Лекция 4.

Лекция 4.

Основные токсиканты в природных средах и сельскохозяйственной продукции

В эту группу загрязнителей входят пестициды, удобрения, регуляторы роста растений, средства против прорастания, средства ускоряющие созревание плодов.

Рассмотрим основные из них.

Нитраты и нитриты

Нитраты – соли азотной кислоты (HNO3) широко распространены в природе, они являются нормальными метаболитами (промежуточные продукты обмена веществ в живых клетках) любого живого организма, как растительного, так и животного. Поэтому «безнитратных» продуктов в природе не существует. В организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. При употреблении нитратов в повышенных количествах они в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (с помощью нитрат - редуктазы НАДФН. Кроме того, из нитритов в присутствии аминов могут образовываться N-нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью.

Механизм токсичного действия нитритов в организме заключается в их взаимодействии с гемоглобином крови. В результате окисления двухвалентное железо (Fe2+) гемоглобина преобразуется в трехвалентное (Fe3+) метгемоглобина, который в отличие от гемоглобина не способен связывать и переносить кислород по организму человека. Развивается тканевая гипоксия, то есть нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма, что вызывает нарушение обменных процессов, снижает умственную и физическую работоспособность: 1 мг нитрита натрия может перевести в метгемоглобин около 2000 мг гемоглобина. Токсичность нитритов зависит от состава рациона, индивидуальных особенностей организма, в частности активности метгемоглобинредуктазы, обладающий способностью восстанавливать метгемоглобин в гемоглобине. В организме человека нитриты образуются либо в пищеварительном тракте, либо непосредственно в полости рта. Нитриты примерно в 10 раз токсичнее нитратов и при определенных условиях могут переходить в них, что следует учитывать, особенно при текущем санитарно – гигиеническом контроле технологии приготовления и условий хранения овощных блюд.

Нитраты, в отличие от нитритов, не являются метгемоглобинообразователями и не обладают выраженной токсичностью. Главной причиной острой интоксикации является восстановление нитратов в нитриты. Острые отравления наблюдаются у людей при приеме 1- 4 г нитратов, доза 8-14 г может оказаться смертельной.

Количество нитратов в растительном сырье определяется в основном видом растения, условиями окружающей среды, практикой ведения сельского хозяйства и т.д. По способности накапливать нитраты овощи и фрукты делятся на 3 группы: 1. с высоким содержанием (до 5000 мг/кг сырой массы): салат кочанный, шпинат, свекла, укроп, кинза, листовая капуста, редис, зеленый лук, арбуз; 2. со средним содержанием (300-600 мг/кг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы; 3. с низким содержанием (10-80 мг/кг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты, ягоды.

Накопление нитратов в растениях зависит от многих причин: - от биологических особенностей самих растений и их сортов. Например, больше нитратов накапливается в редисе сорта “Красный великан” по сравнению с другими ее сортами “Розовый с белым кончиком”, “Жара” и другие. Морковь “Нантская” содержит нитратов в 2 раза больше, чем “Шантанэ”; - от возраста растений. Молодые растения содержат нитратов больше, чем старые на 50-70 % (кроме шпината и овса). Нитратов больше в ранних овощах, чем  в  поздних; - от анатомической части растения. Нитраты концентрируются: в капусте – в кочерыжке, в огурцах и редисе – в поверхностных слоях, в моркови - в центральной части; - от времени сбора урожая. Лиственные овощи лучше собирать в вечернее время, так как содержание нитратов на 30-40 % меньше, чем в утренние часы; - от режима минерального питания растений. Микроэлементы (особенно молибден) снижают количество нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий - в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку,  картофель,  шпинат. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO3, NaNO3, Ca(NO3)2), чем при применении аммонийных; - от факторов окружающей среды.  Одна из причин повышенного содержания нитратов в овощах, выращенных под пленкой или в теплицах,  недостаток света. Яркая освещенность, солнечный свет способствуют ассимиляции азота, что в итоге приводит к снижению нитратов в растениях. В теплицах содержание нитратов в растениях может увеличиваться более чем в 10 раз по сравнению с растениями открытого грунта, например, парниковая зелень. Наличие нитратов в растениях в значительной степени зависит от температуры (повышение температуры, как правило, способствует их снижению) и от влажности (при увеличение влажности их количество увеличивается). При влажном и холодном лете содержание нитратов увеличивается в 2,5 раза; - от условий хранения овощей. Содержание нитратов в пищевых продуктах может возрастать по мере их хранения. Кроме того, в процессе хранения свежих овощей, особенно при комнатной температуре, возможно превращение нитратов в нитриты. Это связано с развитием микрофлоры, способной восстанавливать нитриты (многие представители лактобацилл, E.Coli, некоторые виды стрептококков и др.). В этой связи свежий сок детям рекомендуется употреблять в течение одного часа после его приготовления; - от свойств почвы. Чем богаче гумусом и общим азотом почва, тем больше накапливаются нитраты в корнеплодах; - от района выращивания. У овощей, выращенных вблизи предприятий, промышленные выбросы которых включают окислы азота, аммиак, пыль азотосодержащих удобрений, мочевину, нитраты в основном поступают в растения через листья. Снизить их количество в овощах можно внесением в почву фосфорных и калийных удобрений.

