральних добрив. В турботах про урожай ми вносимо в ґрунт досить великі кількості зв’язаного азоту у вигляді мінеральних добрив. Спеціалісти вважають, що останні залишаться і на майбутнє одним із основних напрямків підвищення продуктивності сільськогосподарського виробництва. У наш час більше 40% світового виробництва продуктів харчування є результатом використання нітратів. Відомо, що азот відіграє важливу роль у процесі росту і розвитку овочевих культур. Він надходить до рослини у вигляді нітрат-іонів та іонів амонію добре розчинних у воді. Ці сполуки використовуються рослиною для побудови органічних речовин – амінокислот і білків. Азот сприяє тривалому перебуванню рослини в молодому і плодоносному стані, входить до складу хлорофілу, вітамінів групи В, багатьох ферментів, прискорює інтенсивність фотосинтезу. Тобто, присутність певної кількості нітратів в рослинних продуктах незаперечна.

Якщо швидкість надходження нітрат-іонів більша швидкості проходження фотосинтезу, тоді більша частина нітратів залишається в незміненому вигляді у тканинах рослин.

Підвищений вміст цих сполук знижує якість продуктів. Накопичення нітратів в овочах і фруктах, м’ясі, молоці та інших харчових продуктах викликає отруєння, генетичні порушення та інші захворювання людини і тварин.

Доведено, що нітрати в організмі людини і тварин можуть відновлюватися до нітритів, які мають досить високий окисно-відновний потенціал. Нітрити здатні стимулювати окиснювальні реакції, відновлюють окислені цитохромні системи, змінюють активність багатьох ферментних систем, руйнують вітамін А та ін.

Головна небезпека дії нітритів на організм людини полягає у здатності перетворювати гемоглобін крові на метгемоглобін, не здатний переносити кисень. Найчутливіші до нітратів діти у перші місяці життя, люди похилого віку та хворі на анемію, із захворюваннями серцево-судинної, дихальної і видільної систем. Чутливість до нітратів посилюється в умовах гірської місцевості, при підвищеному вмісті у повітрі оксидів азоту, окису і двоокису вуглецю, а також при вживанні спиртних напоїв. Судиннорозширювальна дія нітратів з поступовим зниженням артеріального тиску збільшує нестачу кисню у тканинах.. Метгемоглобінемія може протікати без помітних зовні клінічних проявів, або ж з проявами, на які ми, як правило, не звертаємо уваги. Це швидка втомлюваність організму, сонливість, легке головокружіння та ін.

Нітрати також є попередниками ще більш шкідливих речовин – канцерогенних нітрозамінів. Вміст у їжі нітратів, як попередників канцерогенних сполук, вимагає особливої уваги, так як утворення в організмі цих речовин відбувається при менших концентраціях нітрат- і нітрит-іонів, ніж утворення метгемоглобіну та інших патологічних явищ. Цілим рядом епідеміологічних досліджень у певних геохімічних регіонах встановлено залежність між наявністю в питній воді високих концентрацій нітратів і високою частотою захворювання на рак шлунку, адже у більшості випадків при використанні азотних добрив рослини засвоюють не більше 30-40% внесеної кількості, решта потрапляє у ґрунтові води.

Близько 85% нітратів надходить в організм з овочами і фруктами, приблизно 10% - з водою, 5% - з іншими харчовими продуктами (м’ясом молоком сиром та ін.).

Сільське господарство на сучасному етапі не може гарантувати екологічно чисту продукцію. Тому пошук і розробка заходів, що дозволяють відчутно знизити надходження нітратів в організм людини є однією з актуальних проблем сьогодення.

Профілактичними заходами зниження нітратів є вирощування сортів культур з низькою здатністю до накопичення цих сполук. Ступінь зниження вмісту нітратів залежить від способів зберігання і кулінарної обробки харчової продукції. Необхідний пошук оптимальних режимів зберігання і переробки свіжої рослинної продукції, які забезпечують зниження рівня нітратів у готових стравах.

Зниження нітратів в овочах при зберіганні залежить від багатьох факторів: виду, сорту, району вирощування, термінів збирання врожаю та ін.

Встановлено, що при зберіганні овочів у приміщеннях з підвищеною вентиляцією, відбувається зниження вмісту нітратів залежно від терміну зберігання.

Небезпечно зберігати при кімнатній температурі овочі, які містять велику частку вологи і швидко псуються. У пошкоджених плодах під дією мікрофлори нітрати відновлюються до нітритів, а при подальшому зберіганні і до інших сполук азоту. На цей процес впливає вид продукту, температура і час зберігання.

