Забруднювальні речовини в харчових продуктах і шляхи їх міграції

Зниження складу радіонуклідів у молочних продуктах можна досягти шляхом отримання із молока жирових та білкових концентратів. При переробці молока у вершки залишається не більше 9 % цезію і 5 % стронцію, в творозі – 21 % цезію та 27 % стронцію в сирах 10 % цезію і 45 % стронцію У вершковому маслі біля 2 % цезію від його складу в молоці.

Миття і тушкування квасолі ( 10 хв. При температурі 96°С) сприяє зменшенню кількості стронцію на 56 %. При очищенні помідорів від шкірки після занурення у гарячу воду ( 90°С на 3 хв.) вміст того ж радіоізотопу зменшується на 39 %. Стерилізація стручкової квасолі в домашніх умовах зумовлює зниження стронцію на 50 % . Миття зелені і салатів 2 % - ним розчином лимонної кислоти зменшує кількість цезію на 57 % і стронцію на 19 %.

Фрукти і овочі, крім кулінарної обробки у домашніх умовах, у великій кількості переробляють у промислових умовах.

Особливий інтерес становить вплив технологічного режиму виробництва на плодові і овочеві консерви. При нормальній технологічній переробці основних фруктів і овочів вміст стронцію у готовому продукті зменшується майже у 6 разів порівняно із сировиною. Вміст радіоізотопу зменшується при консервуванні у такому порядку: молодого гороху – у 3, 5 раза, моркви – у 1,3, помідорів – 1,5 і персиків у 2 рази. При переробці у промислових умовах фруктів і овочів, забруднених радіонуклідами лише ззовні, рекомендується такий режим попередньої обробки:

промивання протягом 1-2 хв. Водяним струменем з метою усунення основної частини механічно затриманих радіонуклідів;

обробка протягом 10 хв. десорбуючим розчином соляної кислоти ( 1%);

повторне миття водним струменем протягом однієї хв. для усунення решти розчину з поверхні фрукті в та овочів.

Отже, щоб запобігти забрудненню продуктів харчування необхідний їх радіаційний контроль. Це процес досить складний, потребує певного мінімуму параметрів. Значимість проблеми підсилюється також небезпекою, яку створюють для здоров’я людини навіть мінімальні кількості радіонуклідів у їжі.

Забруднення нітратами та нітритами.

Нітрати – це солі азотної кислоти, які є природними сполуками і добре розчиняються у воді, а при нагріванні можуть переходити у нітрити з виділенням кисню. Вони входять в склад мінеральних добрив, а також являються натуральним компонентом харчових продуктів рослинного походження. У рослини нітрати надходять з ґрунту. Концентрація нітратів в продуктах харчування залежить в основному від неконтрольованого використання азотних добрив. Основним джерелом нітратів у сировині та продуктах харчуванні крім азотовмісних з’єднань являються нітратні харчові добавки, які вводять у м’ясні вироби для покращення їх харчових показників і подавлення деяких мікроорганізмів. В Україні майже шоста частина сільськогосподарської плодоовочевої продукції містить нітрати у дозах, які перевищують максимально допустимий рівень. У першу чергу надмірний вміст нітратів у харчових продуктах сприяє розвитку онкологічних і алергічних захворювань. Надмір нітратів у плодоовочевій продукції не лише наслідок неправильного використання азотних добрив, а й результат сорбції окисів азоту безпосередньо з атмосфери, які утворюються при спалюванні різних видів палива. Основними причинами надміру нітратів у овочах із закритого ґрунту ( парники, теплиці та ін. ) є недостатнє освітлення , загущення посівів.