Исходя из вышесказанного можно порекомендовать возможные технологические способы снижения нитратов  в  сырье и готовой пищевой продукции.

При промышленном производстве продуктов питания из овощей следует учитывать их вид и сорт. Предпочтение целесообразно отдавать тем сортам, которые обладают меньшей способностью аккумулировать нитраты. Для растений, у которых способность накапливать нитраты особенно сильно выражена, например, у листовой зелени, кольраби, редиса, необходимо пересмотреть агротехнику.

Желательно ограничивать рыхление почвы при выращивании овощей под пленкой, что может способствовать повышению содержания нитратов в овощах. Следует правильно выбирать участки для выращивания овощей, исключая затененные места. Сбор урожая желательно проводить во второй половине дня. В консервированных овощах, обладающих способностью аккумулировать нитраты (пюре из шпината быстрозамороженное) возможно восстановление нитратов в нитриты при хранении размороженной продукцией или повторном их нагревании.

При производстве мясо – овощных консервов необходимым условием безопасности является предотвращение комбинирования нитрофильных овощей с копченостями.

При кулинарной обработке сырья количество нитратов снижается: очистке, мойке, вымачивании – на – 5-15 %, при варке – на 80 % (в капусте – на 58 %, в столовой свекле – на 20 %, в картофеле – на 40 %) , в связи с переходом в отвар нитратов, инактивацией ферментов, восстанавливающих нитраты в нитриты. При более жесткой тепловой обработке нитраты разрушаются с образованием оксидов азота и кислорода. При консервировании содержание нитратов уменьшается на 20-25 % в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, так как они уходят в рассол и маринад, которые поэтому не используют. При квашении капусты количество их уменьшается в 2,3 раза,  при мариновании в 2,1 раза.

Для снижения количество нитратов в старых клубнях картофеля, его следует залить 1%-ным раствором поваренной соли.

В связи с тем, что нитраты концентрируются в кожуре овощей и плодов, то их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать полностью от кожуры, а у пряных трав следует использовать только листья, а не стебли. У патиссонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.

Хранить свежие овощи и плоды следует в охлаждаемом месте, так как при температуре +2 °С невозможно превращение нитратов в нитриты. При повышенной температуре хранения происходит микробиологическое восстановление нитратов под действием фермента нитрат – редуктазы. В связи, с чем опасно хранить овощные блюда длительное время на мармите.

Для уменьшения содержания нитратов в организме человека необходимо ввести в рацион продукты, богатые витаминами С и Е, которые снижают их вредное воздействие. Поэтому салаты, закуски, блюда из свежих овощей и фруктов рекомендуется готовить непосредственно перед их употреблением, так как при хранении их в течение 6 часов в измельченном виде, теряется более 50 % витамина С.

Необходимо строго контролировать количество введенных нитратов и нитритов в качестве пищевых добавок при производстве мясопродуктов, для придания им характерного цвета. При введении в колбасный фарш, ветчинные изделия, соленые мясопродукты они взаимодействуют с красящим пигментном мяса (миоглобином), в результате чего образуется нитрогемохромоген, который и придает мясным изделиям ярко-розовый цвет. Цвет мяса становится ярко-красным благодаря пигменту оксимиоглобину при насыщении миоглобина кислородом. Содержание нитритов в пищевых продуктах допускается до 50 мг/кг, в солонине из говядины и баранины – 200 мг/кг, в экспортируемых – до 30 мг/кг. Для обеспечения указанных нормативов нитриты используют в следующих количествах: засолка говядины, баранины, конины – 0,1 - 0,12 % от массы рассола, для свинины – 0,06 - 0,08 %,  в колбасных изделиях – 0,003 - 0,005 от массы мяса. Нитриты и нитраты образуются в пищевых продуктах при g – облечении, которое применяют с целью стерилизации и увеличения продолжительности хранения. При химической активизации g – излучений происходят многочисленные реакции между азотом воздуха и кислородом, парами воды и веществами продуктов. Образующиеся азотистые соединения окисляются до ионов нитратов и концентрируются в продуктах.

Основными источниками поступления нитратов в организм человека являются растительные продукты  (80-90 %), в основном овощи. Нитритов – мясные продукты (50-60 %). В потреблении этих соединений с суточным пищевым рационом, доля молока и молочных продуктов может составить  не более 5 %. При тепловой обработке молока содержание нитратов и нитритов повышается,  из-за высвобождения окислов азота, которые окисляются кислородом воздуха до нитратов. ДСД нитрита – 0,2 мг/кг массы тела, кроме детей грудного возраста. Острое отравление отмечается при одноразовой дозе – 200-300 мг, летальный исход – 300-2500 мг. ДСД нитратов 5 мг/кг массы тела. ПДК в пищевой воде – 45 мг/л.

