Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

Н.Н. Роева
Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания

Учебно-практическое пособие. – М., МГУТУ, 2009

Предыдущая

Глава 2. Окружающая среда – потенциальный источник эмиссии вредных веществ в продовольственное сырье и продукты питания

Потенциальным источником эмиссии вредных веществ в продовольственное сырье и продукты питания является окружающая среда.

Выхлопные газы автомобилей, выбросы промышленных предприятий, отходы животноводческих комплексов, аэрозоли, удобрения, пестициды, моющие средства, пищевые консерванты и красители – далеко неполный спектр источников всех органических и неорганических веществ, загрязняющих окружающую среду. Следовые количества этих и подобных веществ сохраняются в растениях, попадают в молоко и мясо животных. Одним словом, в организм человека с пищей, водой и воздухом проникает множество химических веществ, для него совершенно чуждых, а нередко и очень вредных.

Основные пути антропогенного загрязнения продуктов питания и продовольственного сырья:

1.  Применение новых нетрадиционных технологий производства продуктов питания, в том числе и пищевых веществ, полученных путем химического и микробиологического синтеза.

2.  Загрязнение сельскохозяйственных культур и продуктов животноводства пестицидами, используемыми для борьбы с вредителями растений и в ветеринарной практике для лечебной профилактики животных.

3.  Использование в животноводстве и птицеводстве неразрешенных кормовых добавок, консервантов, стимуляторов, профилактических и лечебных медикаментов, применение разрешенных препаратов в больших дозах.

4.  Использование неразрешенных красителей, консервантов, антиокислителей и применение разрешенных в количествах, превышающих их предельные допустимые концентрации.

5.  Нарушение агротехнических инструкций по использованию удобрений, растительных вод, твердых и жидких отходов промышленности и животноводства, сточных вод.

6.  Миграция в продукты питания токсических веществ из пищевого оборудования, упаковки вследствие применения неразрешенных полимеров, резиновых и металлических предметов.

7.  Образование в пищевых продуктах эндогенных токсических соединений в процессе теплового воздействия (например, жарение, копчение, облучение).

8.  Несоблюдение санитарных требований в технологии производства и хранения пищевых продуктов, что приводит к образованию бактериальных токсинов (микотоксинов, афлатоксинов и др.).

9.  Поступление в продукты питания и продовольственное сырье из окружающей среды токсических и канцерогенных веществ, в том числе и радионуклидов.

Из числа перечисленных антропогенных источников загрязнения пищевых продуктов и продовольственного сырья доминирующим является последний, поэтому загрязнение окружающей среды является своего рода индикатором оценки их экологической чистоты и безопасности.

Химические элементы и соединения могут попадать в пищевые продукты из почвы, атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, сельскохозяйственного сырья, а через пищу – в организм человека.

Все загрязняющие соединения подразделяются на девять групп.

К первой группе относятся радионуклиды, попадающие в результате радиоактивного и радиационного загрязнения.

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 поникать 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 2-5 наиболее применяемых в данном регионе.

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

К шестой группе загрязняющих веществ относятся детергенты (моющие средства), которые могут попадать в пищевые продукты в результате санитарно-гигиенической обработки оборудования из нержавеющей стали, используемого на пищевых предприятиях, особенно в молочной и консервной промышленности.

В седьмую группу загрязняющих веществ относят антибиотики и антимикробные вещества. 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 данное соединение блокирует отдельные биохимические процессы, либо воздействует на бифидобактерии желудочно-кишечного тракта человека, что 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 развития сахаров, жиров, аминокислот и продукты реакции 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.

Экологически вредные вещества, которые пищевые продукты способны аккумулировать из окружающей среды и концентрировать их в избыточно опасных количествах, называются контаминантами.

Наиболее важными показателями лимитирующими содержание различных химических элементов и их соединений в продовольственном сырье и пищевых продуктах, являются предельно допустимая концентрация (ПДК) предельно допустимая доза (ПДД).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – количество вредного вещества в окружающей среде и живом организме, которое накапливаясь в них в течение определенного промежутка времени не оказывает на них негативного воздействия и не приводит к возникновению патологий в организме человека, обнаруживаемых современными инструментальными методами анализа. Предельно допустимые концентрации веществ, загрязняющих биосферу, вводились как нормируемые показатели во многих странах, в том числе и в нашей стране. Они устанавливались в приземной атмосфере, водах, почвах, растениях, продуктах питания (табл.2-5).

