Лекция 2.

Лекция 2.

Загрязнение химическими пищевого сырья и продовольствия

элементами из окружающей среды

В России осуществляется контроль за содержанием в пищевых продуктах 14 химических элементов, наиболее опасными и токсичными считаются кадмий, ртуть и свинец. Согласно пищевого кодекса 8 химических веществ включено в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктов питания - ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, мед, стронций, цинк, железо. В России и СНГ подлежат контролю еще 6 элементов (сурьма, никель, хром, алюминий, фтор, йод), а при наличии показаний могут контролироваться и некоторые другие металлы.

В Техническом регламенте таможенного союза ТР ТС 021/ определены критерии безопасности для следующих металлов: свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк, олово, железо.

Основными причинами загрязнения пищевых продуктов токсичными элементами являются: распространение отходов промышленных предприятий, выбросы автотранспорта, неконтролируемые применения удобрений, разработка полезных ископаемых и т.д. Токсичные элементы накапливаются по пищевым цепям, что обуславливает их высокое содержание в сырье растительного и животного происхождения.

Свинец

Свинец один из самых опасных токсинов, является незаменимым материалом в различных отраслях. Традиционно его используют для изготовления аккумуляторов для автомобилей, в полиграфии, для пайки швов жестяных банок. Оксид свинца применяют для изготовления свинцового сурика, глазирования керамических изделий. Соли свинца широко используются в производстве стеклянных изделий, хрусталя.

Основным источником поступления свинца в окружающею среду и соответственно в пищевые продукты является автотранспорт. Подсчитано, что только с выхлопными газами автомобилей ежегодно на земную поверхность поступает до 180-200 тыс. т. свинца.

Современная ситуация характеризуется тем, что загрязнение городского воздуха выбросами автомобильного транспорта достигло такой степени, что промышленные предприятия являются второстепенным источником загрязнения воздуха свинцом.

Кроме того, выделение свинца автотранспортом производится непосредственно над поверхностью земли, практически в зоне дыхания человека. В результате этого содержание свинца в крови и тканях организма значительно возрастает (в США - до 120 раз, в России - до 10 раз). В связи с прекращением в большинстве стран Европы производства и использования этилированного бензина вклад автотранспорта как источника загрязнения окружающей среды свинцом значительно снизился (до 35 %), что положительно сказалось на состоянии здоровья населения. Так, в Бельгии при снижении среднего содержания свинца в бензине в 5 раз, содержания свинца в крови граждан уменьшилось в 2-3 раза. Установлена прямая зависимость содержания свинца в плодах, овощах и ягодах от длительности воздействия выхлопных газов и плотности транспорта на дорогах. Литературные данные свидетельствуют о резком возрастании содержания свинца в растениях, выросших по краям автострад (в среднем в 10 раз).

До настоящего времени в России существует проблема неконтролируемого производства и использования в качестве топлива для автотранспорта этилированного бензина, содержащего тетроэтилсвинец.

Следует обратить внимание на то, что при определении загрязнения свинцом овощей и фруктов речь идет в основном об их поверхности. При химическом анализе вымытых и невымытых плодов оказалось, что от 30 до 65 % свинца удаляется путем обычной мойки.

Важнейшим источником свинца для человека служит питьевая вода. Доказано, что повышение содержания свинца в воде обусловливает, как правило, увеличение его концентрации в крови. В настоящее время в качестве гигиенического норматива утверждено ПДК свинца в питьевой воде на уровне 0,03-0,05 мг/л. Из пищевых продуктов основным источником поступления свинца является консервная продукция, упакованная в жестяные банки, которые используются для упаковки от 10 до 15 % пищевых изделий. Свинец попадает в продукт из свинцового припоя в швах банки.

Установлено, что около 20 % свинца в ежедневном рационе людей (кроме детей до 1 года) поступает из консервированной продукции, в том числе от 13 до 14 % из припоя, а остальные 6-7 % - из самого продукта. В последнее время с внедрением новых методов пайки и закатки банок содержание свинца в консервированной продукции уменьшается. Однако при длительном хранении в жестяных банках продуктов, имеющих высокую кислотность (компоты, соки, маринады, томатопродукты), из-за частичной коррозии содержание свинца и других металлов в них может превышать ПДК. Например, при хранении разных видов консервов в жестяных банках в течение 24 месяцев содержание свинца возросло в мясе в 2 раза, в горошке - в 4, в персиках - в 8 раз.

Свинец может поступать в организм человека из различных видов пищевого сырья, способного к сорбированию повышенных количеств тяжелых металлов. Из сырья животного происхождения - это моллюски, креветки и другие морепродукты, обитающие особенно в загрязненных водоемах, а также в печень, почки и других внутренние органах животных по сравнению с мышечной тканью.

Из растительного сырья такой способностью отличаются грибы, виноград. Источниками избыточного загрязнения свинцом винограда и вин служат свинцовомышьяковистые инсектициды, применяемые на виноградниках. В винах, хранившихся более 20 лет в бутылках, закрытых свинцовыми капсулами, содержание свинца достигало 0,3-0,5 мг/л, в контрольных (при обычной укупорке) -0,01-0,03 мг/л, в молодых винах - 0,1-0,15 мг/л.