Нитрозосоединения

Из известных в настоящее время нитрозосоединений 80 нитрозоаминов и 23 нитрозоамида являются активными канцерогенамии и мутагенами. Общим для всех нитрозосоединений является нитрозогруппа (> N-N=0), к которой могут присоединиться различные радикалы. Нитриты и окислы азота обладают способностью легко нитрозировать вторичные, третичные и четвертичные амины пищевых продуктов с образованием нитрозосоединений.

В желудке нитраты образуют с биогенными аминами, содержащимися, например, в мясе, нитрозоамины и нитрозоамиды. У людей с пониженной кислотностью желудочного сока из нитратов образуется большое количество нитрозоаминов, вызывая более высокую частоту рака желудка.

Уровень содержания нитрозоаминов в пищевой продукции  - один из важнейших показателей ее безопасности.

В свежих продуктах, особенно растительного происхождения нитрозосоединения либо отсутствуют, либо присутствуют в ничтожно малых количествах. Исключение составляют те случаи, когда эти продукты изготовлены с нарушением технологических режимов или из сырья с высоким исходным уровнем предшественников реакций нитрозирования. Нитрозосоединения могут образовываться в результате технологической обработки (варки, жарки, соления, копчения) и длительного хранения сырья, полуфабрикатов. Чем интенсивнее тепловая обработка и продолжительнее срок хранения пищевых продуктов, тем больше вероятность образования в них нирозосоединений. При варке белковых продуктов образуются пролин, гидроксипролин и аргенин, а так же амины, которые способны нитрозироваться.  В большом количестве нитрозамины образуются при жарке, особенно много их накапливается в жировых слоях мяса и вытопленном из них жире. Использование специй и посолочных компонентов так же приводит к увеличению нитрозосоединений. В процессе посола происходит необратимый распад некоторой части белковых веществ мяса, образуются полипептиды и низкомолекулярные азотосодержащие соединения (аминокислоты и амины), которые в результате реакции нитрозирования служат источником  нитрозосоединений. Наибольшее содержание нитрозосоединений обнаружено в копченых мясных изделиях, колбасах, приготовленных с добавлением нитритов - до 80 мкг/кг; в соленой и копченой рыбе - до 110 мкг/кг; из молочных продуктов, главным образом в сырах, прошедших фазу ферментации – до 10 мкг/кг; из растительных продуктов – в солено-маринованных изделиях; из напитков – в пиве 12 мкг/кг. В мясных продуктах домашнего копчения спектр обнаруженных нитрозосоединений шире, а содержание намного выше.

Результаты многочисленных исследований мясной продукции на содержание ниторозосоединений показывают, что при соблюдении рецептур внесения нитритов в процессе производства их остаточные количества в готовом продукте не превышают гигиенических нормативов, принятых в Российской Федерации. Хотя около 9 % образцов мясных изделий по содержанию нитрозоаминов превышают гигиенические регламенты, причиной этого является нарушение условий и сроков хранения готовых мясных изделий. N-нитрозоамины были обнаружены в количествах от 0,1 до 30 мкг/кг.

Наименьшее количество установлено в свежем мясе (до 0,4 мкг/кг) и консервах (до 0,7 мкг/кг), наибольшее - в варено-копченых изделиях из свинины (до 9,8 мкг/кг).

В качестве профилактических мероприятий по снижению уровня нитрозосоединений можно порекомендовать ввести в рацион продукты, богатые витаминами С и Е, полифенолами, танинами, пектиновыми веществами, так как они подавляют реакцию нитрозирования в человеческом организме. Установлено, что при соотношении витамина С и нитратов 2 : 1 и более нитрозоамины не образуются. Кроме того, значительное количество клетчатки и пектиновых веществ, содержащихся в организме,  подавляет всасывание нирозоаминов в толстой кишке.

Соблюдение технологии приготовления, сроков и условий хранения кулинарной продукции позволяет получать ее безопасной.

Пестициды

Пестициды – химические соединения, которые применяются в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от вредителей, сорняков и болезней, то есть химические средства защиты растений.

Ежегодно около 50 % мировых запасов продовольствия съедают или повреждают насекомые, грызуны, птицы, микроорганизмы, преимущественно плесневые микрогрибы и другие вредители. При успешной борьбе с насекомыми, микроорганизмами, болезнями, которые поражают зерновые культуры в поле, ежегодная прибавка к урожаю составила бы около 200 млн. тонн зерна, которой хватило бы для пропитания 1млрд. человек. Около 25 % продовольственного зерна теряется в процессе хранения в хранилищах.