Таблица 2

Предельно допустимые концентрации приоритетных
токсикантов в объектах окружающей природной среды

Элемент

ПДК

В пахотном слое почвы, мг/кг

Разовая в воздухе населенных мест, мг/м3


Среднесуточная, мг/м3

В воде для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения, мг/л

В воде для рыбохозяйственных целей, мг/л

Hg

0,1

0,01;

0,05 (HgO)

0,0003

0,005 (HgO)

0,0005 (Hg2+)

 

Pb

20,0

0,01

0,0003; 0,0017 (PbSO4)

0,03 - 0,1

0,03-0,1

Zn

 

0,5

0,05

1,0 - 50

0,01

Ni

 

0,05

0,001 (NiO);

0,0002 (NiSO4)

0,1

 

Сu

0,001

0,1

0,002

0,1 - 0,5

0,001 - 0,001

Cd

 

0,2

0,001

0,01

0,005

Co

 

0,5

0,001

1,0

0,01

Fe

 

 

0,04 (Fe2O3); 0,07 (FeO4)

 

 

Предельно допустимая доза (ПДД)максимальное количество вредного вещества, проникновение которого в живой организм (через дыхание и т.п.) не оказывает на него вредного воздействия (табл.6). Различают единовременную ПДД и ПДД за определенный промежуток времени (час, день, год).

Другим нормативным показателем является предельно допустимое остаточное количество (ПДОК, мг/кг).

Предельно допустимое количество (ПДОК, мг/кг)количество вещества, вводимого в пищевые продукты в виде микроэлементной или пищевой добавки в концентрации, не оказывающее негативного влияния на качество пищевого продукта, т.е. позволяющее его относить к категории экологически чистой продукции.

Таблица 3

Предельно допустимые концентрации веществ, загрязняющих поверхностные воды

Вещество

ПДК в воде по санитарно-токсикологическому признаку вредности

Класс опасности

Акриламид

0,01

2

Алюминий

0,5

2

Анилин

0,1

2

Ацетонциангидин

0,001

2

Барий

0,1

2

Бензол

0,5

2

Бенз(а)пирен

0,000005

1

Бериллий

0,0002

1

Бор

0,5

2

Бром

0,2

2

Висмут

0,1

2

Вольфрам

0,05

2

Гексаметилендиамин

0,01

2

ДДТ

0,1

2

Диметиламин

0,1

2

Диметилдиоксан

0,005

2

2,5-дихлорнитробензол

0,1

2

Дихлорэтан

0,02

2

Дихлорэтилен

0,0006

1

Диэтилртуть

0,0001

1

Кадмий

0,001

2

Кобальт

1,0

2

Литий

0,003

2

Нитраты

10,0

2

Пентахлорбифенил

0,01

1

Пиридин

0,2

2

Ртуть

0,0005

1

Свинец

0,03

2

Стронций

7,0

2

Сурьма

0,05

2

Таллий

0,0001

1

Тетрахлорбензол

0,02

2

Тетрахлорэтилен

0,02

2

Тетраэтилсвинец

отсутствует

1

Трикрезинфосфат

0,005

2

Трихлорбифенил

0,001

1

Фтор

1,5

2

Хлороформ

0,06

2

Четыреххлористый углерод

0,006

2

Этилмеркурхлорид

0,0001

1

Согласно решению объединенной комиссии ФАО/ВОЗ по Пищевому кодексу, в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктами питания, включено восемь химических элементов ‑ это ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, железо, стронций. Список этих элементов в настоящее время дополняется. В России медико-биологическими требованиями определены критерии безопасности для следующих токсических веществ: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, железо, олово.

Чужеродные вещества, попадающие в организм человека с пищевыми продуктами и имеющие высокую токсичность, называются ксенобиотиками.

