Научные основы производства безопасных продуктов питания

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА БЕЗОПАСНЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

ЛЕКЦИЯ 1

Нормативно – правовые базы экологической безопасности

Российским законодательством закреплен принцип «Приоритеты экологической безопасности на пищевых предприятиях». В 2002 г. принят закон « Об охране окружающей среды». В этом же году принят закон « О техническом регулировании», который разработан для процессов производства, доля которых обязательной является экологическая безопасность продуктов.

Оценка степени безопасности пищевых продуктов может быть оценена в ходе проведения экологической экспертизы.

Экологическая экспертиза – это установленные соответственно хозяйственной деятельности экологические требования и определение допустимой реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения неблагоприятного воздействия на человека.

Пищевые предприятия, согласно действующей нормативной документации, не включены в список предприятий, для которых обязательна экологическая экспертиза. В большинстве случаев выявляется значительная экологическая безопасность при работе этих предприятий. К ним относятся: производство кондитерских изделий, сахарные заводы, производство растительных масел или жиров, консервированные продукты животного и растительного происхождения, производство молочных продуктов, пивоварение и производство солода, скотобойни.

Известно отнесение веществ к определенному классу опасности. Существует 4 класса для различных загрязнителей:

1) Чрезвычайно опасный – ПДК < 0,1 мг/кг/м³

2) Высокоопасный – ПДК 0,1-1 мг/кг/м³

3) Умеренно опасный – ПДК 1,1-10 мг/кг/м³

4) Малоопасный – ПДК >> 10 мг/кг/м³

Опасность представляют не отдельно взятые загрязнители, а их взаимодействие. Наибольшую опасность представляет синергический эффект – это усиление эффекта при совместном воздействии (выбросы).

Пищевые предприятия должны использовать следующую нормативно-экологическую документацию, утвержденную органами СанПин надзора:

1) Предельно – допустимые выбросы;

2) Предельно – допустимые;

3) Предельное размещение отходов;

4) Разрешение на выбросы веществ, загрязняющих атмосферу, размещение отходов.

Эти документы лежат в основе экологического паспорта предприятий, в соответствии с ГОСТ (заполняют 1 раз в 5 лет). Регулируют экологическую безопасность постановлением Правительства РФ о неотложных мерах, по оздоровлению экологической обстановки РФ, и основные направления охраны, ГОСТы: ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»; ГОСТ 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Классификация химических веществ для контроля загрязнений»; ГОСТ 25916-83 «Ресурсы материальные, вторичные»; ГОСТ 17.0.0.06-90 «Экологический паспорт промышленного предприятия. Основные положения охраны природы».

Предприятия должны руководствоваться СанПиНом.

По классу опасности хлебозаводы, макаронные фабрики относятся к классу опасности V; элеваторы – IV; более опасны – мельницы, комбикормовые цеха – это III класс опасности. II класс – мясоперерабатывающие, свекло – сахароперерабатывающие отрасли; I класс- скотобаза.

Требования экологической безопасности к пищевой продукции

ПДК в продовольственном сырье и пищевых продуктах по токсичным элементам.

	Pb	Cd	As	Hg
Хлебобулочные изделия	0,5	0,1	0,2	0,03
Сахар	1,0	0,05	0,5	0,01
Конфеты	1,0	0,1	0,5	0,1
Зерновые	0,5	0,01	-	-
Отруби	1,0	0,1	0,2	0,03
Крупы	0,5	0,1	0,2	0,03
Какао – порошок (шоколад)	1,0	0,5	1,0	0,1

ЛЕКЦИЯ 2

ЛЕКЦИЯ 3

Ветеринарные препараты

Встречаются в продуктах животноводства. Это антибактериальные вещества – антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны, транквилизаторы, гормональные препараты, антиоксиданты.

В мясопродуктах контролируется допущенные к применению кормовые антибиотики: гризин и батцитроцин. Лечебные антибиотики: левомицитин и тетроциклиновые группы.

В молоке и молочных продуктах – стрептомицин, тетроциклиновые группы, левомицитин.

В яйцепродуктах: тетроциклиновые группы, левомицитин, стрептомицин, батцитроцин.

Наряду с антибиотиками используют сульфаниламиды. Часто обнаруживают следующие: сульфометозин, сульфадиметоксин, сульфахеноксозомен. Для фарузимидола, нитрофурана и нитрофазола не установлены ПДК, но имеются данные о загрязнение ими продуктов. Употребление продуктов загрязнения этими препаратами ухудшает их качество, затрудняет проведение экспертизы этих продуктов, приводит к возникновению резентентных форм микроорганизмов, является причиной дисбактериоза.