Оборот пестицидов в мире возрос с 1991 году с 26,8 млрд. долл. до          38,5 млрд. долл. в 2001 году. Этот рост главным образом обусловлен увеличением потребления пестицидов в США, Западной Европе, Японии.

Пестициды различают по объектам применения: Бактерициды – для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями Гербициды - для борьбы с сорными растениями; Инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми; Фунгициды - для борьбы с грибными болезнями растений и различными грибами и т.д.

По токсичности при однократном поступлении через желудочно-кишечный тракт пестициды делятся на сильнодействующие ядовитые вещества (ЛД50 до 50 мг/кг), высокотоксичные (ЛД50 от 50 до 200 мг/кг), среднетоксичные (ЛД50 от 200 до 1000 мг/кг), малотоксичные (ЛД50 более 1000 мг/кг).

По кумулятивным свойствам пестициды делятся на вещества, обладающие сверх кумуляцией (коэффициент кумуляции меньше 1), выраженной кумуляцией (коэффициент кумуляции от 1 до 3), умеренной кумуляцией (коэффициент кумуляции от 3 до 5), слабовыраженной кумуляцией (коэффициент кумуляции больше 5).

По стойкости пестициды делятся на очень стойкие (время разложения на нетоксичные компоненты свыше 2 лет), стойкие (от 0,5 до 1 года), умеренностойкие (от 1 до 6 месяцев), малостойкие (1 месяц).

Пестициды, относящиеся к высокотоксичным (1-2 группы гигиенической классификации), могут вызывать острые отравления при поступлении в организм с продуктами питания. Продукты, содержащие остатки таких пестицидов выше ПДК, в питании не используются.

Продукты, содержащие пестициды с выраженной способностью к кумуляции (1 и 2 группы), независимо от их токсичности при однократном поступлении опасны в связи с возможностью хронических отравлений. Они могут быть использованы в питании лишь кратковременно и при условии, что их остатки превышают ПДК не более чем в 2 раза. Запрещается их использование в детских и больничных учреждениях.

Основные группы пестицидов:

ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПЕСТИЦИДЫ (ФОП) – одна из наиболее распространенных и многочисленных групп пестицидов. К ним относятся афуган, актеллик, дибром, карбофос, бромофос, фталофос, хлорофос, цидиал и другие. ФОП при воздействии высокой температуры частично или полностью разрушаются. В первые часы (1-2) после обработки растений и в меньшей мере позднее они могут быть смыты водой. Фрукты, ягоды можно переработать на варенье, повидло, джем, сухофрукты после предварительного мытья. Фрукты, содержащие остаточные количества фосфорорганических пестицидов, превышающие ПДК в 3 - 4 раза, перед переработкой освобождаются от кожуры. Продукты, содержащие остатки фозалона, во всех случаях подлежат предварительной очистке от кожуры.

Не рекомендуется изготовление мармелада из плодов и ягод, содержащих остатки фосфорорганических пестицидов в количествах, превышающих ПДК в 3 - 4 раза, так как используемая при этом кратковременная термическая обработка недостаточна для их разрушения.

Овощи могут быть переработаны на консервы, подвергающиеся стерилизации. Ввиду того, что метафос, хлорофос, тиофос, длительно сохраняются в кислой среде, то капусту и другие овощи с наличием остатков указанных препаратов, превышающих допустимые уровни, не рекомендуется использовать для квашения и маринования.

В связи с тем, что фосфорорганические пестициды в больших количествах скапливаются в кожуре цитрусовых, последние могут быть переработаны только после очистки от кожуры. Запрещается также использовать кожуру в кондитерском производстве (цукаты, цедра).

Зерно и мука, содержащие остаточные количества фосфорорганических пестицидов, могут быть использованы для выпечки хлебобулочных изделий.

При загрязнении мяса большими количествами фосфорорганических пестицидов (превышающих ПДК в 3-4 раза), оно не может быть реализовано через торговую сеть. Можно его использовать для изготовления вареных колбас, технология производства которых требует высоких температур.

Молоко, содержащее ФОП, может быть использовано в питании после кипячения.

ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПЕСТИЦИДЫ (ХОП) стойкие к воздействию высокой температуры, практически нерастворимы в воде, что значительно затрудняет, а чаще делает невозможным полное освобождение пищевых продуктов от их остатков. К ним относятся гексахлорбензол, гексахлорбутадиен, гамма-изомер,  2,2,2 - трихлор -1,1 - бис - (пара-хлорфенил) этан (ДДТ), дилор, каптан, кельтан, метоксихлор и другие.

