Классификация загрязняющих веществ пищевых продуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Экологические проблемы питания

Проблема отрицательного влияния загрязнения окружающей среды на здоровье человека становится все более острой. Она переросла национальные границы и стала глобальной. Интенсивное развитие промышленности, химизация сельского хозяйства приводят к тому, что в окружающей среде появляются в больших количествах химические соединения, вредные для организма человека. Вместе с тем успехи науки позволяют регулировать содержание этих вредных веществ и доводить их концентрацию до безопасных величин. Это касается как всей окружающей среды, так и отдельных пищевых продуктов. Известно, что значительная часть чужеродных веществ поступает в организм человека с пищей (например, тяжелых металлов -- до 70%). Поэтому широкая информация населения и специалистов о загрязняющих веществах в продуктах питания имеет большое практическое значение. Благодаря успехам медицинской науки и профилактическим мероприятиям многие инфекционные болезни, ранее широко распространенные и сокращавшие среднюю продолжительность жизни, утрачивают свою ведущую роль. В настоящее время все большее значение приобретают различные вредные факторы, способствующие распространению таких заболеваний, как рак, сердечно-сосудистые, диабет, болезни желудочно-кишечного тракта, печени и др., появление которых связано с условиями современной жизни. Не последнюю роль в этом играет недоедание, переедание и качество пищевых продуктов. Наличие в пищевых продуктах загрязняющих веществ, не обладающих пищевой и биологической ценностью или токсичных, угрожает здоровью человека. Естественно, что эта проблема, касающаяся как традиционных, так и новых продуктов питания, стала особенно острой в настоящее время. Понятие «чужеродное вещество» стало центром, вокруг которого до сих пор разгораются дискуссии. Всемирная организация здравоохранения и другие международные организации вот уже около 40 лет усиленно занимаются этими проблемами, а органы здравоохранения многих государств пытаются их контролировать и внедрять сертификацию пищевых продуктов. Загрязняющие вещества могут попадать в пищу случайно в виде контаминантов-загрязнителей, а иногда их вводят специально в виде пищевых добавок, когда это, якобы, связано с технологической необходимостью. В пище загрязняющие вещества могут в определенных условиях стать причиной пищевой интоксикации, которая представляет собой опасность для здоровья человека. При этом общая токсикологическая ситуация еще больше осложняется частым приемом других, не относящихся к пищевым продуктам веществ, например лекарств, попаданием в организм чужеродных веществ в виде побочных продуктов производственной и других видов деятельности человека через воздух, воду, потребляемые продукты и медикаменты. Химические вещества, которые попадают в продукты питания из окружающей нас среды, создают проблемы, решение которых является насущной необходимостью. В результате этого необходимо оценить биологическое значение угрозы этих веществ для здоровья человека и раскрыть ее связь с патологическими явлениями в организме человека. Окончательным подтверждением опасности или безопасности чужеродного вещества является многолетнее токсикологическое испытание на животных, наиболее близких к человеку по биохимическим параметрам. Хорошие, плодотворные результаты дает международное сотрудничество в этой области, которое поощряют ВОЗ и ФАО. В России с 1993 года ввели обязательную сертификацию пищевых продуктов на содержание тех или иных загрязняющих веществ.