Вміст нітратів у рослинах залежить і від видових і сортових особливостей, часу збирання та ін. За однакових умов невелику кількість їх нагромаджують баклажани, томати, цибуля; підвищену – салати, капуста, ревінь, петрушка, редька, редиска. При звичайному вирощуванні нітрати не нагромаджуються в яблуках, ягодах, вишні, сливі, смородині, аґрусі. Менше нітратів містять дозрілі рослини. У харчових м’ясо-молочних продуктах наявність нітратів залежить від їх рівня в організмі тварин, а в кормових культурах – від видового складу, сорту, дози внесення азотних добрив, грунтово-кліматичних умов вирощування та інших агротехнічних факторів. Велике значення для зниження нітратів має технологічна обробка сільськогосподарських продуктів. Так, при митті кропу, салату, петрушки й інших зелених культур кількість нітратів знижується на 20 %, а після двогодинного вимочування у воді на 30 – 60 %. Відварювання до готовності картоплі, буряків, моркви ( після чистки і миття ) дозволяє знизити концентрацію цих речовин відповідно на 65, 35, 25, 70 %.

Допустима доза нітратів для людини при надходженні в організм з продуктами харчування і водою за добу становить 5 мг/кг.Через загрозу забруднення нітратами продуктів повністю забороняється застосування азотних мінеральних добрив при вирощуванні картоплі і овочево-баштанних культур на сильно кислих ґрунтах, на ґрунтах з високим вмістом мінерального азоту, на замерзлому або вкритому снігом ґрунті, при внесенні під овочеві культури і картоплю вапна, у заплавних ґрунтах з низьким вмістом калію та на території зони санітарної охорони джерел господарсько-питного постачання. Забороняється також вносити під картоплю та овочі селітру і безводний аміак.

Забруднення продуктів метаболітами мікроорганізмів.

Одним з видів забруднювачів харчових продуктів є грибкові метаболіти. Пліснява вражає продукти як рослинного так і тваринного походження на будь-якому етапі їх отримання, транспортування та зберігання, в виробничих та домашніх умовах. Несвоєчасний збір врожаю або недостатня сушка його до зберігання, зберігання і транспортування продуктів при недостатньому захисті від вологості приводять до розмноження мікроміцетів і утворенню в продуктах харчування токсичних речовин. Мікотоксини можуть попадати в організм людини з харчовими продуктами – з м’ясом і молоком тварин, яких годували кормами забрудненими пліснявою.

Розмножуючись у продуктах харчування більшість плісняви не тільки забруднює їх токсинами, а й погіршують їх властивості, знижують їх харчову цінність, призводять до псування, роблять їх непридатними для технологічної обробки. Використання в тваринництві кормів, забруднених пліснявою веде до гибелі чи захворюванню скота та птиці. Щорічний збиток в світі від розвитку пліснявих грибків на сільськогосподарських продуктах і промисловій сировині складає 30 млрд. $.

Запобігання росту плісені на всіх стадіях заготівлі, переважно шляхом висушування або використання анти грибних препаратів ( протонової кислоти ) є найкращим засобом обмежити забруднення харчових продуктів афлатоксинами та мікотоксинами.

Забруднення продуктів харчування пестицидами.

Пестициди ( лат. Pestis – зараза; sidus – вбиваючий) – загальна назва різних хімічних засобів, призначених для боротьби із шкідливими організмами рослинного і тваринного походження. Але вони надають лише тимчасову допомогу, оскільки з часом сприяють виробленню стійкості до постійно застосовуваних засобів. Це викликає необхідність використання нових, ще сильніших речовин, які паралельно посилюють негативний вплив на грунт, воду, повітря, якість продукції, на корисну флору і фауну, тим самим прискорюючи процес порушення біологічної рівноваги в природному середовищі. Дослідження показують, що в посівах кукурудзи майже 30 видів бур'янів, раніше чутливих до гербіцидів, набули до них стійкості. Виживаючи навіть після посиленого обробітку посіву кукурудзи гербіцидами, вони спричиняють значні втрати врожаю. Зараз налічується понад 400 видів комах і 7 видів гризунів, включаючи щурів, нечутливих до пестицидів. Розповсюдження пестицидів у навколишньому середовищі відбувається як фізичним, так і біологічним шляхом. Перший спосіб — розсіювання з допомогою вітру в атмосфері та поширення через водотоки. Другий — перенесення живими організмами по шляху харчування. Із просуванням організмів до вищих ланок харчового ланцюга концентрації шкідливих речовин зростають, нагромаджуючись у внутрішніх органах, переважно в печінці та нирках.