Интересна судьба открытого в 1939 году швейцарцем Паулем Мюллером инсектицида- [2,2,2-трихлор-1,1-бис (пара-хлорфенил) этана], известного как ДДТ. Препарат токсичен. Он сыграл огромную роль в борьбе с малярией и в 1948 г Пауль Мюллер был удостоен Нобелевской премии в области медицины. Начиная с 1950 г начали поступать сообщения о токсичных свойствах ДДТ и реальной угрозе здоровью. Благодаря своей стойкости и летучести (период обращения вокруг земли составляет 3-4 недели, и он оказался одним из первых загрязнителей. Препарат запрещен уже в 60-е годы в большинстве стран, в СССР - с 1970 г.

Фрукты и ягоды, в которых остаточные количества хлорорганических пестицидов превышают ПДК, могут быть переработаны на соки, так как пестициды остаются в мезге, которая не должна использоваться в качестве корма для скота.

Яблоки и груши могут быть использованы для приготовления повидла, джема, варенья, сухофруктов после предварительной очистки от кожуры, в которой концентрируется основное количество пестицидов.

Плоды косточковых не перерабатываются на сухофрукты, так как не могут быть освобождены от кожуры. Падалица плодов используется после удаления кожуры для изготовления повидла и джема. Лиственные овощи, зеленый лук, петрушка, загрязненные данным видом пестицидов, не должны употребляться в питании.

Картофель, загрязненный хлорорганическими пестицидами, может быть переработан на технический крахмал, технический спирт и применяться в качестве посевного материала.

Морковь не может перерабатываться на соки и консервы, предназначенные для детского и диетического питания. Она может быть использована в качестве подсортировки к консервам (овощные, рыбные), подлежащие стерилизации.

Зерно, в порядке исключения, может быть переработано на высшие сорта муки (т.к. основное количество пестицидов концентрируется в отрубях). Зерно, значительно загрязненное хлорорганическими пестицидами, может быть использовано лишь для технических целей (технический спирт, технический крахмал, клей), а также в качестве посевного материала.

Молоко может быть переработано на обезжиренные молочные продукты (творог, кефир, сухое и сгущенное молоко). Сливки и сливочное масло, в которых остаточные количества хлорорганических пестицидов превышают допустимые, могут быть использованы в кондитерских и других изделиях с таким расчетом, чтобы в готовой продукции их остатки не превышали допустимые уровни. В противном случае они могут быть использованы только для технических целей.

Небольшие партии мяса, содержащие хлорорганические пестициды, могут быть использованы в качестве подсортировки для изготовления колбасных изделий.

Рыба, в которой обнаружены хлорорганические пестициды в количествах, не более чем в 4 раза превышающих ПДК, может быть использована для подсортировки к рыбным и овощным консервам.

Яйцо с наличием данного вида пестицидов может быть использовано в кондитерском производстве.

Карбаминовая и  дитиокарбаминовая кислоты. Из применяемых в настоящее время пестицидов этого класса наибольшую опасность представляют севин, цирам. Они отличаются значительной стойкостью к высокой температуре, обладают цитогенетической активностью, выраженным кумулятивным действием. Продукты, загрязненные цирамом, не должны использоваться в питании.

Яблоки, содержащие севин, не подлежат хранению, так как при этом происходит проникновение препарата из кожуры в мякоть. Они могут быть переработаны на повидло, джем после освобождения от кожуры. При небольшом содержании севина яблоки после очистки от кожуры могут быть переработаны на консервы.

Яблоки и ягоды, загрязненные поликарбацином, купроцином и цинебом, целесообразно перерабатывать на сухофрукты, джем, повидло, консервы. Зерно и мука, загрязненные цинебом, могут быть использованы для выпечки дрожжевого теста.

При поисках путей реализации продуктов питания, загрязненных дитиокарбаматами – поликарбацином, купроцином, цинебом, следует иметь в виду, что в кислой среде разрушение пестицидов значительно ускоряется.

МЫШЬЯКСОДЕРЖАЩИЕ ПЕСТИЦИДЫ. 

Овощи и фрукты могут быть использованы в качестве подсортировки к овощным и фруктовым консервам при условии, что в готовой продукции концентрация мышьяка не будет превышать 1 мг/кг с учетом естественного содержания.

Мясо может быть использовано в колбасном производстве после варки при условии, что остаточное количество мышьяка в нем не будет превышать 1 мг/кг.

Бульон подлежит уничтожению. Внутренние органы и кости животных, содержащие препараты мышьяка, не подлежат реализации.

РТУТЬСОДЕРЖАЩИЕ ПЕСТИЦИДЫ.

Продукты, загрязненные ртутьсодержащими пестицидами, не могут быть использованы для целей питания.

Причины вероятного загрязнения пестицидами пищевых продуктов самые разнообразные: завышение норм расхода пестицидов, кратность обработок; несоблюдение концентрации рабочей жидкости; применение не рекомендованных форм препаратов; нарушение наземной обработки: применение не рекомендованных способов обработки, недозволенной аппаратуры; нарушение правил авиаобработки; высоты распыла пестицидов, не соблюдение ареала обработок; применение пестицида не по назначению; повторяемость применения в течение нескольких лет стойких пестицидов на одной площади; обработка в метеоусловиях, отличающихся от рекомендованных и т.д.