Таблица 4

Санитарные нормы допустимых концентраций некоторых химических
ингредиентов в почвах

Химический ингредиент

ПДК, мг/кг почвы с учетом фона

Подвижная форма

Кобальт

5,0

Фтор

2,8

Хром

6,0

Водорастворимая форма

Фтор

10,0

Валовое содержание

Бенз(а)пирен

0,02

Кислоты (орто-, мета-, пара-)

0,3

Мышьяк

2,0

Ртуть

2,1

Свинец

32,0

Свинец + ртуть

20 + 1,0

Сернистые соединения:

 

элементарная сера

160,0

Сероводород

0,4

серная кислота

160,0

Стирол

1,0

Формальдегид

7,0

Хлористый калий

560

Хром (Cr6+)

0,05

Ацетальдегид

10,0

Суперфосфат (Р2О5)

200

Таблица 5

Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в пищевых продуктах

Металлы

ПДК, мг/кг

Зерно, мука, продовольственные крупы

Ртуть

0,001

Свинец

0,08

Мясо, птица, мясопродукты

Свинец

0,5

Ртуть

0,03

Рыба и рыбопродукты

Свинец

1,0

Мышьяк

1,0

Ртуть

0,2 - 0,7

Молоко и молочные продукты

Ртуть

0,005

Свинец

0,05

Кадмий

0,01

Металлы

ПДК, мг/кг

Фрукты, цитрусовые, овощи свежие, замороженные, сухие

Свинец

0,4 - 0,5

Мышьяк

0,2

Фруктовые соки и компоты

Свинец

0,4

Мышьяк

0,2

Медь

5,0

Кадмий

0,02

Жиры и масла

Свинец

1,0

Кадмий

0,05

Медь

0,5 (живот. жир) 0,4 (масло растит.) 0,1 (масло растит. раф., маргарин)

Цинк

0,5 (живот. жир), 10,0 (масло растит., маргарин)

Продолжение таблицы 5

Безалкогольные напитки

Свинец

0,4

Алкогольные напитки

Свинец

0,3 - 1,0

Кадмий

0,05

Мышьяк

1,0

Соусы

Свинец

3,0 (кетчуп)

Соевые белки

Ртуть

0,03

Кадмий

0,2

Свинец

2,0

Цинк

60,0

Мышьяк

1,0

Медь

30,0

Продукты, законсервированные в жестяную тару

Олово

100 - 200

Продукты детского и диетического питания

Ртуть

0,005

Свинец

0,1

Кадмий

0,01

Медь

2,0

Цинк

5,0

Продукты детского питания на фруктовой и овощной основах

Ртуть

0,01

Кадмий

0,03 - 0,05

Мышьяк

0,1

Медь

5,0

Цинк

30

Зерно для детского и диетического питания (пшеница, рис, овес, кукуруза, гречиха)

Ртуть

0,01

Свинец

0,2

Кадмий

0,02

Медь

5,0

Цинк

10,0 (гречиха), 25,0

Молотые продукты для детского и диетического питания (крупа, мука, молоко)

Ртуть

0,01

Свинец

0,2

Кадмий

0,02

Медь

4,0; 10,0 (гречневая крупа)

Цинк

20,0

Большинство из них, жизненно необходимы человеку в строгоустановленных концентрациях, не превышающих их предельно допустимые концентрации, при которых наблюдается их специфичное биохимическое и физиологическое действие. В больших концентрациях ксенобиотики обладают токсическими и канцерогенными свойствами и поэтому относятся уже к категории вредных веществ. Так, например, мышьяк в небольших количествах стимулирует процессы кроветворения, а медь и цинк участвуют в природной селекции аэробных клеток, в окислительно-восстановительных процессах тканей, иммунной реакции, стабилизации рибосом и мембран клеток, однако в избыточных концентрациях эти элементы проявляют токсические свойства.

Вредное вещество – это ингредиент, оказывающий отрицательное влияние на живой организм, вследствие попадания его в природные экосистемы, и как следствие, в продовольственное сырье и пищевые продукты.

Показателями негативного воздействия элементов и соединений на живые организмы является их токсичность и канцерогенность, приводящие к уменьшению продолжительности их жизни.