ЛЕКЦИЯ 4

Упаковки и хранении

Наряду с традиционными материалами большое применение находят полимеры в качестве упаковочных материалов, используются в чистом виде, в сочетании с бумагой, картоном, алюминиевой фольгой. Жестяные банки используют для упаковки от 10 -15 % пищевых продуктов, являются основным источником поступления свинца в организм человека. Он попадает из свинцовых припоев, швов, банок.

Около 20 % свинца в ежедневном рационе людей поступает из концентрированной продукции, в т.ч.13 -14 % из припоев, а остальное из самого продукта. Для упаковки используют полимерный материал – полиэтилен, полиэтилентереовталат, поливинилхлорид, которые должны обладать необходимым свойством и соответствовать гигиеническим требованиям.

Поливинилхлорид может содержать остаточное количество винилхлорида, мигрирующего в продукты питания и способного трансформироваться в канцерогенные соединения – хлорэпоксиэтилен.

Для изготовления полимерной упаковки с целью придания ей пластичности добавляют пластификаторы – эфиры фталиевой кислоты. При хранении они могут мигрировать в пищевые продукты, оказывая канцерогенное и тератогенное действие. Стоимость и легкая утилизация упаковочных материалов влияет на их экологическую безопасность. При производстве некоторых продуктов сроки их хранения увеличивают применением облучения и небольших доз радиации.

С 1916 года в Швеции, затем в других странах радиацию используют для обработки картофеля, кукурузы, мяса. Радиация убивает большинство видов микроорганизмов, насекомых и других вредителей. Сокращается риск передачи заболеваний через продукты питания. В 1999 году всемирная организация здравоохранения пришла к выводу, что применение радиации в низких дозах безопасна и сделан вывод о безвредности облученных продуктов. Существуют противники этого метода. Они говорят, что облучение снижает питательные вещества продуктов и возможно оказывает влияние на организм человека, которые нам ещё не известны.

В процессе хранения пищевые продукты могут быть заражены микотоксинами – хлеб, овощи, мясо; сыр – поражают афлотоксины; зерно – содержит рубратоксин и стеригматацистин.

Содержание некоторых микотоксинов регламентируется в сырье, пищевых продуктах. Не допускаются микотоксины в продуктах, предназначенных для детского и диетического питания. Для того, чтобы снизить экологический риск потребителей и производимой той или иной продукции, на всех предприятиях пищевой промышленности, согласно закону РФ «Об охране окружающей среды» вводят программы экологического облучения и аттестации персонала пищевых предприятий.

Обязательным являются следующие вопросы: нормирование и показатели качества окружающей среды; экологическая экспертиза; экологическое аудирование; экологических контроль на предприятии.

Временное хранение (Блок 2)

На временное хранение поступают партии продовольственного свежеубранного зерна с набором биологических, химических и физических факторов риска. Химические факторы - в пределах ПДК и определяются специализированными сертифицированными лабораториями или центрами. Этот блок относится к этапу повышенной опасности из-за физических факторов риска – влажности, температуры и засоренности, создающие условия для максимальной физикохимической, биохимической активности зерна и микробиологической порчи. Дополнительное увлажнение зерна может произойти в результате отпотевания зерна в металлических силосах при резкой смене дневной и ночной температуры.

Это может привести к размножению плесневых грибов и загрязнение зерна микотоксинами. Этот риск усугубляется травмированностью зерна во время уборки и допустимое питание субстрата зерно для микроорганизмов зерна. Может произойти повышение заражения зерна вредителями хлебных запасов, из-за неправильной подготовки производственных помещений. В целях проведения безопасности зерна на этом этапе требуется проведение сушки и охлаждения активной вентиляцией при соблюдении следующих действий:

1) Соблюдать прогнозируемые ПД сроки хранения в зависимости от влажности и температуры при одновременном контроле температуры зерна, увеличение которой не должно превышать 0,5-1 ⁰С в сутки.

2) Контролируют внешний вид, цвет и запах.

Сушка зерна (Блок 3)

Продовольственное зерно поступает на сушку после временного хранения. Сушка – блок производственного процесса, обеспечивающий безопасность и стойкость последующего хранения сырья. Быстрое и эффективное снижение влажности в процессе сушки до требуемого уровня сокращается до минимума физиологобиохим активных всех биологических компонентов зерновой массы, стабилизирует содержание микотоксинов.

После сушки биологическая опасность находится в состоянии анабиоза. Происходит частичная стерилизация зерна, в результате сокращается жизнеспособность и количество спор и плесневых грибов и БГКП (картофельная палочка). К числу негативных последствий технологического процесса относят появление испорченных и травмированных зерен, является причиной возникновения микробной порчи и доступности зерна для вредителей хлебных запасов. При соблюдении правил введения сушки и режимов обработки зерна достигается:

1) Снижение физической опасности, влажности до уровня критической и ее выравнивание в целом по партии;

2) Прекращение роста и жизнедеятельности микроогранизмов, следовательно, устранение риска микотоксинов;

3) Полнота сгорания топлива, в следствии чего накопление бензопирена в зерне находится в пределе фонового содержания.