Пестициди поділяють на: гербіциди – речовини, призначені для знищення бур’янів і альгіциди – для знищення водоростей та іншої водяної рослинності; інсектициди – для знищення комах; фунгіциди – для знищення грибів ( збудників хвороб ); акарициди – для знищення кліщів; зооциди – для знищення гризунів; овіциди – для знищення яєць комах; родентициди – для знищення мишей, пацюків та інших гризунів; овіциди – для боротьби зі шкідливими птахами та інші.

До організму людини вони потрапляють через шкіру, дихальні шляхи чи шлунково-кишковий тракт; при безпосередній роботі з пестицидами або через їжу. Пестициди можуть міститися не лише в продуктах рослинного походження, а й у молочній та м’ясній продукції, тому що в організмах сільськогосподарських тварин залишаються пестициди, що були присутні у кормі. Разом з талими, дощовими та ґрунтовими водами ці речовини у великій кількості потрапляють до водойм. За даними минулорічного дослідження якості дніпровської води, пестициди присутні в усіх видах риб, причому рівень токсичних речовин в організмах річкових жителів значно вищий, ніж у самій воді.

Таким чином, в людському організмі опиняється незначна кількість шкідливих речовин, що мають властивість накопичуватись й викликати різноманітні хронічні захворювання шлунково-кишкового тракту чи нервової системи, а також дерматити та розлад дихання. Деякі пестициди здатні передаватися з молоком матері. Наприклад ДДТ, який хоч і заборонений зараз у багатьох країнах, міститься “всередині” кожного жителя планети, успадкований від попереднього покоління.

Обіг пестицидів в світі виріс за 5 років на 17 % , з 26,8 млрд. доларів в 1991р. до 31,3 млрд. в 1996р. До 2001 року обіг пестицидів становить 38,5 млрд. Цей ріст обумовлений збільшенням потреб у використанні пестицидів у США, Західній Європі, Японії.

В 1996 році в світі було вироблено 2,4 млн. тон пестицидів. Основними їх виробниками та споживачами є країни Північної Америки ( 30 % обігу ), Західної Європи ( 26 % ), Японії і Китаю ( 24 % ), обіг пестицидів у країнах Східної Європи і країнах СНГ ( 5 % ).

В світі щорічно проводять досліди приблизно 500 тис. різних хімічних з’єднань на пестицидну активність, причому із цього величезного числа практичний вихід отримують приблизно 10 ...15 нових пестицидів. В економічно розвинених країнах витрати на науково-дослідницькі роботи складають приблизно 2 млрд. дол., що складає 10 ...15 % від суми реалізації готової продукції.

Інтенсивне забруднення природного середовища значною мірою є наслідком нераціонального сільськогосподарського виробництва. Щороку з мінеральними добривами на сільськогосподарські угіддя надходить 193 тис. т фтору,. 1,6 тис. т цинку, 620 тис. т міді та 622 т калію. У 90-ті роки залишкова кількість пестицидів у продуктах харчування, рослинах і тваринах зросла (порівняно з 60-ми роками) більш ніж у 9 разів. Отруйні речовини, які знаходяться у мінеральних добривах, хімічних меліорантах й отрутохімікатах, проникають в організми людей, викликаючи їх захворювання.