Загрязнение продуктов свинцом возможно и при использовании низкокачественной керамической, эмалированной, луженой посуды и  оборудования. Эмаль на металлической посуде, подобна глазури на керамике (стекловидный слой приплавлен к поверхности), служит антикоррозийным покрытием и украшением посуды. В красках часто содержатся соли тяжелых металлов. Посуда, изготовленная известными фирмами-производителями, которые следуют стандартам, не причиняет вреда. Однако посуда кустарного производства, особенно окрашенная в ярко-желтый или красный цвет, может стать источником появления в пище токсичных количеств, свинца, кадмия и других металлов, которые могут попадать в пищу со стенок такой посуды.

В оборудовании для пищевой промышленности медь применяется теперь значительно реже, чем раньше, хотя в некоторых случаях она еще необходима. Поверхность медного оборудования обычно покрывают сплавом олова  с некоторым количеством свинца, и если среда кислая пищевой системы, то из этой посуды в продукцию могут попадать эти элементы. Степень экстракции меди и свинца из стенок посуды зависит от степени ее износа. После длительной эксплуатации посуды, оборудования эффективность защитного слоя олова (металлического барьера между легко растворимой химически активной медью и пищей) уменьшается, что приводит к растворению основного металла. Профессиональные отравления свинцом происходят в основном через дыхательные пути. При хронических отравлениях отмечаются общая слабость, бледность кожных покровов, боли в животе, «свинцовая кайма» по краям десен, анемия, нарушения функции почек, снижение умственных способностей, агрессивное поведение и другие симптомы. Установлено, что хроническая интоксикация наступает при потреблении 1-8 мг свинца в сутки.

Свинец подобно ртути обладает кумулятивными свойствами. Поглощенный свинец содержится в крови и других жидкостях организма, накапливается в костях в виде нерастворимых трехосновных фосфатов. Свинец, отложившийся в костях в виде нерастворимого соединения, не оказывает непосредственного ядовитого действия. Однако под влиянием определенных условий запасы его в костях становятся мобильными, он переходит в кровь и может вызвать отравление даже в острой форме. К факторам, способствующим мобилизации свинца, относятся повышенная кислотность, недостаток кальция в пище, злоупотребление спиртными напитками. В свете сказанного весьма вероятно, что многие из нас являются «носителями» свинца, и только правильное функционирование организма, рациональная диета препятствуют возникновению отравлений.

Выведение свинца из организма происходит через пищеварительный тракт и почки, при чем повышенное содержание свинца в моче (более 0,05 мг/л) служит одним из показателей отравления свинцом. Установлено также выделение свинца из организма с женским молоком. Биологический период полувыведения его составляет их мягких тканей и организмов - около 20 дней, из костей - до 20 лет.

Исследованиями, проведенными в США, доказано, что в значительно большей степени риску свинцового отравления подвержены дети, особенно младшего возраста. Это объясняется тем, что детский организм сорбирует до 40 % поглощенного с пищей свинца, в то время как организм взрослого - всего от 5 до 10 %.

Механизм токсического действия свинца - блокада функциональных сульфгидрильных групп белков, что приводит к ингибированию многих жизненно важных ферментов. Кроме того, проникновение в нервные и мышечные клетки, образование лактата свинца, создает клеточный барьер для проникновение в эти клетки ионов Са. Основными мишенями при воздействии свинца кроветворная, нервная, пищеварительная системы и почки. Мероприятия по профилактики загрязнения пищевых продуктов свинцом: исключить применение тетроэтилсвинца и свинца при производстве бензина, красок, посуды, упаковочных материалов и т.п. Осуществлять гигиенический контроль за использованием луженой, керамической, эмалированной посуды и пищевого оборудования.

Комитет экспертов ФАО/ВОЗ установил, что допустимое еженедельное поступления свинца для взрослого человека составляет 3 мг, то есть ДСД - 0,007 мг/кг массы тела.

Мышьяк

Природный мышьяк содержится во всех объектах биосферы, морской воде – 5 мкг/г, земной коре – 2 мг/кг, рыбах и ракообразных – в наибольших количествах. Мировое производство мышьяка составляет приблизительно 50 тыс. т. в год.

Его соединения используют в сельском хозяйстве  в составе пестицидов. Он находит применение в металлургии и химической промышленности, при производстве стали, стекла, красителей.

В результате широкого распространения в окружающей среде и использовании в сельском хозяйстве мышьяк присутствует в большинстве пищевых продуктов. Нормальный уровень его содержания в продуктах питания не должен превышать 1 мг/кг. Обычно его содержание в пищевых продуктах достаточно мало – менее 0,5 мг/кг и редко превышает 1 мг/кг (хлебные изделия – до 2,4 мг/кг, фрукты – до 0,17 мг/кг, мясо – до 1,4 мг/кг, молочные продукты – до 0,23 мг/кг). Исключение составляют некоторые морские организмы (моллюски и ракообразные от 1,5 до 15,3 мг/кг), которые аккумулируют этот элемент. Получены интересные результаты при исследовании возможности снижения количества мышьяка в процессе кулинарной обработки из сырья и полуфабрикатов. Термическая обработка картофеля и овощей приводит почти к полному удалению мышьяка. Однако в процессе аналогичной обработки продуктов животного происхождения его содержание практически не изменяется.