Нарушение гигиенических норм хранения, транспортировки и применения пестицидов, низкая культура работы с ними приводят к их накоплению в сырье и пищевых продуктах, а способность аккумулироваться и передаваться по пищевым цепям привело к широкому их распространению и негативному влиянию на здоровье человека.

Применение химических средств защиты растений ставит ряд проблем: первая, многие пестициды, например, ртуть органические соединения, имеют тенденцию накапливаться в кормах и животных; вторая, связана с продолжительностью сохранения пестицидов в почве или на растениях после обработки. Хлорированные углеводы и пестициды, содержащие мышьяк, свинец, ртуть, относятся к группе устойчивых, они не разрушаются за время одного вегетационного сезона под действием света, микроорганизмов и т.д.; третья, способность вредителей приобретать устойчивость к пестицидам.

Применение пестицидов и их роль в борьбе с различными вредителями, в повышении урожайности, их влияние на окружающую среду и здоровье человека вызывают неоднозначные оценки различных специалистов. Так, по данным ООН, ежегодно почти у 1 млн. человек регистрируют отравления пестицидами, применяемыми при обработке сельскохозяйственных культур, из них около 40 тысяч человек погибают. При этом следует отметить, что из общего числа отравлений химическими средствами со смертельным исходом на долю пестицидов приходится лишь 2,6 %, алкоголь вызывал смерть в 10,5 % случаев, обезболивающие лекарства-17,4 %.

С 1986 года в нашей стране действует автоматизированный мониторинг, обеспечивающий информацию об уровнях пестицидов в продуктах питания. Результаты мониторинга показывают возрастание общего содержания пестицидов в продуктах растительного и животного происхождения. Особенно это касается таких продуктов, как картофель, репчатый лук, капуста, помидоры, огурцы, морковь, свекла, яблоки, виноград, пшеница, ячмень, рыба прудов и водохранилищ, молоко. В них обнаружен наиболее широкий спектр пестицидов. Такое положение связано, во-первых, с тем, что во многих хозяйствах и у частных лиц остались большие запасы этих опасных веществ, во-вторых, хлорорганические соединения, несмотря на низкие концентрации, способны накапливаться в различных средах (воде, почве) и обладают высокой биологической активностью. Данные мониторинга свидетельствуют о реальной опасности комбинированного воздействия на организм человека множества высокотоксичных пестицидов и определяет необходимость первоочередных профилактических мер, особенно при приготовлении пищевых продуктов.

На эффективность снижения остаточных количеств пестицидов влияет характер распределения их в разных частях растений. Основное количество ФОП и ХОП концентрируется в кожуре плодов, овощей или на поверхности, практически не проникая внутрь плода.

В связи, с этим эффективна мойка овощей, фруктов, плодов водой, растворами щелочей  или поверхностно-активных веществ, но малоэффективна, когда вещества обладают липофильными свойствами и прочно связываются с восками кутикулы. В данном случае следует использовать салфетки, моющие средства, удаляющие жир и воски (детергенты, каустическую соду, спирт).

Более эффективным способом снижения пестицидов в растительном сырье является очистка от наружных частей растений. Например, при удалении кожуры у цитрусовых, яблок, груш, бананов, персиков, достигается их максимальное освобождение от пестицидов 90-100 %, удаление таких пестицидов, как ортен, дравин, темик, кропетон меньше – не более 50-70 %. Достаточно высокой степени снижения пестицидов можно достичь при очистки картофеля, огурцов, томатов, удалении наружных листьев у капусты и листовых овощей.

Освобождение пищевых продуктов от пестицидов (от 40 до 100 %) происходит при кулинарной обработки (варке, жарке, запекании, консервировании, изготовлении варенья, джема, мармелада). Традиционные способы изготовления квашеных и маринованных капусты, огурцов, томатов, яблок не приводит к снижению количества фосфорорганических пестицидов, устойчивых к кислой среде (метафос, хлорофос и др.).

В процессе сушки в зависимости от ее характера, вида сырья и свойств препаратов может происходить или концентрирование остатков пестицидов, или их удаление и разрушение. Заметно концентрируются, например, остаточные количества перметрина при высушивании яблок (2500 – 3000 %).

При переработке зерновых культур наибольшие количества загрязнителей обнаруживаются в отрубях, наименьшие - в муке тонкого помола.

Скорость деструкции пестицидов в хранящихся продуктах зависит от условий. При низких температурах (-18 - -23 0С) снижение остаточных количеств обычно бывает незначительным даже в тех случаях, когда длительность хранения превышает 2 года. С повышением температуры степень деструкции увеличивается, например, при 2 - 10 0С содержание фенсульфотиона снизилось в корнеплодах на 52 - 95 %. С увеличением длительности хранения деструкция пестицидов повышается, так, количество паратиона в кетчупе были стабильно на протяжении 4 месяцев, а через 6 месяцев снижалось на 93 %.