Так, при зберіганні шпинату при кімнатній температурі за 4 дні кількість нітратів в ньому знижується на 30%, але значно підвищується вміст нітритів. За умови досить низьких температур при зберіганні продуктів рослинного походження 10 днів в них не відбувається ніяких змін, лише в наступні 3-4 тижні спостерігаються ті ж самі зміни. Встановлена також можливість накопичення нітритів у розморожених і протертих овочевих продуктах. Нестерилізовані соки при кімнатній температурі уже через декілька годин можуть бути небезпечними для здоров’я людини. Загибель великої кількості сільськогосподарських тварин пов’язана саме з тим, що вживання подрібнених буряків, гички та інших соковитих рослин, забруднених нітратами, через деякий час може призвести до гострого отруєння. Рекомендується готувати соки і пюре безпосередньо перед вживанням, переробку проводити при низьких температурах з охолодженої сировини, нетривалий час зберігати в холодильнику, або ж швидко піддавати тепловій обробці.

Кулінарна обробка, як правило, знижує концентрацію нітратів у продуктах. Найбільші зміни відбуваються в очищених і подрібнених овочах.

При кулінарних процесах, пов’язаних з випарюваннях рідини і концентрацією сухих речовин кількість нітратів зростає в декілька разів Але зустрічаються і протилежні твердження.

При засолюванні і квашенні продуктів кількість нітратів до кінця ферментації зменшується у 1,5-2 рази. Підвищений вміст нітратів у свіжій сировині негативно впливає на якість квашених продуктів. Кавуни, огірки, помідори, що містять кількість нітратів у 1,5-2 рази перевищуючу ГДК, при квашенні набувають неприємного смаку і запаху, у кавунів часто спостерігається від’єднання шкірки від м'якоті.

При консервуванні нітрати втрачаються частково при ошпарюванні, частково переходять до заливок (розсолів, маринадів, сиропів), тому розсіл і маринад краще не вживати. У розсолі з капусти і помідорів міститься більше нітратів і аскорбінової кислоти, ніж в самих овочах. Для огірків – навпаки. Інші способи консервування також знижують вміст нітратів в продукції. Заморожені овочі, як і свіжі, містять більше нітратів, ніж фрукти, і більше, ніж овочі консервовані іншими способами, особливо з використанням термічних способів обробки.

Технологічні властивості зниження нітратів і нітритів обмежені. Їх можна видалити частково водою при бланшуванні, але при цьому втрачаються цінні речовини При тепловій обробці, як було встановлено, нітрати розподіляються між овочами і відваром. Зразу після варіння в овочах міститься лише 15% від загальної кількості нітратів, а надалі відбувається вирівнювання концентрацій.

Вміст нітратів в добовому раціоні людини найбільшою мірою залежить від вмісту їх в готових кулінарних виробах. Одним із основних способів зменшення кількості нітратів в готових стравах є застосування різних способів кулінарної обробки овочів і фруктів. Знижувати кількість нітратів і нітритів ми починаємо вже миючи овочі і фрукти. Дані різних авторів значно відрізняються, що залежить, в основному, від умов проведення досліду, виду сировини, ґрунтів, на яких вирощували рослини та інших факторів. Попередня кулінарна обробка продуктів рослинного походження (очистка і вимочування) знижує вміст нітратів в середньому на 10%, а варіння у воді моркви на 60%, картоплі – на 80%, буряка – на 40% [53]. Неоднаковий відсоток втрати нітратів пояснюється впливом структури рослинних клітин на здатність нітратів переходити в рідину. При варінні овочів на пару значення зниження концентрації нітратів у продуктах нижче, ніж при варінні у воді.

Очищення від шкірки, вимочування у воді, особливо подрібненої сировини, знижує вміст нітратів на 10-40%. Бланшування, зливання відвару і подальше варіння до готовності – на 50-70%. Нарізування сировини з подальшим бланшуванням і варінням дозволяє знизити вміст нітратів на 80-90%.

Поряд з цим, є повідомлення, що смаження, пасерування, запікання овочів і фруктів в шкірці збільшує кількість нітратів. За Мітченковим же, при смаженні картоплі основним способом втрата нітратів становить 15%, при смаженні у фритюрі – близько 60%.

Припускають, що вони частково руйнуються з утворенням оксидів азоту і кисню. Відсоток перетворення нітратів залежить від температури і часу.

Дослідження показали, що варіння приводить до статистично достовірного зниження вмісту нітратів і нітритів у моркві, буряку, цибулі. В картоплі цей показник в процесі варіння істотно не змінювався.

Найнижчий вміст азотистих речовин був у відварених овочах за винятком тушкованого буряку та тушкованої і запеченої моркви.

В результаті цих і багатьох інших досліджень зроблено висновки, що варіння овочів сприяє найбільшій втраті нітратів і нітритів, але овочеві відвари з великим вмістом нітратів краще не використовувати.

Зменшенні розмірів нарізування, збільшення кількості рідини при варінні прискорюють втрату нітратів [56, 57].

Варіння овочів під тиском (скороварки, парові котли) порівняно із звичайними способами сприяє більш значному зниженню вмісту азотистих речовин у продуктах.