Мышьяк, в зависимости от дозы, может вызывать острое и хроническое отравление. Хроническая интоксикация возникает при длительном употреблении питьевой воды с концентрацией 0,3 – 2,2 мг/л мышьяка. Механизм токсического действия связан с блокированием тиоловых групп ферментов, контролирующих тканевое дыхание, деление клеток, другие жизненно важные функции. Специфическими симптомами интоксикации считают утолщение рогового слоя кожи ладоней и подошв После ртути, мышьяк является вторым по токсичности контаминантом пищевых продуктов.

Биологический период полувыведения мышьяка из организма – 30 – 60 часов.

Разовая доза мышьяка в 30 мг смертельна для человека.

Экспертами ФАО/ВОЗ установлена ДСД мышьяка 0,05 мг/кг массы тела, что для взрослого человека составляет около 3 мг/сут.

Ртуть

Ртуть один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающих способностью накапливаться в организме растений, животных и человека. Благодаря своим физико-химическим свойствам (растворимость, летучесть) ртуть и его соединения широко распространены в природе.

Загрязнения пищевых продуктов ртутью может происходить в результате: - естественного процесса испарения из земной коры в количестве 25000 - 125000 т ежегодно; - использования ртути при производстве каустической соды, аэрозолей, хлора, щелочей, электротехнической промышленности, в медицине, стоматологии, сельском хозяйстве. Ртуть плохо адсорбируется на продуктах и легко удаляется с поверхности пищи. Если в основных пищевых продуктах содержание менее 60 мкг на 1 кг продукта, то в пресноводной рыбе из незагрязненных рек и водохранилищ содержание составляет от 100 до 200 мкг/кг массы тела, а из загрязненных – 500-700 мкг/кг. Мясо рыб отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, поскольку активно аккумулирует их из воды и корма. В мясе хищных пресноводных рыб уровень ртути составляет 107 - 509 мкг/кг, нехищных - 79 - 200 мкг/кг, морских – 100 – 150 мкг/кг, океанских - 300 - 600 мкг/кг. Среднее содержание ртути в овощах – 3 - 59 мкг/кг, фруктах – 10 -124 мкг/кг, бобовых – 8 – 16 мкг/кг, зерновых – 10 - 103 мкг/кг. Наибольшая ее концентрация обнаружена в грибах – 6 - 447 мкг/кг, в перезрелых - до 2000 мкг/кг. При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов остается без изменений. Это можно объясняется тем, что в грибах ртуть связана с аминогруппами азотсодержащих соединений, а в рыбе и мясе - с серосодержащими аминокислотами. При термической обработке (жарке) мясопродуктов концентрация ртути снижается примерно на 25 %, это количество можно увеличить измельчив мясо (использовать мелкокусковые полуфабрикаты). В процессе варки в воде или на пару содержание ртути в мясе рыб снижается примерно на 22 %, а при варке в рассоле -только на 8 %.

Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по разному всасываются, метаболизуются и выводятся из организма. Наиболее токсичны алкилртутные соединения с короткой цепью - метилртуть и этилртуть. Механизм токсического действия ртути связывают с ее взаимодействием с сульфгидрильными группами белков. Блокируя их, ртуть изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных ферментов. Ртуть, проникнув в клетку, может включиться в структуру ДНК, что сказывается на наследственности человека. Мозг проявляет особое сродство к метилртути и способен аккумулировать почти в 6 раз больше ее, чем остальные органы. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, кальция, меди, цинка, селена; органические соединения - обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена. Продолжительность выведения соединений ртути из организма составляет около 70 дней. Защитным эффектом при ее воздействии на организм человека обладает цинк и особенно селен. Предполагают, что защитное действие селена, обусловлено образованием нетоксичного селенортутного комплекса за счет деметилирования ртути. Токсичность неорганических соединений ртути снижают аскорбиновая кислота и медь, органических – протеины, цистеин, токоферолы.

Допустимое недельное поступление ртути не должно превышать 0,3 мг. ДСД ртути - 0,0006 мг/кг массы тела.

Кадмий

Кадмий представляет собой один из опасных токсикантов окружающей среды. В природе в чистом виде не встречается, это сопутствующий продукт при рафинировании цинка и меди. В воздух кадмий поступает вместе со свинцом при сжигании топлива на ТЭЦ. В некоторых странах его используют в ветеринарии как антигельминтные и антисептические препараты. Фосфатные удобрения и навоз также являются источником кадмия. Образуется при сжигании пластмассовых отходов и попадает в воздух. Его почти невозможно изъять из природной среды, поэтому он все больше накапливается в ней и попадает различными путями в пищевые цепи животных и человека.

Больше всего кадмия человек получает с растительной пищей. Он легко переходит из почвы в растения, последние поглощают до 70 % его из почвы и лишь 30 % - из воздуха. В отдельных продуктах, исследованных в США, Великобритании, странах СНГ, обнаружены следующие количества кадмия (мкг/кг): в хлебе – 2 - 4,3, зерновых – 28 - 95, горохе 15 - 19, фасоли – 5 - 12, картофеле – 12 - 50, капусте – 2 -26, помидорах – 10 - 30, фруктах – 9 - 42, растительном масле – 10 - 50, сахаре – 5 - 3. В продуктах животного происхождения, в среднем мкг/кг: молоко – 2,4; творог – 6.