Таблица 6

Допустимые уровни содержания химических элементов в пищевых продуктах
и продовольственном сырье, мк/кг

Группы продуктов

Токсические элементы

Свинец

Кадмий

Мышьяк

Ртуть

Медь

Цинк

Мясо и продукты его переработки

Колбасы и кулинарные изделия из мяса и птицы

0,5

0,05

0,1

0,03

5,0

70,0

Консервы из мяса и птицы

1,0

0,1

0,1

0,03

5,0

70,0

Молоко и продукты его переработки

Молоко и кисломолочные изделия

0,1

0,03

0,05

0,005

1,0

5,0

Сыры и творожные изделия

0,3

0,2

0,2

0,02

4,0

50,0

Хлебобулочные и мукомольно-крупяные изделия

Зерновые

0,5

0,1

0,2

0,03

10,0

50,0

Крупы

0,5

0,04

0,3

0,02

15,0

50,0

Мука

0,5

0,1

0,2

0,02

10,0

50,0

Хлеб

0,3

0,05

0,1

0,01

5,0

25,0

Сахар и кондитерские изделия

Сахар-песок

1,0

0,05

0,5

0,01

1,0

3,0

Конфеты и подобные изделия

1,0

0,1

0,5

0,01

15,0

30,0

Печенье

5,0

0,1

0,3

0,02

10,0

30,0

Другие продукты

Казеин

0,3

0,2

-

-

4,0

50,0

Пектин

1,0

0,1

0,5

0,1

10,0

30,0

Крахмал

0,5

0,1

0,1

0,02

10,0

30,0

Токсиканты – вещества или соединения, способные оказывать ядовитое воздействие на живой организм.

Под токсической концентрацией понимают либо концентрацию вредного вещества, которое способно при различной длительности воздействия вызывать гибель живых организмов, либо концентрацию вредного начала, вызывающую гибель живых организмов в течение 30 суток в результате воздействия на них вредных веществ.

В зависимости от характера воздействия и степени проявления токсичности, т.е. способности этих веществ оказывать вредное воздействие на живые организмы, они классифицируются на две большие группы: токсичные и потенциально токсичные. По химической природе вредные вещества, или токсиканты, бывают неорганического происхождения (кадмий, ртуть, свинец, мышьяк, никель, бор, марганец, селен, хром, цинк и др.) и органического (нитразосоединения, фенолы, амины, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества, пестициды, формальдегид, бенз(а)пирен и др.). Существует классификация опасности различных химических веществ, попадающих в окружающую среду. В зависимости от степени токсикологического воздействия химические вещества подразделяют на три класса опасности (табл.7).

Таблица 7

Классы опасности различных химических веществ,
попадающих в почву из выбросов, сбросов и отходов

Класс опасности

Химическое вещество

I

Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен

II

Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром

III

Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон

Канцерогенезэто способность металла проникать в клетку и реагировать с молекулой ДНК, приводя к хромосомным нарушениям клетки. Канцерогенными веществами являются никель, кобальт, хром, мышьяк, бериллий, кадмий. Различие в канцерогенной активности определяется биодоступностью металлопроизводных: наиболее потенциально активные соединения содержат канцерогенные ионы металла, способные легко внедряться в клетки и реагировать с молекулой ДНК. Например, соли шестивалентного хрома СrО42- потенциально более канцерогенны, чем соли трехвалентного хрома CrCl3, поскольку первые легче приникают в клетки, а вторые – лишь ограниченно.

Канцерогенез зависит как от механизма поступления канцерогенных веществ в клетку, так и от количества внутри клетки. Важным фактором в этом аспекте является общая цитотоксическая активность конкретного металла. Так, например, если ион металла также активен и цитотоксичен, как Hg2+, то гибель клетки будет предшествовать канцерогенному ответу.

Канцерогенные вещества могут быть разделены на три категории:

· металлосодержащие частицы;

· водорастворимые соединения металлов;

· жирорастворимые соединения.

На механизм канцерогенеза сильно влияет рН среды, температура, наличие в клетке аминокислот. При более кислых значениях рН наблюдается набольшая растворимость канцерогенов в клетках. Присутствие в клетке аминокислот, хорошо связывающих металлы (таких, как цистеин, гистидин), сильно понижает способность канцерогенов, например, никеля, проникать в клетки. Температура среды является ярким индикатором канцерогенеза.

Вопросы к главе 2
Тесты к главе 2

Предыдущая