пищевой продукт загрязняющий экологический

2. Классификация загрязняющих веществ пищевых продуктов

В литературе встречаются различные виды классификаций загрязняющих веществ пищевых продуктов. Рассмотрим некоторые из них. В медико-биологических требованиях и санитарных нормах качества продовольственного сырья и пищевых продуктов, утвержденных Минздравом СССР 01.08.89, приводится следующее понятие. Пищевые добавки -- природные или синтезированные вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью придания им заданных свойств и не употребляемые сами по себе в качестве пищевых продуктов или обычных компонентов пищи. В законе о пищевых продуктах в ГДР еще в 1962 году были определены следующие понятия: Чужеродными веществами называют такие вещества, которые по своим свойствам и количеству, а также по своей природе или вследствие способов физической обработки продуктов не свойствены этим продуктам, но употребляются вместе с ними в качестве их составной части во время еды, питья, в процессе курения или нюхания. Пищевыми добавками называют вещества или смеси веществ, добавление которых в продукты питания закономерно по составу или содержанию питательных веществ. Эти добавки должны быть получены из пищевого сырья с применением пищевой технологии. Витамины, провитамины, приправы, ароматические и вкусовые вещества естественного происхождения, вещества, имеющие аналогичную химическую структуру. Воздух, азот, двуокись углерода или этиловый спирт также относят к пищевым добавкам. Для применения пищевой добавки не требуется специального токсикологического исследования по воздействию на организм человека. Загрязняющими соединениями называют вещества, оказывающие токсикологическое или биологическое воздействие на организм человека. Чужеродные вещества, по данным Л. Росивал, Р. Энгст и А. Соколой, классифицируют на специально добавленные и случайно содержащиеся в продуктах питания. Специально добавленные вещества. Они являются составными частями пищевых продуктов и предназначены для употребления. К важнейшим из этой группы относятся вещества с антимикробным действием (химические средства консервирования, антибиотики), пищевые красители, вкусовые ингредиенты и вещества, улучшающие товарный вид и способствующие сохранению пищевых продуктов. Случайно содержащиеся в продуктах соединения. Они попадают в продукты в виде загрязнений из сырья, тары или в результате обработки, и присутствие их в пищевых продуктах не является обязательным. К ним относятся остатки вспомогательных материалов, применяемых при получении или переработке пищевых продуктов, но не предназначенных быть их составными частями. В большинстве случаев имеются в виду посторонние примеси химической природы. Загрязнения из окружающей среды. К ним относятся радиоактивные и ядовитые отходы промышленности, транспорта и домашнего хозяйства, попадающие через воздух, воду и почву на продукты питания или проникающие в них при хранении. Загрязнения компонентами упаковочных материалов -- загрязнения от металлической тары (свинец, олово), от пропитанной бумаги или от дерева. Такие загрязнения часто переходят в продукты питания. В последнее время все больше применяются синтетические полимерные материалы которые выделяют в пищевые продукты не прореагировавшие соединения или исходные компоненты. Кроме того, они иногда придают продуктам не свойственные им вкус и запах. Загрязнения микроорганизмами. Эта проблема усугубилась, когда установили, что плесень содержит высокотоксичные соединения (микотоксины). Бактериальные токсины, такие как токсин Cl. botulinum и другие продукты обмена ряда патогенных микроорганизмов, могут представлять собой смертельную опасность для человека. Установлена токсичность условно патогенных микроорганизмов, таких как кишечная палочка, молочнокислый стрептококк. Однако исследования в этой области только начинаются. Остатки сельскохозяйственных ядохимикатов (удобрений). Они представляют собой наиболее значительную группу загрязнителей, так как присутствуют почти во всех пищевых продуктах. Пестициды и гербициды, проникающие в продукты в результате мероприятий по защите растений и борьбе с вредителями, или удобрения, поступающие в растения из почвы, подвергаются часто биохимическим превращениям, что затрудняет их обнаружение и осложняет раскрытие механизма их воздействия на организм человека (образование метаболитов из пестицидов, образование нитрозоаминов из азотных удобрений). Минеральные вещества, содержащиеся в химических удобрениях, могут существенно влиять на качество продуктов и их питательную ценность, например, вследствие изменения рН среды или витаминов. Это относится также к запаху и вкусу, которые при обработке ядохимикатами и удобрениями претерпевают нежелательные изменения, например при обработке картофельных клубней техническим гексахлорциклогексаном меняется вкус и запах картофеля. Однако это вовсе не означает, что нужно полностью отказаться от использования химических средств в сельском хозяйстве. Загрязнения, связанные с лечением животных. Введение в корм антибиотиков и психофармакологических препаратов приобретает все большее значение в животноводстве. Однако эти препараты могут оказывать действие и на организм человека. Прочие загрязнения. Имеется ряд трудно поддающихся классификации химических препаратов, например, моющие средства или другие санитарные препараты, которые попадают в пищу в виде следов. Вторичные продукты. Они могут появляться вследствие химических и термических процессов, при облучении и применении биологических методов обработки пищевых продуктов. В результате изменения составных элементов пищи образуются продукты термической деструкции жиров, продукты реакции Майяра, наличие которых в пище нежелательно. Однако такая классификация чужеродных веществ не всегда правомерна с точки зрения воздействия на организм человека. Ведь нитриты могут случайно попасть в мясо при кормлении животных нитратными кормами, а могут быть специально добавлены в колбасу для придания ей цвета. Но воздействовать на организм человека они будут одинаково. Поэтому автором предлагается другая классификация загрязняющих веществ, в зависимости от химической природы соединений и их воздействия на организм человека. Все загрязняющие соединения разбиты на девять групп.