Але слід відмітити, що більшість із згаданих методів кулінарної обробки рослинної продукції призводить до значних втрат інших цінних компонентів: мінеральних речовин і вітамінів.

В наш час вчені пропонують альтернативні способи зниження вмісту нітратів в продуктах харчування. Серед них такі, як: мікробіологічний (застосування денітрифікуючих бактерій), хімічний (обробка харчовими солями заліза, розчинами аскорбінової кислоти, фолієвої кислоти, цистеїну), електрофізичні (іонний обмін) та інші.

Радіоактивне забруднення

Радіоактивне забруднення продуктів харчування зумовлене природними і штучними джерелами надходження в них ізотопів. Радіонукліди природного походження постійно присутні у всіх об’єктах живої і неживої природи. До них відносяться ⁴⁰К, ¹⁴С, ³Н, ⁷Be, ²³² Th, ²³⁸U, ²²⁶Ra, ²²⁸Rn та інші. У результаті добування корисних копалин, спалювання органічного палива й іншої діяльності людини відбувається збільшення забруднення біосфери природними радіонуклідами.

Найвагомішим природним радіонуклідом у структурі річних доз опромінення людини (більше 70%) є радон (²²⁸Rn) – продукт розпаду радію (²²⁶Ra). Із грунтових вод і грунту цей газ потрапляє в атмосферу, де його дочірні радіонукліди - a і β-частинки адсорбуються пилом і потрапляють під час дихання в організм людини.

Останнім часом внаслідок підкорення людиною ядерної енергії до природних джерел іонізуючого випромінювання додалися штучні, зумовлені людською діяльністю. До них відносять ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ⁸⁹Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Ce, ¹³¹I, ⁹⁵Zr та інші. Величина екскреції радіонуклідів визначається перш за все шляхом їх надходження в організм і фізико-хімічними властивостями радіонуклідів, які впливають на всмоктування й інтенсивність їх обміну між кров'ю й органами.

Розрізняють зовнішнє і внутрішнє опромінення. Основним джерелом внутрішнього опромінення людини, яке складає близько 5/6 від загальної його кількості є радіоактивні речовини, які потрапляють в організм з їжею, водою, повітрям, а також через шкіру і рани. Величина екскреції різних радіонуклідів при одному й тому ж способі введення неоднакова.

Якщо радіонукліди однотипні з елементами, що споживає людина з їжею (Na- К, СІ, Са, Fe, Mn, І, та ін.), то вони швидше виводяться з організму разом з ними. Окремі радіоактивні речовини концентруються в різних внутрішніх органах. Розрізняють радіоактивні речовини, які відкладаються у печінці - церій, лантан, плутоній; у м’язах – калій, рубідій, цезій; у щитоподібній залозі – йод; у селезінці, лімфатичних вузлах, наднирниках – ніобій, рутеній та інші.

Елементи, які акумулюються в м'яких тканинах і органах легше виділяються з організму.

Джерела α-випромінювання (радій, уран, плутоній), β-випромінювання (стронцій, ітрій) і γ-випромінювання (цирконій) відкладаються в кістках у вигляді хімічно зв'язаних сполук з кістковою тканиною і тому важко виводяться з організму.

Різні види випромінювання радіоактивних ізотопів несуть різну кількість енергії і мають різну проникаючу здатність, тому по-різному діють на тканини живого організму. a-випромінення являє собою потік важких часточок, що складається з нейтронів і протонів, практично затримується шкірою тіла людини. Тому воно небезпечне лише при внутрішньому опроміненні. b-випромінення має більшу проникаючу здатність.
Це потік електронів, який проникає через тканини організму на глибину до 1—2 см. Прониюча здатність g-випромінення, яке поширюється із швидкістю світла надзвичайно велика. Його може затримати лише товста свинцева або бетонна перегородка

Іонізуюче випромінювання має високу біологічну активність. Воно може діяти двояко. По-перше, воно уражає носіїв спадковості — молекули ДНК, спричинюючи хромосомні та генні мутації. Наслідки таких мутацій проявляються відразу або через кілька поколінь. По-друге, іонізуюче випромінювання здатне уражати клітини й тканини (насамперед, ушкоджуючи ферменти) й викликати соматичні порушення, що проявляються в опіках, катарактах, зниженні імунітету, ненормальному перебігові вагітності, розвиткові злоякісних пухлин різних органів. Пошкодження в живому організмі радіоактивними променями тим істотніше, чим більше енергії воно передає тканинам. Кількість переданої таким чином енергії організму називають дозою опромінення.