Застосування великих доз добрив може погіршити якість продукції, ґрунтових вод, що зумовлює забруднення близьких річок і водойм. Використання мінеральних добрив дало змогу певною мірою підвищити врожайність культур, однак подальше збільшення їх доз уже не сприяло її зростанню, що пов'язано із зменшенням запасів гумусу в грунті. Зростання врожайності неможливе без удосконалення технології внесення добрив. Безконтрольне їх застосування призводить до забруднення навколишнього середовища, що загрожує здоров'ю людини. Особливо небезпечне неправильне або надмірне використання пестицидів. Причому деяка їх частина трансформується, тобто виникають нові токсичні речовини (вторинна токсикація). Дати оцінку всіх наслідків впливу пестицидів неможливо через недосконалість методів дослідження.

На думку екологів, найактуальнішою з “пестицидних” проблем для України є забруднення довкілля хімікатами, що зберігаються на складах, які іноді навіть не мають власників. На території нашої держави зараз накопичено, за різними даними, від 15 до 25 тис. тонн непридатних пестицидів. Серед них є й ті, що входять в так звану “брудну дюжину” хімікатів, заборонених для використання (або призначених для обмеженого використання) в 127 країнах світу, які в 2001 р. підписали Стокгольмську конвенцію ООН зі стійких забруднювачів.

Доведено, що речовини з “брудної дюжини” (серед них пестициди ДДТ, алдрин, хлордан, дільдрин, ендрин, гептахлор, гексахлорбензол, мірекс, токсафен) здатні викликати рак та природжені дефекти у людей і тварин. Вони десятиріччями зберігаються в природі й накопичуються в жирових тканинах. Стійкі органічні забруднювачі розносяться по світові повітряними й океанськими течіями, вони виявлені навіть в організмах пінгвінів і ведмедів Антарктики. Хлорорганічні поєднання (ДДТ в тому числі) були знайдені в тканинах чорноморських дельфінів, і в такій кількості, що Чорне море може отримати першість за вміст хлорорганіки. Саме з впливом стійких забруднювачів вчені пов'язують низький рівень виживання яєць і скручені дзьоби у птахів, деформовані кінцівки у ссавців, порушення репродуктивної системи та розвитку. Деякі з них вважаються гормонально активними сполуками і вносять безлад в ендокринну та імунну системи, дію інших пов'язують із затримкою розумового розвитку.

У світі щорічно реєструється від 500 тис. до 2 млн. випадків отруєння людей пестицидами, більшість яких припадає на сільських жителів.

Підвищення токсичності суміші хімічних сполук у результаті посилення дії її компонентів на організм називають синергізмом фізіологічного типу, а в результаті взаємодії компонентів між собою – синергізмом хімічного типу. Зниження токсичності суміші в результаті протилежної дії характеризує антагонізм фізіологічного типу, а в результаті взаємодії компонентів між собою – антагонізм хімічного типу. Особливо часто проявляється адитивна дія – просте підсумування токсичної дії компонентів, які входять до суміші і мають незалежний механізм біологічної активності . У ряді випадків цей факт спостерігають на рівні низьких концентрацій.

Різноманітність хімічного складу і характеру дії пестицидів потребує уніфікації токсикогігієнічної термінології.

Залишкова кількість пестицидів у харчових продуктах, кормах, ґрунті, воді – активна частка пестицидного препарату, його похідні, а також неминучі хімічні домішки у пестицидному препараті, які мають біологічну активність і можуть шкідливо діяти на організм.

Біоконсентрація – нагромадження пестицидів або їх похідних у біосубстратах людини і тварин. Залишки пестицидів можуть бути наслідком безпосередньої обробки певного об’єкта ( рослина, тварина, сховище, водоймище, ґрунт), міграції у природі або випадкового забруднення при внесенні пестицидів.

Фактична забрудненість пестицидами продуктів харчування, корму і об’єктів навколишнього середовища – це вміст залишків пестицидів ( у момент їх визначення ) у харчових продуктах рослинного та тваринного походження, рослинах, ґрунті, воді, повітрі, які зумовлені безпосереднім використанням пестицидів або транс локацією.