Эксперты ФАО/ВОЗ полагают, что взрослый человек с рационом получает 30 – 150 мкг кадмия в сутки, причем в Европе 30 - 60 мкг, в Японии – 30 - 100 мкг. Установлено, что примерно 80 % кадмия поступает с пищей, 20 % - через легкие из атмосферы и при курении.

Количество кадмия, попадающее в организм человека, зависит не только от потребления им кадмий содержащих пищевых продуктов, но и в большей степени от качества его диеты. Важное значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильный подбор продуктов в рационе и выбор технологии приготовления блюд. Необходимо преобладание в рационе растительных белков, продуктов богатых серосодержащими аминокислотами, аскорбиновой кислотой, железом, цинком, медью, селеном, кальцием. Продукты растительного происхождения желательно подвергать сначала варке, а затем жарке или запеканию. Это позволяет снизить содержание кадмия от 17 - 18 % в блюдах из моркови, цветной капусты, фасоли, до 33 % в блюдах из картофеля, что значительно ниже в 2 - 3 раза по сравнению с ртутью, свинцом, оловом.

Кадмий опасен в любой форме, принятая внутрь доза 30 – 40 мг может оказаться смертельной. Поэтому даже потребление напитков из пластмассовой тары, материал которой содержит кадмий, является чрезвычайно опасным. Поглощенное количество кадмия выводится из организма очень медленно (0,1 % в сутки), легко может происходить хроническое отравление. Для кадмия период полувыведения составляет более 10 лет. Ранние симптомы отравления – поражение почек и нервной системы с последующим возникновением острых костных болей. После достижения пороговой концентрации около 0,2 мг кадмия на 1 г массы почек появляются симптомы тяжелого отравления и почти неизлечимого заболевания. Механизм токсического действия кадмия связан с блокадой сульфгидрильных групп белков. Он является антогонистом цинка, кобальта, селена, ингибирует активность ферментов, содержащих указанные металлы. Все это приводит к возникновению ряда заболеваний: гипертоническая болезнь, анемия, снижение иммунитета и др. Отмечены мутагенный, тератогенный и канцерогенный эффекты кадмия.

Всемирная организация здравоохранения считает максимально допустимой величину поступления кадмия для взрослых людей 500 мкг в неделю, то есть ДСП - 70 мкг/сут, а ДСД - 1 мкг/кг массы тела.

Олово

Необходимость олова для организма человека не доказана. Неорганические соединения олова малотоксичны, органические - более токсичны, они находят применение в сельском хозяйстве в качестве фунгицидов. Основными источниками загрязнения пищевых продуктов оловом являются консервные банки, фляги, железные и медные кухонные котлы, другая тара и оборудование, которые изготавливаются с применением лужения и гальванизации. Активность перехода олова из посуды и оборудования в пищевой продукт возрастает при температуре выше 20 0С, высоком содержании в продукте органических кислот, нитратов и окислителей, которые усиливают растворимость олова.

Опасность отравления оловом увеличивается при постоянном присутствии его спутника - свинца. Не исключено взаимодействие олова с отдельными веществами пищи и образование более токсичных органических соединений. Повышенная концентрация олова в продуктах придает им неприятный металлический привкус и изменяет их цвет. После употребления пищи с содержанием олова 250 мг/кг возникают тошнота, рвота, и другие симптомы отравления.

Меры предупреждения загрязнения оловом пищевых продуктов: - покрытие внутренней поверхности тары и оборудования стойким, гигиенически безопасным лаком или полимерным материалом; - соблюдение сроков и условий хранения баночных консервов.

Алюминий

Первые данные о токсичности алюминия были получены в 70 годах, что явилось неожиданностью для человечества. Будучи третьим, по распространенности элементом земной коры (8,8 % массы земной коры составляет алюминий), и, обладая ценными качествами, он нашел широкое применение в технике и быту.

Поставщиками алюминия в организм человека является алюминиевая посуда, вода, которая обогащается ионами Al3+ при обработке ее сульфатом алюминия на водоочистительных станциях. Существенную роль в загрязнение окружающей среды ионами Al3+ играют кислотные дожди. Среди пищевых продуктов наивысшей концентрацией алюминия (до 20 мг/г) обладает чай.

Поступающие в организм человека ионы Al3+ в форме нерастворимого фосфата выводятся с фекалиями, частично всасываются в кровь и выводятся почками. При нарушении деятельности почек происходит накопление алюминия, которое приводит к нарушению метаболизма Ca, Mg, P, F, сопровождающееся ростом хрупкости костей, развитием различных форм анемии.

роме того, обнаружены и более грозные проявления токсичности алюминия: нарушение речи, провалы в памяти, нарушение ориентации. Все это, по мнению исследователей, позволяет приблизить «безобидный», считавшийся нетоксичным до недавнего времени алюминий к «мрачной тройке» супертоксикантов: ртуте, свинцу, кадмию.