Кількість енергії опромінення, яку поглинула одиниця маси тіла (тканин) опроміненого організму, називається дозою поглинання і вимірюється у греях (Гр). Але ця величина не враховує того, що при однаковій дозі поглинання a-випромінення значно небезпечніше ніж b-або g-випромінення. Якщо це враховувати, то дозу слід помножити на коефіцієнт, який характеризує здатність даного виду випромінення пошкоджувати тканини організму. Визначена таким чином доза називається еквівалентною і вимірюється в одиницях Зіверта (Зв). Одиниця активності радіонуклідів — бекерель (Бк). Один бекерель відповідав одному розпаду в секунду.

Загальну схему дії іонізуючого випромінювання на організм людини можна представити основними етапами. На першому – поглинута енергія випромінювання спричиняє іонізацію і збудження макромолекул у найслабкіших місцях (SH-групи білків, ненасичені зв’язки ліпідів). На другому етапі відбувається взаємодія радикалів білків, амінокислот, жирів з водою, киснем і утворення вільних радикалів пероксиду (Н₂О₂) і гідропероксиду (НО₂) водню, які є сильними окиснювачами, мають високу хімічну активність і вступають у реакцію з білками, ферментами та іншими елементами клітини, що призводить до зміни у ній біологічних процесів. Третій етап пов'язаний з біохімічним розладом функціонування клітини. Високу чутливість до опромінення мають: окиснювальне фосфорилювання (утворення АТФ), зв’язки білок-ДНК, білок-білок, тощо. В організмі порушуються процеси розпаду глюкози, полісахаридів, з ліпідів утворюються пероксиди, що призводить до порушення клітинних мембран і загибелі клітини. Патологічні процеси в організмі, ріст пухлин пов'язані з хромосомними ураженнями соматичних клітин.

Головним завданням профілактики і зменшення внутрішнього опромінення людини є зниження радіоактивного забруднення харчових продуктів і води, а також зниження засвоєння радіонуклідів при їх тривалому надходженні в організм людини.

Встановлено, що збагачення раціону Са, К, вітамінами А, Е, С, харчовими волокнами, а також речовинами з радіопротекторною дією (цистеїн, глутатіон) сприяє профілактиці опромінення радіонуклідами організму людини.

При нестачі в організмі людини кальцію особливо інтенсивно в кістки проникає ⁹⁰Sr. Він виводиться багатьма органічними кислотами, пектиновими речовинами, які містяться у сухофруктах, желе, варенні. Треба пити більше соків, вживати екологічно чисті овочі і фрукти. Цезій ¹³⁷Cs виводиться з організму під впливом свого хімічного аналогу - калію. Багато калію міститься в петрушці, селері, шпинаті, щавлі, хроні, картоплі, родзинках, кисломолочних сумішах, чорній смородині, шовковиці. Дуже важливі для профілактики засвоєння радіонуклідів каротинвмісні продукти: абрикоси, хурма, обліпиха, горобина чорноплідна, морква, шпинат, цибуля зелена, томати, перець солодкий, гарбуз та ін).

Продукція рослинного і тваринного походження характеризується нерівномірним розподілом радіонуклідів, так як переважно являє собою багатокомпонентну і багатофазну суміш. Використовуючи традиційні і спеціальні прийоми обробки можна спрямовано знижувати вміст радіонуклідів у продуктах харчування.

Нині напрацьовано великий експериментальний матеріал про зміни вмісту радіоізотопів І, Sr та Cs, які переважають у харчових продуктах після Чорнобильської катастрофи.

Перехід радіоактивних ізотопів із раціону сільськогосподарських тварин у молоко, яйця, м’ясо і субпродукти залежить від збалансованого харчування, а також від рівня їх надходження з кормами.

Молочні продукти здатні акумулювати радіонукліди в білково-ліпідних оболонках, особливо міцний комплекс з білками утворює Sr, Йод більше акумулюється в жировій фазі. При виробництві кисломолочних продуктів, вершків більша частина радіонуклідів переходить у сироватку, маслянку. Вміст радіонуклідів у вершках тим нижчий, чим вищий у них вміст жиру. Промивання вершків є простим і ефективним способом зниження концентрації радіонуклідів. При виробництві топленого вершкового масла вилучаються лецитино-білкові оболонки, а з ними і радіоактивні речовини. Сири, які виробляються сичужно-кислотним способом містять більше радіонуклідів, ніж кислотним. У сичужний сир переходить близько 19%, а в кислотний – 8% всіх радіонуклідів, що містяться в молоці.

Для промисловості придатні іонообмінні методи виведення радіонуклідів з молока. Із сироватки близько 50% Sr можна вивести обробкою її трикальційфосфатом.

Вміст радіонуклідів у різних тканинах м’яса значно відрізняється М'ясо містить Sr у 1000 разів менше, ніж кістки. У жировій тканині ізотопів у 4-10 разів менше, ніж в м'язовій. У перетопленому салі - у 20 разів менше, ніж в сирому.