И засоренностью (Блок 4)

Хранение такого зерна до месяца и более сопровождается интенсивными и окислительными процессами жиров до свободных жирных кислот, перекисей, альдегидов и кетонов, которые ухудшают качество продуктов из зерна. Из-за высокой температуры при хранении активизируется дыхание зерна, что провоцирует увеличение влажности, температуры зерна, развивается пластовое или гнездовое самосогревание.

Отсюда вытекают: опасности связанные с жизнедеятельностью плесневых грибов и вредителей. Поэтому раз в месяц в период хранения необходимо производить охлаждение зерновой массы, до температуры окружающего воздуха на установление активного вентилирования или пропуском через сепараторы и шахт зерносушилок.

Основная очистка (Блок 5)

Назначение этапа – снизить содержание вредной примеси фузариозного и поврежденного зерна. Применение оборудования для очистки зерна по фракционной технологии позволяет устранить опасности – засоренность, содержание высокотоксичных веществ и довести их до минимума.

И зернопродуктов

1) Сепарирование.Применяют для снижения загрязнений микотоксинами зерновой массы. Наиболее эффективоно этот метод применяют для крупных зерен культур. Иногда этот прием позволяет снизить содержание микотоксинов до 70 %. Для пестицидов особое значение занимает сепарирование при поражении его фузариозом. Фузариозные зерна обладают разрыхленным эндоспермом, зерна становятся щуплыми, лекговесными и морщинистыми. Наиболее эффективным способом выделения фузариозных зерен является пневмосепарирование. Оно позволяет увеличить извлечение пшеницы пораженную фузариозом в отходы. Остаточное содержание пораженных зерен снижается в 2 раза.

2) Сухая и влажная обработка поверхности зерна перед помолом.Основная часть грибов развивается в хранящемся зерне на поверхности или в оболочке. Через некоторое время грибы проникают в зародыш и после этого поражают эндосперм. Наиболее эффективным приемом очистки является сухая обработка. Обоечные машины снижают загрязнение зерна на 50 – 90 % , а щеточные машины на 20 – 50 %. Удаление 3,5-5 % оболочек позволяет сократить содержание плесневых грибов на 0,5 %, а общее количество микроорганизмов до 100 КОЕ/10³ г. При подготовки зерна к помолу удаляют 1 – 1,5 % массы зерна – плодовые семенные оболочки, в которых и контролируются основные загрязнители.

И выпечки хлеба

В процессе сортового помола происходит не только удаление поверхностных слоев оболочек алейронового слоя и зародыша, но выделение и дифференцированный размол внешних и внутренних наименее пораженных частей зерна. При обойном помоле слабо загрязненного зерна большая часть токсинов удаляется с отрубями. При сортовом помоле сильно загрязненные зерна, содержащие микотоксины в муке возрастает от высшего сорта к низшему, достигая максимума в отрубях. По мере удаления от центра эндосперма количество микотоксинов возрастает. Применение при помоле трехскоростного кондиционирования снижает содержание микотоксинов в зерне на 50 % и особо сильно снижает их содержание в муке второго сорта и отрубях.

При приготовлении хлеба токсин В₁ разрушается в тесте во время замеса, происходит его необратимое созревание с биополимерами теста и окисление за счет кислорода воздуха или ферментными системами с участием липоксигеназы.

В процессе брожения и выпечки содержание афтолотоксинов снижается незначительно. В хлебе, приготовленном с прессованными дрожжами по стандартной методике, содержание афлотоксинов сохраняется и составляет до 80 % от первоначального. Охротоксин распределяется в зерне равномерно. Его содержание в муке и отрубях одинаково.

Загрязнение зерна

Хлеб и хлебопродукты основные продукты питания. Возможно два пути загрязнения хлеба микотоксинами:

1) Внесение токсинов с мукой перед выпечкой;

2) Вторичное образование токсинов вследствие развития плесневых грибов при хранении хлеба.

При вторичном загрязнении хлеба в нем возможно накопление афлотоксинов, батулина и охратоксина А. В наибольшей степени загрязняется ржано – пшеничны хлеб. Афлотоксины способны мигрировать и концентрироваться в глубине мякиша под очагом поражения плесневых грибов. Батулини охратоксин А могут накапливаться в месте концентрированной плесени из – за нестабильного соединения и в присутствии сульфгидридных групп в хлебе.

Характер упаковочного материала тоже может оказывать влияние на интенсивность плесневения хлеба и поражение микотоксинами.

Предупредить поражение хлеба можно добавлением в него соли сорбиновой, пропионовой кислот, или используя герметизацию рабочих помещений, очистку воздуха от спор грибов, озонирование или УФ - лучами.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА БЕЗОПАСНЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

ЛЕКЦИЯ 1