Остаточное содержание пестицидов в мясных и молочных продуктах можно снизить путем их термической обработки. Наиболее эффективным в этом отношении является отваривание мяса в воде. При этом необходимо помнить о возможности перехода пестицидов в бульон, а также иметь в виду, что некоторые пестициды могут в процессе варки трансформироваться с образованием более токсичных соединений.

Снижение остаточных количеств пестицидов в молоке и молочных продуктах просто термической обработкой проблематично. В связи с тем, что температура плавления пестицидов 80 - 100 0С, а на городских молочных заводах пастеризацию молока осуществляют при 74 - 76 0С с выдержкой до 20 с. Такой режим не способствует распаду хлорорганических соединений в молоке. Фосфорорганические токсиканты (карбофос, рогор, тиофос) значительно менее стойкие, чем хлорорганические. Концентрация ФОП снижается до 34 % при стерилизации, а при хранении молока в течение 48 часов при 4 0С разлагается до 40 % от первоначально добавленного количества рогора.

Необходимо отметить, что почти все применяемые в сельском хозяйстве пестициды очень хорошо растворимы в жирах. В связи с тем, что молочный жир является триглицеридом жирных кислот, то пестициды взаимодействуют с радиально ориентированными молекулами липопротеидов и распределяются в зависимости от полярности, то есть, концентрируются снаружи белковофосфолипидной оболочки жирового шарика или внутри его.  Поэтому обезжиренные молочные продукты будут содержать меньшие количества пестицидов, чем адекватные количества продуктов маслоделия и консервирования молока. Например, в обезжиренном твороге остается 3 - 4 % малополярных пестицидов, содержащихся в исходном цельном молоке, 20 - 30 % пестицидов отделяется в обезжиренную сыворотку. В связи с этим наиболее эффективным способом удаления пестицидов из молока оказалось производство сухого цельного молока.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВЕЩЕСТВАМИ, ПРИМЕНЯЕМЫМИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

С целью повышения продуктивности сельскохозяйственных животных, профилактики заболеваний, сохранения качества кормов в животноводстве широко применяются различные лекарственные и химические препараты (антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны, гормональные препараты, атиоксиданты, транквилизаторы и т.д.).

Антибиотики

Антибиотики применяются в ветеринарии и животноводстве для ускорения роста животных, профилактики и лечения заболеваний, улучшения качества и сохранности кормов и т.д. В настоящее время порядка 50 % производимых в мире антибиотиков применяется в животноводстве.

Применение таких препаратов несет в себе опасность последующего развития устойчивой к данным веществам микрофлоры у человека, употребляющего в пищу продукты, содержащие антибиотики. У человека развивается дисбактериоз, и при назначении ему антибиотиков велика угроза неэффективного лечения.

Антибиотики способны переходить в мясо животных и птицы, яйцо птиц и другие продукты и оказывать токсическое действие на организм человека. Возможность поступления таких мясных продуктов по импорту, а также развитие собственного интенсивного животноводства и птицеводства делают проблему контроля весьма актуальной.

Статистические данные показывают, что более 1 % количества всей мясной продукции может быть, оценено как содержащее антибиотики в дозах, превышающих безопасный для человека уровень. Особое значение имеет загрязнение молока пенициллином, который очень широко применяется для терапевтических целей в борьбе со стафилококковой инфекцией.

В действующих на территории Российской Федерации требованиях к безопасности мясных и молочных продуктов остаточное содержание антибиотиков не допускается и нормируется на уровне ниже долей единиц антибиотической активности (мкг) в 1 г образца .

Одной из разновидностью антибиотиков являются антибиотики-консерванты, которые добавляют в пищевые продукты с целью увеличения  сроков их хранения. К этой группе относятся хлортетрациклин, террамицин, пенициллин, левомицитин, стрептомицин, грамицидин и другие. Данную группу используют для обработки пищевых продуктов: - орошение или погружение мяса в раствор антибиотика; - инъекции (внутривенно и внутримышечно); - использование льда, содержащего антибиотик, - при транспортировке и хранении (используется в основном для рыбной продукции); - добавка растворов антибиотиков к различным пищевым продуктам (молоку, сыру, овощным консервам, сокам, пиву); - опрыскивание свежих овощей. -

Сульфаниламиды

Их антимикробное действие менее эффективно, чем действие антибиотиков, но они дешевле и более доступны для борьбы с инфекционными заболеваниями животных. Они способны накапливаться в организме животных и птицы и загрязнять мясо, молоко, яйцо. Допустимый уровень загрязнения мясных продуктов препаратами этого класса – менее 0,1 мг/кг, молока и молочных продуктов – 0,01 мг/кг.