При варінні м’яса в бульйон переходить приблизно 70 % Cs і соті частки Sr. При додаванні до води кислоти, або солей „виварювання” радіонуклідів збільшується до 85%. Отже, простою кулінарною обробкою можна зменшити вміст цих забруднювачів у м’ясі. Але при цьому у процесі приготування м’ясних страв небажане використання кісток, бо радіоізотопи Sr можуть переходити у м’ясо і жир.

У яйцях найбільше радіонуклідів нагромаджується у шкаралупі, з якої при варінні вони переходять у їстівну частину.

У рослинній продукції спостерігається прямопропорційна залежність між накопиченням у ній радіонуклідів і щільністю забруднення місцевості. Іони низької валентності надходять із грунту до стебел рослин у більшій кількості, ніж іони високої валентності. При контамінуванні плодів радіоактивним дощем, або дощем, який випадає на вже забруднені овочі і фрукти, кутикула є перепоною для проникнення радіонуклідів всередину. Радіоізотопи Cs¹³⁷ і Sr⁹⁰ не проникають глибше одного міліметра в яблука, груші, картоплю протягом 10 год контамінування.

Основна частина Sr⁹⁰ нагромаджується у целюлозі і крохмалі плодів і овочів. Нестандартна продукція (дрібна, ушкоджена) містить у 2-3 рази більше радіонуклідів.

Вміст радіонуклідів значно знижується під час технологічної і кулінарної обробки плодів і овочів: замочуванні, очищенні, бланшуванні, тощо.

Наприклад, при технологічній переробці фруктів і овочів при консервуванні вміст ⁹⁰Sr у готовому продукті зменшується майже у 6 разів порівняно із сировиною. Миття зелені і салатів 2 %-ним розчином лимонної кислоти зменшує кількість ¹³⁷Cs на 57 % і ⁹⁰Sr на 19 %. Миття і тушкування квасолі сприяє зменшенню кількості, ⁹⁰Sr на 56 %. Стерилізація стручкової квасолі в домашніх умовах зумовлює зниження його вмісту на 50 %. При очищенні помідорів від шкірки після занурення у гарячу воду (90°С на 3 хв) вміст того ж радіоізотопу зменшується на 39 %.

При переробці цукрових буряків на цукор досягають майже повного очищення від ⁹⁰Sr , тим часом як від ¹³⁷Cs залишається 38 % його початкової кількості в буряках.

Технологічна переробка зерна має велике практичне значення для зниження радіонуклідів у продуктах, призначених для харчування людини. Через те, що радіоізотопи цезію і стронцію відкладаються в основному в зовнішніх оболонках пшеничного зерна, то при його помолі вони переходять у висівки. Від 3 до 40 % радіоізотопів цезію і від 18 до 21 % ізотопів стронцію переходить у борошно, залежно від його сорту. Більш низький вміст радіоізотопів у найвищих сортах борошна. у яких менший вміст оболонки зернівки.

Вміст радіонуклідів у продуктах харчування регламентується державними гігієнічними нормами “Допустимі рівні вмісту радіонуклідів ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr у продуктах харчування та питній воді" (ДР-97), затвердженими 25 чеврня 1997р.

ДР-97 встановлені виходячи з того, що вміст Cs¹³⁷ та Sr⁹⁰ у продуктах харчування і воді має не перевищувати границі річної ефективної дози внутрішнього опромінювання - 1мЗв. Опромінення за рахунок інших техногенних та природних радіонуклідів не враховується. Цій умові відповідає активність добового раціону 210 Бк/добу для Cs¹³⁷ та 35 Бк/добу для Sr⁹⁰.

Продукти (крім дитячого харчування) вважається придатним до реалізації якщо виконується співвідношення:

С_сs C_sr

——— + ——— « 1

DP_cs DP_sr

Де С - питома активність радіонукліда в даному харчовому продукті.

DP - нормативи вмісту Бк/кг, Бк/л, розраховані з середнього споживання даного продукта.

Радіологічний контроль продуктів харчування здійснюється органами і установами санепідемслужби (СЕС), ветеринарної і агрохімічної служб.

Нині на основі численних радіобіологічних експериментів на клітинному і молекулярному рівнях прийнято концепцію безпорогової залежності „доза - біологічних ефект", згідно з якою навіть поодиноко заряджена частинка створює уражувальний ефект, який здатний викликати порушення в спадковому апараті клітини.

Тезу про відсутність порогу ушкоджувальної дії радіоактивного опромінювання і повністю безпечних доз викладено в рішеннях міжнародної комісії радіоактивного захисту, МАГАТЕ і Наукового комітету з дії атомної реакції при ООН.

Отже - споживання продуктів, які містять радіонукліди в межах допустимих рівнів, не є безпечним для організму людини.

Особливої актуальності набуває збільшення виробництва профілактичних продуктів, які містять біологічно активні речовини (пектин, альгінат натрію, рутин, вітамін С, b-каротин, цикорій, харчові волокна). Розробка продуктів радіозахисної дії здійснюється з використанням всіх груп радіозахисних речовин: сорбентів, антиоксидантів, імуномодуляторів.