Алюминий используется при производстве посуды, тары, оборудования для пищевых предприятий, упаковочного материала (фольга), консервных банок, контейнеров для хранения продуктов и напитков. Использование алюминиевой посуды в процессе приготовления пищи может привести к увеличению содержания металла в продукции, что вызывает изменения окраски пигментов (обесцвечивание) продуктов, а также их быстрое окисление и образование канцерогенных веществ. Но пренебречь отличными теплопроводными свойствами этого металла было бы неразумно, в связи, с чем он широко используется при создании многослойной посуды, располагаясь в середине «сэндвич-дна», или составляет подложку сковород с антипригарным покрытием.

Алюминиевая фольга используется не только как упаковочный материал, но и для приготовления вторых горячих блюд. Однако, при контакте с каким-либо металлическим предметом, например, с посудой из нержавеющей стали, происходит электрохимическая реакция, в которой алюминий играет роль само разрушающегося анода, и возникает быстрая точечная коррозия фольги. Растворимость алюминия возрастает в щелочной или кислой среде. К веществам, усиливающим растворения алюминия, относят антоциановые пигменты овощей, ягод, фруктов и поваренная соль. В процессе приготовления пищи в алюминиевой посуде содержание его может увеличиваться в 2 раза. Концентрация алюминия 1,3 – 6,2 г/сут является смертельной для человека. В России и странах СНГ временные нормативные содержания алюминия в пищевых

39

продуктах следующие (мг/кг): в молочных продуктах – 1, в мясе, соках, напитках – 10, в хлебопродуктах, фруктах – 20, в овощах – 30.

Цинк

Цинк и его соединения малотоксичны. Цинк как кофактор входит в состав приблизительно 10 ферментов, участвуя тем самым в многочисленных реакциях обмена веществ. Суточная норма взрослого человека – 15 – 23 мг. Типичными симптомами недостатка цинка является замедление роста у детей, нарушение вкуса и обоняния.

Цинк, содержащийся в растительных продуктах, менее доступен для организма, поскольку фитин растений и овощей связывает цинк, в результате получаем только 10 % усвояемости.

Цинк из продуктов животного происхождения усваивается на 40 %. Содержание цинка в воде в концентрации 40 мг/л безвредно для человека. Вместе с тем возможны случаи интоксикации при нарушении использования пестицидов, препаратов цинка. Известны случаи отравления пищей или напитками, приготовленных и хранившихся в железной оцинкованной посуде. Кислая среда и жировые продукты растворяют оксидный слой на поверхности цинка, поэтому приготовление или хранение этих продуктов в цинковой посуде или оборудовании категорически запрещается, так как повышенное количество цинка в пище могут послужить причиной острых отравлений. Токсичные дозы солей цинка действуют на желудочно-кишечный тракт. Это приводит к острому, но излечимому заболеванию, сопровождающемуся тошнотой,

рвотой, болями в желудке. Поступление цинка в человеческий организм в концентрации 6 г/сут может привести к летальному исходу.

Железо

Железо является вторым наиболее распространенным металлом после алюминия и пятым по распространенности химическим элементом в земной коре (5%). Он необходим для жизнедеятельности растений и организма человека. У растений дефицит железа проявляется в желтизне листьев, у человека – железоанемия, поскольку Fe2+ - кофактор в гемсодержащих ферментах, участвует в образовании гемоглобина. Железо выполняет целый ряд жизненных функций: перенос кислорода, образование эритроцитов, обеспечение активности негемовых ферментов.

Почти все пищевые продукты содержат железо в самых разных количествах. Из мясных продуктов железо усваивается организмом на 30 %, из растительного сырья – на 10 %.

Использование чугунной посуды, особенно при нагревании пищи на медленном огне в течение длительного времени, приводит к избыточному накоплению железа в кулинарной продукции и в конечном итоге в печени человека. Известно, что железо содержащиеся в кухонной посуде, нередко приводит к нежелательному изменению окраски продуктов, ухудшает их внешний вид и качество.

В целом избыточное количество железа в пище полезно для здоровья человека. Возможно, именно по этому среди населения, заменившего традиционную кухонную утварь на сковороды с различными антипригарными покрытиями, не редко наблюдаются случаи анемии, вызванной недостаточным поступлением железа в организм. Концентрация железа 7-35 г/сут является летальной для человека, 200 мг/сут – токсичной. В связи с этим гигиеническими нормативами предусматривается контроль содержания железа в пищевой продукции. Загрязнение пищевых продуктов железом может происходить через сырье, при контакте с металлическим оборудованием и тарой, что обусловливает соответствующие меры профилактики.

Поступление тяжелых металлов из посуды и тары в пищевую продукцию

При приготовлении пищевой продукции, возможно изменение содержания тяжелых металлов в сторону, как увеличения, так и снижения по сравнению с их содержанием в сырье.

При использовании металлической посуды появляется реальная возможность загрязнения готовой продукции металлами вследствие окисления последних под действием воды, кислой среды и кислорода воздуха. Следует учитывать, что окислению водой подвергаются металлы, окислительно-восстановительный потенциал которых превышает потенциал термодинамической устойчивости воды в водно-кислотных и водно-солевых растворах. В этом случае происходит коррозия металлов с выделением водорода, образованием их ионов и загрязнение продуктов последними. Исключение составляют благородные металлы (золото, серебро), не коррозирующие в водных средах.