Нитрофураны

Наибольшую антибактериальную активность проявляют 5-нитро-2-замещенные фураны. Считается, что остатки этих лекарственных препаратов не должны содержаться в пище человека. В связи с этим отсутствуют  ПДК этих препаратов.

ГОРМОНАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ 

Эти препараты используют в животноводстве для улучшения усвояемости кормов, стимуляции роста животных, которые вызывают у них  интенсивный прирост мышечной ткани.

Речь идет о так называемых «гормональных технологиях» для выращивания птицы, крупного рогатого скота и свиней в ряде зарубежных стран. Так, применение инъекции диэтилстильбэстрола в количестве 10 - 100 мг/кг позволяет быстро получать привес скота на уровне 5 - 25 %, что весьма привлекательно для товаропроизводителей. С 1989 г. Европейский Союз запретил использование, каких бы то ни было гормонов в производстве мяса. Применение диэтилстильбэстрола запрещено в  России, однако, ряд крупных стран американского  континента использует гормоны для производства  мяса.

Возможность поступления таких мясных продуктов из-за рубежа по импорту делает проблему гормонального контроля весьма актуальной для нашей страны. В действующих на территории Российской Федерации медико-биологических требованиях определены следующие допустимые уровни содержания гормональных препаратов в продуктах питания (мг/кг, не более): мясо сельскохозяйственных животных, птицы (продукты их переработки) - эстрадиол 17b - 0,0005; тестостерон -0,015; молоко, молочные продукты, казеин – эстрадиол 17b - 0,0002;  масло коровье - эстрадиол 17b - 0,0005.

Выборочный анализ образцов мясных продуктов показал, что из 20 образцов российского происхождения ни один не содержал диэтилстильбэстрол, из 3 - 0 (Дания), из 3 - 0 (Канада), из 2 - 0 (Аргентина), однако из 5 образцов (США) в 2 содержался диэтилстильбэстрол, из 4 -1 (Австралия), из 1 - 1 (Австрия). Мировой опыт показывает, что объем 1 - 5 % от всей мясной продукции может быть оценен как содержащий гормоны в дозах, превышающих ПДК. Следует отметить, что гормональные препараты стабильны при приготовлении пищи, способны вызывать нежелательный дисбаланс в обмене веществ и физиологических функциях организма человека.

Транквилизаторы

Они применяются как успокаивающие средства с целью предупреждения стрессовых состояний у животных, например, при транспортировке или перед забоем. Транквилизаторы способны оказывать негативное воздействие на организм человека, поэтому их применение должно быть под строгим контролем. Для того чтобы мясо не содержало остатков этих препаратов, они должны быть отменены не менее, чем за 6 дней до забоя животного.

Систематическое употребление продуктов питания загрязненными различными препаратами, применяемыми в животноводстве, ухудшает их качество, приводит к возникновению резистентных форм микроорганизмов, является

причиной дисбактериозов. Поэтому необходимо обеспечить строгий контроль остаточных количеств этих загрязнителей в сырье и готовой продукции.

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается токсическая опасность антибиотиков для человеческого организма?

2. В чем заключается токсическая опасность гормональных препаратов для человеческого организма?

3. Какие пищевые продукты являются источником поступления антибиотиков и гормональных препаратов?

 4. Какие технологические приемы можно использовать для снижения в сырье и готовой продукции содержание антибиотиков?

5. Какие технологические приемы можно использовать для снижения в сырье и готовой продукции содержание гормональных препаратов?

6. Какие технологические приемы можно использовать для снижения в сырье и готовой продукции содержание транквилизаторов?

7. В чем заключается потенциальная токсичность нитратов для человеческого организма?

8. В чем заключается механизм токсичного действия нитритов на организм человека? От каких факторов зависит токсичность нитритов?

9. Все ли растительное сырье имеет одинаковую способность накапливать нитраты во время роста?

10. Перечислите причины, способствующие накоплению нитратов в растениях? 11. Какие способы кулинарной обработки сырья можно применять для снижения количества нитратов в готовой продукции?

12. Какие условия хранения сырья и готовой продукции необходимо выполнять для снижения содержания нитратов?

13. Что необходимо вводить в рацион для снижения нитратов в организме человека?

14. Что представляют собой  нитрозосоединения?

15. Каким образом нитрозосоединения образуются в продуктах и организме человека?

16. Перечислите профилактические мероприятия по снижению уровня нитрозосоединений в организме человека?

17.С какими токсиколого-гигиеническими проблемами сталкивается человек при использовании пестицидов?

18. Какие проблемы возникают при применении химических средств защиты растений?

19. Какие технологические способы можно порекомендовать для снижения остаточных количеств пестицидов?

20. Каким образом различные виды кулинарной обработки могут повлиять на количественное содержание пестицидов в готовой продукции?

21. Каким образом можно использовать молоко, содержащее пестициды?