Фахівці Українського наукового центру радіаційної медицини Міністерства охорони здоров'я і АН України та інших науково-дослідних установ розробили ефективні технології виготовлення повноцінних м'ясних продуктів із спеціальними добавками біологічно активних речовин. Вони не тільки знижують вміст шкідливих для здоров'я радіонуклідів, а й сприяють виведенню з організму переважно цезію і стронцію.

Розроблені нові продукти з лікувально-профілактичними властивостями. Додаткові компоненти нових продуктів — це комплексоутворювачі і альгінат натрію.

Забруднення продуктів харчування пестицидами

Пестициди - хімічні речовини, які використовуються як засоби захисту рослин і тварин від шкідливих організмів і хвороб. В Україні дозволено використовувати близько 300 видів пестицидів. Існують різні підходи до класифікації пестицидів.

За призначенням їх поділяють на гербіциди, які використовують для боротьби з бур'янами, зооциди - з гризунами, інсектициди - з комахами, фунгіциди – з грибковими хворобами, бактерициди – з бактеріальними хворобами, нематоциди – з круглими червами, акарициди – з кліщіами, афіциди – з личинками комах та інші. Багато препаратів має комбіновану дію.

Існує декілька класифікацій пестицидів за токсичністю, тобто ступенем отруйності при потраплянні однакової кількості цих сполук в організм людини. Сильнодіючими ядовитими речовинами вважаються речовини ЛД₅₀ яких менше 50 мг/кг, високотоксичними – 50-200, середньо токсичними – 200-1000 і низько токсичними – більше 1000 мг/кг.

Л.І. Медвідь запропонував класифікацію хімічних речовин за їх кумулятивними властивостями, а також за їхньою токсичністю на 4 класи. Слід зазначити, що існує два типи кумуляції токсикантів в організмі: матеріальна і функціональна. Матеріальна характеризується нагромадженням в організмі речовини, або її метаболітів. Функціональна – супроводжується нагромадженням патологічних ефектів.

З точки зору гігієни харчових продуктів потребують уваги дві основні групи отрутохімікатів: хімічно стійкі сполуки, які тривалий час перебувають у навколишньому середовищі, але не мають високої токсичності та хімічно нестійкі високотоксичні сполуки.

За стійкістю пестициди поділяють на дуже стійкі, розкладання яких у навколишньому середовищі триває більше 2 років, стійкі - 0,5-2 роки, помірно стійкі - 1рік-6 місяців і малостійкі - до 1 місяця.

Порушення гігієнічних норм зберігання, транспортування і застосування пестицидів призводить до їх нагромадження у навколишньому середовищі. Шляхи потрапляння пестицидів в організм людини можуть бути прямі і не прямі (по харчовому ланцюгу). Пестициди мігрують по ланцюгу: повітря – грунт – рослини – тварини – людина. Харчові продукти як кінцева ланка цього ланцюга підлягають суворому санітарно-гігієнічному контролю.

Для попередження отруєння забрудненими пестицидами продуктів встановлюють безпечні терміни забою тварин, або збирання рослин після обробки їх пестицидами. Основний фактор, який впливає на цей термін – стійкість отруйної речовини у зовнішньому середовищі, рослинних і тваринних організмах.

Встановлено допустимі добової дози (ДДД) надходження пестицидів відносно маси тіла людини, а також МДР у навколишньому середовищі і продуктах харчування.

Таблиця

Допустимі добові дози надходження пестицидів в організм людини (у мг/кг маси тіла)

За хімічною природою найбільш розповсюджені:

- фосфорорганічні.

- хлорорганічні.

- препарати міді, ртуті,сірки, карбам ати, піретроїди та ін.

Хлорорганічні пестициди найбільше використовуються в сільському господарстві, але вони дуже добре акумулюються в організмі і деякі з них дуже стійкі. Найвідоміший із цих сполук інсектицид ДДТ (дихлородифенілтрихлорометилметан). Застосування ДДТ з середини ХХ ст. різко підвищило сільськогосподарське виробництво й дало змогу здійснити «зелену революцію» в країнах Латинської Америки та Південно-Східної Азії.

Однак незабаром з'явилися дані про те, що деякі комахи втратили сприйнятливість до ДДТ, почали гинути деякі види комахоїдних птахів, бджоли, підвищений уміст препарату стали виявляти в тканинах промислових риб, в печінці пінгвінів і навіть у жіночому молоці. З'ясувалося, що ДДТ є хімічно стійкою сполукою з періодом природного напіврозпаду 49 років, він має здатність нагромаджуватися в ґрунті й воді, ланцюгах живлення. Потрапляючи у великих дозах до організму людини, ДДТ нагромаджувався в тканинах і спричиняв захворювання нервової системи, серця, печінки. Отже, ДДТ виявився токсичним довгоіснуючим пестицидом із вираженою кумулятивною дією. Через небезпечність для здоров'я людини цей пестицид було заборонено практично в усіх країнах світу, але навіть тепер уміст його в тканинах людини перевищує ГДК.