Для приготовления и хранения кулинарной продукции используют металлическую, эмалированную, фарфоровую, стеклянную, керамическую пластмассовую и деревянную посуду. Проблема загрязнения металлами пищевых продуктов в процессе приготовления часто возникает из-за неправильной эксплуатации оборудования и посуды, или в результате применения металлов и сплавов, не разрешенных органами санитарного надзора, для их изготовления.

Согласно СанПиН 2.3.6.1079 - 01 (Санитарно – эпидемиологичекие требования к организациям общественного питания, изготовлению и оборотоспособности в них пищевых продуктов и продовольственного сырья) для приготовления и хранения готовой пищи рекомендуется использовать посуду из нержавеющей стали. Алюминиевая дюралюминиевая посуда используется только для приготовления и кратковременного хранения пищи. Кроме того, посуду с трещинами, сколами, отбитыми краями, деформированную, с поврежденной эмалью не используют.

Анализ данных литературы позволяет сформулировать некоторые рекомендации для снижения загрязнения тяжелыми металлами продуктов питания в процессе их приготовления и хранения. Если учесть, что в основном кожура корнеплодов содержит тяжелые металлы, радионуклиды и другие загрязнители, то при очистке их целесообразно срезать поверхностный слой полностью, а не соскабливать. Бобовые (бобы, фасоль) и зерновые культуры (рис, пшено, ячмень, овес) нужно промывать в теплой, а не в холодной воде, для максимально возможного удаления тяжелых металлов.

Желательно исключить из практики приготовления пищевых продуктов терки, а также механическое оборудование (машины для обработки овощей, мяса, рыбы, машины для нарезки гастрономических продуктов, соковыжималки)  с применением режущих деталей из луженой жести. Особенно это относится к приготовлению соков и пюре из овощей и фруктов, ягод содержащих органические кислоты. При приготовлении шашлыка, люля-кебаб необходимо применять шампуры из нержавеющей стали и титана, а не алюминиевые. В свете рассматриваемого вопроса хотелось бы обратить внимание на современные материалы и технологии, используемые для изготовления инвентаря и посуды для предприятий общественного питания.

Чугун, излюбленный материал, из которого делали сковороды и котелки еще в Древней Руси,  и сейчас широко используется. Как известно, чугун – это высокоуглеродистая сталь. Данный материал обладает очень хорошими теплопроводными свойствами, способствует образованию поджаристой корочки на поверхности изделия, которая препятствует испарению влаги и аромата из продукции.

Таким образом, на поверхности продукта температура 150 – 180 0С,  а внутренняя часть готовится при  100 0С, благодаря чему изделия получаются сочными и ароматными. Такой режим приготовления  совершенно необходим для стейков различной степени прожаренности. К недостатком чугуна можно отнести то, что, являясь, пористым материалом, он способен сохранять запахи и микроскопические частички пищи, которые, попадая в другие блюда, нарушают его органолептические показатели. Этого недостатка лишена посуда из стали.

Нержавеющая сталь не такой пористый материал как чугун, удобный и простой в обслуживании, имеет отличные гигиенические свойства. Посуда из стали обладает хорошей теплопроводностью, позволяет получать золотистую поджаристую корочку и сохранить всю тонкость и гамму ароматов готового продукта. Стальные сковороды чаще всего применяют для приготовления мясных, рыбных изделий, блюд из картофеля и всего того, что вы хотите видеть с поджаристой корочкой. В настоящее время во всем мире применяется для производства профессиональной и бытовой посуды сталь марки 18/10, соответственно содержание никеля и хрома.

Различные антипригарные покрытия широко применяются в производстве профессиональной кухонной посуды, например, нанесение их на алюминиевый корпус сковород, сотейников и т.д. Высокая популярность их связана не только с простотой ухода, но и с незаменимостью при обработке деликатных продуктов.

Сковороды с антипригарным покрытием, позволяющие, в соответствии со всеми тонкостями технологии, приготовить птицу, печень, рыбу, тушить овощи, разогревать гарниры, соусы и полуфабрикаты. Приготовить стейк, поджаристый картофель или любые изделия, требующие образование золотистой корочки и сохранения мягкой, сочной  консистенции, не получится. Это связано с тем, что антипригарное покрытие не позволяет образовываться поджаристой корочки, и положенный на такую сковороду полуфабрикат (мясо, рыба, овощи) будет при закрытой крышке тушиться, а без крышки прогреваться до полного обезвоживания. Запас прочности той или иной сковороды или кастрюли зависит от основы, на которую нанесено антипригарное покрытие  и его толщина, – чем оно толще, тем ресурс использования больше. Толщина профессиональных сковород с антипригарным покрытием составляет от 3 до 5 мм.

Амальгама - сплав нескольких сортов нержавеющей стали, одно из последних изобретений современной промышленности. Такая посуда прекрасно проводит тепло по всей поверхности, т.е. дна и стенок. Она не многослойна, а монолитна, поэтому нет опасности расслоения при перегреве. Главным отличием посуды из амальгама от классической из нержавеющей стали или с сэндвич-дном является экономия (до 45 %) времени разогревания при сохранении всех вкусовых качеств продукции. В такой посуде не требуется перемешивание продуктов и можно готовить самые деликатные блюда, при чем, на любых источниках нагрева, включая индукционные.