К первой группе относят радионуклиды, которые могут попасть в пищевые продукты случайно или в результате специальной обработки. Особенно остро встала проблема загрязнения пищевых продуктов после аварии на Чернобыльской атомной станции.

Ко второй группе относят тяжелые металлы и другие химические элементы, которые в концентрациях выше физиологической потребности вызывают токсическое или канцерогенное воздействие на организм человека. Основную массу загрязняющих тяжелых металлов и соединений составляют: фтор, мышьяк и алюминий, а также хром, кадмий, никель, олово, медь, свинец, цинк, сурьма и ртуть.

К третьей группе относят микотоксины -- соединения, накапливающиеся в результате жизнедеятельности плесневых грибов. Как правило, грибы развиваются на поверхности пищевых продуктов, а продукты их метаболизма могут проникать и вовнутрь. На сегодня известно свыше 100 микотоксинов, но наиболее известны афлатоксины и патулин.

В четвертую группу включают пестициды и гербициды. Эти соединения используются для защиты растений в сельском хозяйстве и попадают чаще всего в пищевые продукты растительного происхождения. В настоящее время известно более 300 наименований пестицидов и гербицидов. Обычно определяют два -- пять наиболее применяемых в данном регионе.

В пятую группу относят нитраты, нитриты и их производные нитрозамины. Соединения азотной и азотистой кислот в нашем организме не метаболируются, поэтому их поступление приводит к нарушению биохимических процессов в организме в виде токсических и канцерогенных проявлений.

К шестой группе загрязняющих веществ относят детергенты (моющие средства). При переработке пищевых продуктов используют оборудование из нержавеющей стали. После каждой рабочей смены оборудование (особенно в молочной и консервной промышленности) моют с применением каустической соды или других моющих средств. При плохом ополаскивании оборудования первые порции пищевой продукции будут содержать детергенты.

В седьмую группу загрязняющих веществ относят антибиотики, антимикробные вещества и успокаивающие средства. Эти соединения, поступая с продуктами питания, воздействуют на микроорганизмы толстого кишечника и способствуют развитию у человека дисбактериоза, а также привыканию патогенных микроорганизмов к этим антибиотикам.

К восьмой группе относят антиоксиданты и консерванты. Эти вещества используют для продления срока хранения пищевых продуктов, за счет блокирования химических и биохимических процессов. При поступлении в организм человека данные соединения блокируют отдельные биохимические процессы, либо воздействуют на бифидобактерии желудочно-кишечного тракта человека. Это способствует развитию дисбактериоза.

В девятую группу загрязняющих веществ входят соединения, образующиеся при длительном хранении или в результате высокотемпературной обработки пищевых продуктов. К ним относят продукты химического разрушения сахаров, жиров, аминокислот и продукты реакций между ними. Эти простые и комплексные соединения организм человека не может метаболировать, что приводит к накоплению этих соединений в печени человека, а возможно и к нарушению биохимических процессов в организме. Загрязняющие вещества пищевых продуктов можно классифицировать также по характеру действия на организм человека, токсичности и степени опасности. По характеру действия различают, с одной стороны, вещества, оказывающие общее действие (раздражающее, аллергическое, канцерогенное) с другой -- вещества, действующие на определенные системы и органы (нервную, кроветворную, печень, желудочно-кишечный тракт и т. д.).

3. Характеристика отдельных групп загрязняющих веществ

Микотоксины

Микотоксинами называют ядовитые продукты обмена веществ (метаболизма) плесневых грибов, образующиеся на поверхности пищевых продуктов и кормов. Эти токсины могут попадать и внутрь продуктов. Плесневые грибы -- повсеместно распространенные микроорганизмы. Их роль в возникновении порчи при хранении известна точно так же, как и их применение в ферментативных процессах при изготовлении отдельных видов сыров или при микробиологическом синтезе лимонной кислоты и пенициллина. Токсичность заплесневелых пищевых продуктов и кормов известна сравнительно давно. Одной из разновидностей грибкового токсикоза является так называемый эрготизм -- заболевание, распространенное в начале века вследствие использования для выпечки хлеба муки, зараженной спорыньей. Причина этого заболевания долгое время была не выявлена. Однако теперь известно, что микотоксины могут воздействовать на организм человека и животных. Известно около 240 токсичных плесневых грибов. Из плесеней, развивающихся на пищевых продуктах, примерно 60--75% следует рассматривать как токсичные. На сегодня известно свыше 100 микотоксинов. В таблице 19 представлены наиболее распространенные микотоксины в соответствии со степенью их токсичности.