Фосфорорганічні пестициди швидко розпадаються під впливом факторів зовнішнього середовища (світла, температури, у кислому середовищі) і руйнуються при тепловій обробці. При дотриманні правил використання отруїтись ними не можливо, тому вони досить широко виробляються і використовуються у сільському господарстві. Більшість фосфорорганічних сполук характеризуються кумулятивним ефектом і тому можуть становити небезпеку для здоров'я людини. Токсичність цих сполук зумовлена тим, що вони пригнічують діяльність ряду ферментів і у крові накопичується ацетилхолін, що призводить до порушення функцій центральної нервової і серцево-судинної системи.

З ртутьорганічних сполук використовуються тільки гранозан, меркуран, якими протравлюють насіння. Вони стійкі, леткі, високотоксичні.

Неорганічні препарати, до складу яких входять Cu, S, Р та інші використовуються для захисту садів, плодових культур. Сполуки, які містять Cu (сульфат міді, мідний купорос, бордоська рідина, купронафт,) широко використовуються для захисту садів, виноградників. Це дуже токсичні препарати, особливо мідний купорос, який при потраплянні в організм викликає отруєння, що характеризується металевим присмаком в роті, нудотою, блюванням, болем в животі, проносом з кров'ю.

Технологічна обробка харчової сировини рослинного і тваринного походження поєднує гідро-механічні, біологічні і фізико-хімічні процеси. Тому дуже складно врахувати вплив усіх факторів на міграцію і деградацію пестицидів.

Математичне моделювання цих процесів у продуктах харчування дає можливість для цілісного аналізу процесів, які відбуваються на певних етапах технологічної переробки і зберігання продукції.

Зниження концентрації залишків пестицидів підчас зберігання харчової сировини, або готової продукції відбувається переважно за рахунок деградації сполук. Суттєво, що кінцеві метаболіти у цьому випадку мають бути менш токсичні і цілком безпечні.

Специфічна локалізація і спосіб зв'язування пестицидних молекул з різними структурними компонентами, які входять до складу харчового продукту, істотно впливають на характер та ступінь їх елімінування у процесі технологічної та кулінарної обробки.

Міграція їх стосується розподілу між фракціями харчового продукту. Нерідко виходить так, що основна кількість пестициду із сировини переходить у харчовий продукт. Характерним прикладом є вища кон­центрація хлорорганічних інсектицидів у маслі та олії порівняно з молоком і насінням, з яких їх виробляють. Жиророзчинні пестициди при центрифугуванні молока концентруються у сметані та маслі, водороз­чинні в основному переходять у знежирене молоко і сколотини.

Крім перерозподілу під час технологічної та кулінарної обробки, кількість деяких пестицидів може бути зменшена шляхом випаровування. При різних способах висушування залежно від леткості даного пестициду досягається різний ступінь очищення харчового продукту. Частка усунених таким способом пестицидів не перевищує 15— 20 % їх початкової концентрації.

Термічна дія має місце майже при всіх видах обробок харчових продуктів, але оскільки температура плавлення, кипіння і розпаду пестицидних речовин значно вища тієї, яка застосовується при тепловій обробці харчових продуктів, то й ефект зниження незначний.

Отже, ефект зниження пестицидів має конкретне і специфічне значення для кожного окремого випадку. Ряд фізико-хімічних процесів, таких як сатурація у виробництві цукру, дистиляція при одержанні спирту і ефірних масел, сприяють повному очищенню кінцевих продуктів від пестицидів.

При обробці рослин пестициди концентруються в місцях стікання їх з листя та в основі стебла, на плодах, біля черешка, в чашечці та шкірці. У зовнішньому листі капусти менше, а у качані їх в 2,5-10 разів більше. У огірках - в шкірці,у верхній лусці цибулі у 3,5-4 рази більше, ніж в середній частині. Зовнішні частини, оболонки фруктів є деякою перепоною для проникнення пестицидів усередину. Будова і склад кутикули такі, що вона забезпечує природний захист внутрішньої частини, м'якоті фруктів і овочів. Затримуючись на поверхні, пестициди ефективніше виконують захисну функцію стосовно до різних захворювань рослин і в той же час вони піддаються інтенсивній дії світла, вологи, кисню повітря, мікроорганізмів — факторів, які прискорюють розпад активних субстанцій. Залишкова кількість пестицидів у оболонці та поверхневих шарах харчових продуктів рослинного походження можуть бути значною мірою усунені під час кулінарної і технологічної переробки. Миття, очищення та інші звичайні види обробки різко знижують рівень пестицидних залишків. При митті яблук їх вміст знижується на 25-80% (залежно від виду), знижується також із часом, у зв'язку з їх розпадом, що залежить від періоду напіврозпаду.