Медь является очень дорогим и красивым материал, известным с древнейших времен. Характеризуется прекрасной теплопроводностью. Не рекомендуется прямой контакт меди с продуктами, поэтому медную посуду изготовляют либо луженой, либо покрытой с внутренней стороны нержавеющей сталью, которая придает прекрасные гигиенические свойства и обеспечивает легкое обслуживание. Такая посуда очень удобна при приготовлении особо деликатесной продукции и соусов. В кондитерском производстве она используется там, где требуется кратковременное тепловое воздействие на продукт и точное исполнение температурного режима, например, работа с шоколадом и сахаром. «Сендвич – дно» - это распределительное дно, представляющее собой трехслойную структуру, состоящую из двух слоев нержавеющей стали марки 18/10, между которыми помещается толстый слой алюминия, у которого теплопроводность выше, чем у стали. Необходимо добавить, что эти слои не свариваются и не припаиваются, они склеиваются специальным клеем. Стенки в такой посуде сделаны из нержавеющей стали, поскольку технологически чрезвычайно сложно и дорого производить посуду полностью трехслойной. Необходимо помнить об опасности теплового перегрева или резкого снижения температуры, приводящих к расслоению дна кастрюль и сковород.

Для изготовления кондитерских изделии используется кухонная утварь (противни, сотейники, кастрюли), а также самые разнообразные кондитерские аксессуары, и, в том числе, специально разработанные формы, сделанные из силикона или вспененного силикона, содержащего пузырьки воздуха. Антипригарность таких форм позволяет готовить диетические десерты и мучные кондитерские изделия без использования масла или маргарина. Разница между просто силиконом и вспененным силиконом заключается в том, что первый при контакте с выпекаемым изделием не дает корочки, и сторона, соприкасающаяся с формой, остается белой. Вспененный силикон позволяет образовываться золотистой корочке со всех сторон. Внешний вид и вкусовые качества изделий безупречны. Материал выдерживает диапазон температур от – 70 до + 300 0С Единственным условием использования таких форм является заполнение всех ячеек, продуктом или каким-либо другим наполнителем.

Накопление тяжелых металлов в мясо и рыбопродукции при копчении

 В процессе холодного и горячего копчения при длительном окуривание коптящихся изделий на их поверхности конденсируются не только частицы дыма, но и химические элементы, содержащиеся в древесных породах, оксиды которых обладают высокой летучестью (Zn, Cd, Hg, Pb, Se, As).

При этом на поверхностном слое изделия запекаются продукты разложения металлокомплексов с органическими кислотами, диффундирующими из мышечной и костной тканей. Фиксации тяжелых металлов в поверхностном слое способствуют и нитраты, вводимые при обработке изделия перед копчением.

Однако при использовании качественной древесины для копчения и при соблюдение теплового режима не происходит существенного накопления тяжелых металлов в готовой продукции. Применение не кондиционной древесины (повышенная влажность, зольность) или каменного угля чревато негативными последствиями для потребителей.

Одним из примеров экологической безграмотности являются различные конструкции коптильных аппаратов, например, плотно закрывающийся ящик из нержавеющей стали, гаранты полного перехода тяжелых металлов из стружек и опилок в продукт. При производстве колбасного копченого сыра содержание Cu, Pb, Zn в 2 - 5 раз выше, чем в сырах, получаемых по обычным технологиям, хотя и не превышает ПДК для этих металлов.

Накопление тяжелых металлов в грибах и грибной продукции

 Грибы являются экоконцентратами тяжелых металлов. Они как бесхлорофильные гетеротрофные организмы могут служить моделью для изучения экологического состояния окружающей среды. Качество накапливаемых в них

микроэлементов зависит от вида грибов. Согласно данным литературы шампиньоны и свинушки являются концентраторами меди, подберезовики – кадмия, летние опята, черные грузди, мухоморы – цинка.

Рисунок 36 – Грибы

Коэффициент аккумуляции по сравнению с почвой составит для маслят по кадмию – 14, для груздей по кадмию и меди – 3, для дождевиков по ртути – 128. Кроме того, в пластинчатых грибах (груздь) тяжелых металлов содержится меньше, чем в губчатых (моховик, подберезовик и дождевик). Это может быть связано с меньшей поглотительной способностью влаги из воздуха пластинчатыми грибами.

Незначительные изменения в содержание тяжелых металлов происходят в процессе кулинарной обработки наиболее широко применяемых грибов для приготовления продукции – белого и вешенки. При сушке белого гриба (35 - 40 0С) количество в нем тяжелых металлов возрастает в среднем в 3 раза по сравнению со свежим грибом. При замачивании и последующей варке белого сушеного гриба их содержание уменьшается до значений, близких в свежих грибах. В порошке из сушеной вешенки количество тяжелых металлов существенно не отличается от такового в белом грибе. Некоторое снижение содержания кадмия и мышьяка возможно испарением летучих соединений этих металлов при термической обработке. Поэтому необходимо закупать и использовать грибы, собранные только в экологически благоприятных районах.

Способы переработки пищевого сырья с повышенным содержанием тяжелых металлов

Анализ лабораторных исследований пищевых продуктов на содержание тяжелых металлов за последние годы показал, что в среднем в России гигиеническим нормативам не отвечает приблизительно 3 % проб, в ряде регионов доходит до 6 % и более.

Снизить содержание тяжелых металлов в пищевой продукции без ухудшения ее пищевой ценности практически невозможно. Это связано с тем, что в пищевом

сырье, богатом белками, большая часть тяжелых металлов соединена в белковые комплексы.

По содержанию тяжелых металлов пищевая продукция классифицируют следующим образом: «чистая» пищевая продукция – содержание тяжелых металлов ниже ПДК; «условно-годная» пищевая продукция – содержание тяжелых металлов выше ПДК, но не более 2 ПДК; «негодная» для пищевых целей продукция – содержание тяжелых металлов больше 2 ПДК.

Условно-годная пищевая продукция может быть разрешена органами Госсанэпиднадзора для реализации с учетом конкретных условий: размера партии, вида продукции, размера ее потребления и количества ее в суточном пищевом рационе. Главным критерием разрешения реализации и потребления такой продукции являются рекомендации ВОЗ временного переносимого недельного поступления основных тяжелых металлов с пищевым рационом. Они составляют для кадмия- 0,0083 мг/кг массы тела, для ртути- 0,005 мг/кг, для метилртути - 0,0033 мг/кг, для свинца- 0,05 мг/кг.

Условно-годная продукция категорически запрещена для питания в лечебнопрофилактических и детских учреждениях, а так же для промышленного производства продуктов детского и лечебного питания.

Следует, однако, учесть, что условно-годное продовольственное сырье может быть переработано с целью снижения содержания тяжелых металлов в нем. Одним из эффективных методов снижения концентрации тяжелых металлов является механическое удаление так называемых критических или тропных органов, животных тканей, частей растений. Например, для кадмия тропными органами являются почки и печень, для ртути - почки, печень, мозг, для свинца - костная ткань, почки и печень. С учетом этого при забое скота необходимо удаление этих тропных органов с последующей их технической утилизацией. При этом туши животных должны быть хорошо обескровлены, а кровь не должна использоваться для изготовления кровяных зельцев, колбас и других пищевых продуктов. Тропными органами рыб являются внутренние органы, жабры, чешуя, кости. Условно-годная рыба должна разделываться на балык, тешу или филе без кожи и костей, с удалением и технической утилизацией внутренних органов, костей и головы.

Для растениеводческой продукции характерно накопление тяжелых металлов в стеблях, листьях, оболочке и зародыше злаков. По этой причине условно-годное зерно может быть использовано для производства муки высшего сорта.

Наиболее эффективное снижение содержания тяжелых металлов достигается при производстве рафинированной продукции из условно –годного пищевого сырья - крахмала, спирта, сахара, безбелковых жировых продуктов. Не рекомендуется использовать условно – годное пищевое сырье для получения пищевого пектина и желатина.

Условно – годное пищевое сырье должно направляться на переработку на те промышленные предприятия, которые определены органами Госсанэпиднадзора. Весь технический цикл переработки должен находиться под контролем ведомственной лаборатории и лаборатории Госсанэпиднадзора. Готовая продукция, прошедшая контроль на соответствие гигиеническим нормативам может быть направлена на реализацию. Контрольные вопросы:

1. Каким нормативным документом регламентируется количественное содержание токсичных элементов в продуктах питания?

1. В чем особенность токсического воздействия свинца и мышьяка на организм человека?

2. Какие пищевые продукты являются источником поступления свинца?

3. Какие существуют профилактические мероприятия по загрязнению пищевых продуктов свинцом?

4. Каким образом кулинарная обработка влияет на содержание мышьяка в готовой продукции?

5. Почему при варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, а при аналогичной обработке грибов остается без изменений?

6. Перечислите основные продукты питания, которые способны накапливать ртуть в больших количествах?

7. В чем заключается опасность ртути и кадмия для человека?

8. Какие особенности кулинарной обработки существуют для продуктов, содержащих кадмий?

9. Какие продукты необходимо включать в рацион человека для профилактике интоксикации кадмием?

10. Какие основные источники загрязнения пищевых продуктов оловом?

11. Какие и каким образом технологические факторы влияют на переход олова из посуды и тары в продукты питания?

12. В чем заключается опасность алюминия для организма человека?

13. Почему и для чего до сих пор активно используют алюминий?

14. Почему категорически запрещается применение цинковой посуды?

15. К чему приводит недостаток железа в организме человека?

16. Каким документом рекомендуется посуда для использования на предприятии общественного питания?

17. Перечислите современные материалы и технологии для изготовления кухонного инвентаря и посуды? В чем их преимущества?

18. В результате чего происходит накопление тяжелых металлов в пищевой продукции при копчении?

19. Какие виды сырья относятся к условно-годной продукции?

20. Что относится к тропным органам и как их можно использовать для приготовления кулинарной продукции?

Использованная литература:

http://www.kgau.ru/sveden/2017/ipp/metod_190303_6.pdf