Афлатоксины. Первое исследование по микотоксинам было проведено в 1960 г. в связи с загадочным массовым падежом 100 000 индюшек в Великобритании. Причиной этой болезни явился токсин плесневых грибов, попавший в корм с заплесневелой мукой из арахиса. Это соединение было названо «Афлатоксин». Самый крупный случай очевидного афлатоксикоза произошел осенью 1974 г. в нескольких деревнях Индии. Было поражено около 400 человек и более 100 умерли от поражения печени. Важной составной частью рациона питания населения этих деревень была кукуруза, зараженная афлатоксинами в количестве от 0,25 до 15,6 мг/кг массы продукта. При остром афлатоксикозе в первую очередь поражается печень, где отмечается дегенерация паренхиматозных клеток, геморрагия и пролиферация в желчных протоках, затем нарушаются функции нервной системы, сопровождающиеся судорогами, параличом, атаксией. Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus -- продуценты афлатоксинов, широко распространены в окружающей среде. Обычно они находятся в почве и заражают произрастающие на ней продовольственные культуры. Поэтому не удивительно, что арахис, созревающий в почве и имеющий шероховатую поверхность, всегда заражен этими и другими грибами. Афлатоксины, как и все другие микотоксины, попадают в пищевые продукты из следующих источников: 1) из видимо заплесневелого сырья; 2) из сырья без видимой плесени; 3) из растительных продуктов, в которых присутствие плесени не доказано; 4) из продуктов животного происхождения, в которых наличие афлатоксинов обусловлено характером корма; 5) из продуктов ферментации.

1. Сырье с заметной плесенью (видимо заплесневелое сырье). Сильно пораженные плесенью продукты растительного происхождения не представляют собой значительного интереса, так как обычно мы не употребляет их в пищу. При развитии плесени в мешках с мукой, зерном, в силосе возникает возможность попадания плесени в корм животных. В России встречается кормление животных силосом с плесенью, что приводит к попаданию афлатоксинов в мясо и молоко.

2. Сырье без видимой плесени. К этой группе относятся плоды, на которых между семядолями может появиться плесень. Например, арахис или чечевица, орехи в скорлупе, косточковые плоды, ядра персиковых и абрикосовых косточек, миндаль, каштаны или мускатные орехи нередко содержат не- замеченную, образующую афлатоксины, плесень. При исследовании 200 т фисташек без видимых очагов плесени обнаружили от 74 до 258 мкг/кг афлатоксина В1. Лесные орехи (лещина, фундук) без видимой плесени могут содержать в скорлупе до 50 мкг афлатоксинов. Афлатоксины в пораженном сырье распределены неравномерно. Например, в партии арахиса менее 0,5% ядер были заражены продуцентами афлатоксинов, из них отдельные содержали до 900 мкг/кг. По российским нормам доза афлатоксина В1 не должна превышать 0,005 мг/кг продукта, в ФРГ -- 0,01, а в США -- до 0,02 мг/кг.

3. Растительные продукты, в которых присутствие плесени не установлено. Поверхностный налет плесени легко удаляется, а при хорошей очистке сырья мицелий и жизнеспособные споры могут почти или вовсе отсутствовать. Однако в таком сырье и изготовленных из него продуктов могут содержаться токсины. Дело в том, что в процессе переработки афлатоксины не разрушаются, в лучшем случае при сортировке удаляются наиболее пораженные, измененные участки или частицы продукта. Поэтому целенаправленное исследование сырья или продуктов на наличие афлатоксинов и других токсинов позволяет обнаружить «замаскированные» микотоксины. Имеются данные о присутствии афлатоксинов в пасте из арахиса (ореховом масле), белом вине, в сухом концентрате супа из гороховой муки и в пшеничной муке и даже пироге с фруктами.

4. Присутствие афлатоксинов в продуктах животного происхождения в зависимости от состава корма. Находящийся в корме дойных коров афлатоксин В1 частично (до 0,1 -- 0,8%) выделяется с молоком в виде афлатоксина М1. В 69% проб сухого обезжиренного молока и 64% сухого цельного молока обнаруживали содержание афлатоксина М1 до 4 мкг/кг. Проводили специальные исследования по кормлению свиней кормом, содержащим афлатоксин В1 в количестве 500 мкг/кг. Наибольшая концентрация афлатоксинов была обнаружена в печени (137 мкг/кг) и в почках (54 мкг/кг). Мышечная и жировая ткань содержали следы афлатоксинов.

Загрязнение пестицидами и гербицидаии

В настоящее время ядохимикаты широко используются как эффективное средство борьбы с вредителями и болезнями растений, как средство защиты животных от эктопаразитов и т. д. Ядохимикаты также применяются для борьбы с грызунами, переносчиками заразных болезней (энцефалит, малярия, сыпной и возвратный тифы, сонная болезнь и многие другие). Причиной отравления человека и животных ядохимикатами является попадание их в пищевые продукты и воду. Особенно опасны для человека и животных те ядохимикаты, которые длительно сохраняются в почве, воде, растениях и некоторых других объектах. Минздравом РФ утверждены максимально допустимые уровни содержания остаточных количеств 298 пестицидов. По производственному назначению пестициды относятся к таким основным группам:

гербициды -- вещества и препараты, уничтожающие сорняки (агалон, акрил, алахлор и многие другие);

инсектициды -- убивают вредных насекомых (абат, алдрин, амбуш и др.);

фунгициды -- уничтожают вредоносные грибы (афос, арцерид, бордоская жидкость и др.);

регуляторы роста -- стимулируют рост растений или тормозят рост в высоту (А-1, алар, гидрозит малеиновой кислоты, декстрел и др.);

протравители семян -- химические средства обеззараживания семенного материала (бронокот, гексахлорбензол, киномет 15 и др.);

дефолианты -- вызывают опадение листвы у растений. Применяют их для облегчения машинной уборки хлопчатника и других сельскохозяйственных растений (гидрол, дропп, кампозан и др.);

фумиганты -- пестициды, применяемые в газо- или парообразном состоянии (бромистый метил, дихлорэтан, метиллилхлорид и др.);

моллюскоциды -- химические средства уничтожения улиток и слизней, повреждающих сельскохозяйственные культуры. Применяют для обработки зерновых и овощных культур, садов, пастбищ и водоемов (метальдегид и др.);

ратициды -- химические средства уничтожения мышей и крыс (препарат 242-хлорпикрин и др.);

репелленты -- отпугивают преимущественно насекомых, грызунов, птиц. Наиболее широко их используют против кровососущих насекомых, мух и клещей (оксамат и др.). Максимально допустимые уровни содержания пестицидов в некоторых растительных и животных пищевых продуктах приведены в «Медико-биологических требованиях и санитарных нормах качества продовольственного сырья и пищевых продуктах», утвержденных 1.08.89 № 5061-89. Особенно строгий контроль должен быть за содержанием пестицидов в продуктах, предназначенных для детского и диетического питания.

Нитраты и нитриты

Нитраты и нитриты содержатся в растениях в качестве нормальных метаболитов или накапливаются в результате нерационального использования азотных удобрений. За последние годы неоднократно наблюдались случаи цианоза (метгемоглобинемии) у грудных детей, которых кормили свежим или консервированным шпинатом. Отмечены серьезные токсикации при употреблении арбузов, земляники, редиса, огурцов с высоким содержанием нитратов. В литературе встречается успокаивающая информация, что для взрослого организма нитраты не представляют особого риска. Содержание нитратов в пищевых продуктах для детей не должно превышать 50 мг/кг, а для взрослого организма -- от 70 до 1400 мг/кг. Но ведь дети не питаются отдельно от взрослых. Особенно часто появляется диспепсия, вызванная нитратным отравлением, у грудных детей. Однократное введение 100--150 мг нитритов вызывает у человека покраснение кожи лица, снижение артериального давления, учащение пульса, ощущение шума в голове. При введении 300 мг отмечается обильное потение, синюшность кожи, одышка, головокружение, а иногда -- преходящее расстройство зрения. Нитрит и нитрат калия или натрия применяются как добавка при посоле мяса и мясных продуктов для сохранения красного цвета. При посоле красный мясной краситель -- миоглобин, превращающийся при кипячении в серо-коричневый метмиоглобин, реагирует с нитритами, образуя красный нитрозомиоглобин. Это соединение, придающее мясным изделиям типичный красный цвет соленого мяса, не изменяется при кипячении и более устойчиво, нежели миоглобин, к воздействию кислорода воздуха. Наряду со стабилизацией окраски нитраты и нитриты совместно с поваренной солью оказывают консервирующее действие. Их применяют исключительно в виде так называемых посолочных смесей, состоящих из поваренной соли и небольших количеств нитритов и нитратов. Наблюдались тяжелые, иногда групповые, интоксикации различными колбасными изделиями, содержавшими, вследствие ошибочного применения, большие концентрации нитритов -- от 200 до 6570 мг/кг продукта. Описаны случаи нитритной метгемоглобинемии при употреблении рыбы, обработанной нитритом натрия. Описаны также случаи острых отравлений нитратами, связанных с ошибочным употреблением их вместо поваренной соли. Существует мнение, что нитриты могут вызывать развитие опухолей, а также, что нитриты, уменьшая содержание витаминов в органах, снижают устойчивость организма к действию онкогенных факторов. При введении нитратов через желудочно-кишечный тракт организм человека в 2,5 раза более чувствителен, чем многие лабораторные модельные животные. Поэтому результаты исследований по токсичности нитратов и нитритов на организмы животных неадекватны для организма человека. Было установлено, что длительное применение нитратов во время беременности приводило к аномалии развития плода: гематомы, нарушение развитие костной ткани. С помощью радиобиохимических исследований установлено, что мишенью действия больших доз нитратов являются ядра печеночных клеток и нуклеиновый обмен. В таблице 20 приведены медико-биологические требования по содержанию нитратов и нитритов в пищевых продуктах.

Консерванты и антиокислители

Стремление обеспечить людей максимально широким ассортиментом пищевых продуктов независимо от времени и места производства вызвало необходимость создания различных способов обработки сырья и готовых продуктов с целью предупреждения порчи и удлинения сроков хранения. Особенно остро эта проблема стала при появлении импортных продуктов питания с увеличенным сроком хранения. В России ограниченно использовались консерванты и антиокислители, но с появлением большого разнообразия импортных продуктов, в особенности из слаборазвитых стран (Чили, ЮАР, Турция, Польша и др.), где нормативы содержания консервантов и антиокислителей значительно занижены, на нашем рынке оказались пищевые продукты, не соответствующие требованиям Минздрава России. Консерванты воздействуют, прежде всего, на микроорганизмы. Но в желудочно-кишечном тракте человека также находятся полезные микроорганизмы (бифидобактерии), которые обитают в толстом кишечнике и, гидролизуя гемицеллюлозы, поставляют в наш организм другие (кроме глюкозы) биологически активные моносахариды. Длительное применение пищевых продуктов с консервантами приводит к угнетению бифидобактерий и способствует развитию у человека дисбактериоза. В качестве консервантов применяются неорганические соединения, органические кислоты и их производные, а также специальная группа консервантов. К неорганическим консервантам относят борную кислоту и ее производные. Борная кислота и бораты (бура) еще несколько лет назад были разрешены в отдельных странах для консервирования отдельных пищевых продуктов. Следы боратов встречаются не только в почвах, минеральных водах, но и в меде, винах, фруктах и других растительных продуктах. Консервирующее действие борной кислоты и боратов основывается на нарушении метаболизма фосфатов и интенсивном блокировании декарбоксилирования аминокислот в микроорганизмах. В России наличие борной кислоты и ее солей в пищевых продуктах не регламентируется. Перекись водорода обладает бактерицидными свойствами, в особенности при кислой реакции субстрата. Она используется для обеззараживания питьевой воды, а также для консервирования молока, рыбных продуктов (студня), крабов, пива, а также как добавка ко льду при перевозке морских рыб и при брожении теста. Минздравом России разрешается применять перекись водорода при заготовках белых кореньев и лука-полуфабриката для консервной промышленности, однако остатка ее в готовых полуфабрикатах не допускается. Двуокись серы и ее производные широко применяются для консервирования плодоовощной продукции. Антимикробная активность двуокиси серы и сульфитов заключается в том, что, наряду с ингибирующим свойством, они восстанавливают дитиогруппы микробных ферментов. Они активно действуют на плесневые грибы, дрожжи и аэробные бактерии, однако значительно меньшее влияние оказывают на анаэробные бактерии. Лучше всего двуокись серы действует в кислой среде. Двуокись серы и сульфиты разрешены для применения в производстве большого числа пищевых продуктов и полуфабрикатов. Кроме того, они используются для дезинфекции бутылок, бочек и других емкостей для хранения пищевых продуктов. Минздравом России допускается содержание диоксида серы в плодово-ягодном пюре -- полуфабрикате до 1000--3000 мг/кг, в сушеной капусте до 600 мг/кг, в сушеном картофеле до 400 мг/кг, в томат-пюре из сульфитированной массы до 380 мг/кг и в вине столовом -- до 300 мг/кг. Органические кислоты и их производные. Бензойная кислота и ее соли ингибируют действие каталазы и пероксидазы, в результате чего в клетках микроорганизмов накапливается перекись водорода. Уже в небольших количествах она тормозит рост аэробных микробов, тогда как для подавления дрожжевых и плесневых грибов необходимы более высокие концентрации. Присутствие белков ослабляет активность бензойной кислоты, в то время как неорганические соли (фосфаты, хлориды) ее усиливают. Бензойная кислота наиболее эффективна в кислой среде, а в нейтральных и щелочных растворах ее действие почти не ощущается. Поэтому недостаточно кислые пищевые продукты нельзя консервировать с применением консервантов на основе бензойной кислоты. Так как в организме кумуляции бензойной кислоты не происходит, то ее рассматривают как относительно безвредное соединение. Бензойная кислота встречается в различных растениях как в свободном виде, так и в виде эфиров или амидов. В небольшом количестве (менее 0,1%) она встречается также и в некоторых фруктах и ягодах, например в чернике, малине, смородине, сливах, а также в гвоздике, анисовом масле и др. Бензойная кислота и ее натриевые или калиевые соли, наряду с двуокисью серы, нашли широкое применение. Эффективные концентрации колеблются в пределах 0,1--0,4%. Например, максимальная добавка бензойной кислоты, а также ее натриевых или калиевых солей к маргарину составляет 1000 мг/кг, а при использовании их в комбинации с сорбиновой кислотой дозировку рекомендуется уменьшить. Бензойная кислота применяется также для консервирования лекарственных и косметических средств. n-Оксибензойная кислота и ее эфиры -- соединения растительного происхождения. Они входят в состав алкалоидов и растительных пигментов. Сама же кислота содержится в созревающем сыре. n-Оксибензойная кислота как консервант менее эффективна, чем ее эфиры. Бактерии, дрожжи и плесневые грибы гибнут в растворе n-оксибензойной кислоты только при концентрации 0,86%. Этиловый и пропиловый эфиры n-оксибензойной кислоты разрешены для консервирования большого числа пищевых продуктов. Муравьиная кислота и ее производные. Муравьиная кислота, в отличие от уксусной, в организме человека окисляется медленно и не полностью. Ее действие на слизистую оболочку желудка зависит от концентрации. Она может вызвать нарушение функции почек и печени. Муравьиная кислота в свободном виде встречается в растениях (хвое, крапиве); в виде следов ее находят в плодово-ягодных соках, вине, меде и некоторых минеральных водах. Незначительное количество муравьиной кислоты в качестве нормальной составной части содержится в моче человека. Она находит применение в консервной промышленности многих стран. Ее применяют в большинстве случаев при консервировании овощных соков, безалкогольных напитков и кислой капусты. Пропионовая кислота и ее соли. В организме человека пропионовая кислота метаболируется почти без остатка. Путем окисления она превращается в пировиноградную кислоту. Комиссия Кодекс Алиментариус рекомендовала пропионовую кислоту в качестве консерванта в производстве сыров из расчета 3 г/кг. При этом допускается применять пропионовую и сорбиновую кислоты (или их соли) в комбинации. Сорбиновая кислота и ее соли. В последние годы сорбиновая кислота и ее соли были разрешены почти во всех странах в качестве консервантов в концентрациях от 0,01 до 1,2%, в основном для маргарина, сыра, яичного желтка, овощных и фруктовых изделий, а также печенья и вина с повышенным содержанием остаточного сахара. В сравнении с другими консервантами при производстве рыбных и мясных изделий ее применение предпочтительнее. Сорбиновая кислота встречается в природе в ягодах рябины.

4. Соединения, образующиеся при хранении и переработке пищевых продуктов

Количество химических реакций, которые могут протекать при хранении, переработке и приготовлении пищевых продуктов, бесконечно. При длительном хранении пищевых продуктов, либо под воздействием высоких температур, основные компоненты продуктов питания (белки, жиры, углеводы, витамины) могут вступать в химические взаимодействие между собой или под воздействием органических кислот -- разрушаться. При этом за счет уменьшения содержания сахаров, белков снижается пищевая ценность продуктов питания и увеличивается их загрязненность. Наиболее изученными соединениями являются продукты реакции Майяра. На первой стадии этой реакции происходит взаимодействие сахаров с аминокислотами (например, лизин) с образованием комплексных соединений и дальнейшим их разрушением. В результате образуются такие соединения как ацетальдегид, глицеральдегид, метиоглиоксаль, бензальдегид, фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетон, диацетил, мальтол и многие другие. Вторая стадия меланоидинообразования до конца еще не изучена. Известно, что она включает в себя реакции полимеризации и конденсации карбонильных соединений при участии аминокислот. В пищевых продуктах из всех этих соединений определяется содержание только оксиметилфурфурола. Присутствие оксиметилфурфурола в пищевых продуктах нежелательно по следующим причинам: фурановые производные являются ядами, большие дозы их вызывают судороги и паралич, малые дозы угнетают нервную систему. Максимально допустимое содержание оксиметилфурфурола в пищевых продуктах, главным образом в высокоинвертных сиропах, не должно превышать 100 мг/л продукта. Однако в пчелином меде, поскольку он относится к лечебным продуктам, содержание оксиметилфурфурола по стандарту не должно превышать 25 мг/кг. Многие пищевые продукты подкрашиваются продуктами разрушения сахаров -- жженый сахар (коньяк, бренди, кока-кола, пепси-кола, Байкал и др. напитки), в котором обнаруживается высокое содержание оксиметилфурфурола. Однако содержание оксиметилфурфурола в напитках почему-то до сих пор не регламентируется. Биологически активные амины. Пищевые продукты содержат большое количество физиологически активных аминов. Большинство из них -- это органические основания с низкой молекулярной массой, которые не представляют опасности для человека, если не употребляются в большом количестве, а также при условии, что катаболические механизмы не имеют генетических отклонений и не ингибируются лекарствами. В пищевых продуктах находятся многие физиологически активные производные гистамина, тирамина и фенетиламина, включая триптамин и его гидроксилированное производное серотонин, которые обнаруживаются в помидорах, бананах, фруктах и фруктовом соке. Эти вещества применяются в качестве нейромедиаторов, однако их потребление с продуктами, вероятно, оказывает незначительное влияние на центральную нервную систему. С другой стороны, при значительном потреблении некоторые естественные амины влияют на центральную нервную систему (действующие как стимуляторы, такие как кофеин, теофиллин и теобромин в кофе и чае; действующие как депрессанты, например, этиловый спирт и диоскорин; тропановые алкалоиды в мясе; как галлюциногены, например, в мускатном орехе). Однако в настоящее время эти соединения не относят к загрязняющим. Окисленные жиры. Химические реакции, протекающие при нагреве жиров и масел, могут привести к образованию различных гидрокси-, эпокси- и пероксисоединений, причем некоторые из них, предположительно, отличаются токсичностью из-за высокой реактивности по отношению к составным частям клеток организма человека. Проведенные исследования на животных не выявили до сих пор канцерогенного действия этих соединений, но вопрос об опасности для человека остается открытым из-за неполноты наших знаний о химических и биологических свойствах многих продуктов окисления липидов. Нитрозамины. Нитриты, которые появляются в рационе питания человека из-за распространенности в природе или преднамеренного добавления, при определенных условиях могут реагировать с вторичными аминами и образовывать нитрозамины. Нитрозамины для организма человека являются канцерогенами, то есть веществами, вызывающими раковые заболевания. Нитрозирование происходит при жарении бекона нитритного посола, а также в пищеварительном тракте. В качестве источников нитрозаминов называют следующие продукты: копченую колбасу, жареный бекон, ветчину, салями, сыровяленные колбасы, копченую сельдь и другую рыбу, сыр, молоко, муку, пшеницу и грибы. Кроме того, нитрозамины обнаружены в последнее время в пиве и виски.

Размещено на Allbest.ru