Залишки пестицидів у пшениці та інших зернових культурах мають особливе значення, тому що вони становлять значну частину денного меню людини. Залишки їх у борошні вищого сорту у 20 разів нижчі порівняно із зерном. Проте у першому і другому сортах борошна кількість пестицидів зростає відповідно до збільшення у ньому залишків оболонки зернівки. Температура випікання і процес ферментації хліба незначно впливають на залишок пестицидів. Останні є інгібіторами ферментативного процесу, пригнічують розвиток дріжджів при виробництві хлібобулочних виробів.

При накопиченні пестицидів у рослинній продукції понад норму її переробляють на консерви, крохмаль або застосовують як посівний матеріал, тощо.

Стосовно харчових продуктів тваринного походження, організм тварин є своєрідним фільтром пестицидів. Дія його залежить від виду тварин (головним чином від будови травної системи) і насамперед від властивостей хімічних сполук, з яких складаються пестициди.

Деякі пестициди, наприклад фосфорорганічні та хлорорганічні інсек­тициди й акарициди, потрапляють в організм тварин і через шкіру, а також дихальні шляхи, коли їх застосовують проти мух, комарів та інших паразитуючих комах. Майже всі фосфорорганічні пестициди не­стійкі, тому в організмі тварини швидко розкладаються і як виняток можуть перейти у молоко, м'ясо. Хлорорганічні пестициди, потрап­ляючи в організм тварин, повільно змінюються й кумулюються в жирових запасах, де затримуються протягом місяців і навіть років. Вони практично постійно присутні в організмі і безперервно виділяються з нього з молоком.

На основі дослідження добового харчового раціону зроблено висновки про вміст загаль­ної дози хлорорганічних інсектицидів у добовому раціоні населення. У США і Німеччини це відповідно такі дані: у м'ясі їх міститься — 50 і 32 % від добового надходження в організм людини, у фруктах і овочах — 30 і 16, у молочних жирах — 15 і 45, у хлібі та хлібобулочних виробах — 5 і 7 % відповідно.

Молоко, м'ясо, риба, яйця забруднені пестицидами додають до незабруднених, виготовляють них консерви, кондитерські вироби, тощо, тобто "розсіюють".

Забруднення продуктів харчування важкими металами

Харчові продукти забруднюються токсичними важкими металами через газоподібні, рідкі, тверді викиди та відходи промисловості підприємств, ТЕС, транспорт, комунальні побутові відходи, стічні води, засоби захисту рослин. Ситуація ускладнюється тим, що для важких металів не існує механізмів природного самоочищення, а очисні споруди практично повністю пропускають мінеральні солі.

З продуктами харчування в організм людини надходить близько 70 важких металів (майже всі - мікроелементи). Найтоксичнішими вважають свинець, олово, мідь, нікель, берилій, селен, кадмій, вісмут тощо. Але деякі з цих металів (Zn, Cu, Cr, Co, Sr, Mn - "метали життя"). В деяких країнах (США- Німеччина, Фінляндія) на основі сучасних досліджень дії важких металів, добові норми переглядаються і навіть збільшуються (США Se -10 мг, Україна-0,5 кг), що пояснюється його блокувальною дією на шкідливі та канцерог. свинець.

Коливання концентратів важких металів пояснюється особливості їх будови, екологічного стану, агротехнічних заходів, специфічних особливостей рослин грунту, В дрібних плодах більше свинцю і -менше міді, цинку, миш'яку. В покривних тканинах їх більше ніж в м'якоті. В соці більше свинцю і міді (морква, буряк, кабачок, гарбуз, яблуко). По токсичності приблизно 20 важких металів поділяють на 3 класи:

1 клас (найбільш небезпечні) - СЛ, Pb, Ni, Hg, Co, миш'як.

2 клас ~ Cu, Zn, Mn,

3 клас- інші.

Харчові продукти контролюють на вміст 1 класу + Fe, Cu, Zn, олово.

Проби мінералізують одним із способів:

- суха мінералізація (спалювання)

- мокра (руйнування органічних речовин концентрованими Н2SO4 і HNO3 під час нагрівання. Цей спосіб мінералізації використовується для всіх видів сировини і продуктів, крім вершкового масла та інших жирів. Проби жирів і сирів піддають екстрагуванню. Для отримання екстракту проби кип'ятять з розбавленою НСI або HNO3. Вміст Hg в мінералізованих пробах визначається коломентричним або атомно-абсорбційним способом, вміст Fe і миш'яку - фотоелектроколориметричним, або сцектрофотрметричним, вміст міді - полярографічним і колориметричним, вміст Pb, Cd і Zn — полярографічним, вміст олова колориметричним методами.

Поиск по сайту: