Классификация пищевых продуктов и химических соединений в пищевых продуктах. Основные пути контаминации сырья и готового продукта. Классификация контаминации.
Население земного шара составляет ~7 млрд человек и ежедневно увеличивается на 250-300 тыс., а каждую неделю в среднем - на миллион. Современный человек потребляет в сутки ~ 800 г пищи и 2 л жидкости. Суточный рацион населения планеты, таким образом, составляет более 4 млн.т пищи. Производство продовольственного сырья отстает и будет отставать от темпов роста населения. Дефицит продуктов питания приближается к 60 млн т. Остро стоит проблема недостаточного потребления населением белков и витаминов.
Значительная роль в покрытии мирового дефицита отводилась интенсификации сельскохозяйственного производства. Доказано, что ликвидировать возрастающий дефицит за счет расширения посевных площадей, увеличения поголовья скота, продуктивности растениеводства и животноводства невозможно. Реален другой подход. Это повышение пищевой ценности продуктов, что связано с использованием урожайных сортов растений с высоким содержанием белка, витаминов, выведением новых пород сельскохозяйственных животных.
Необходимо помнить, что в ходе длительной эволюции в природе вырабатывались определенные типы обмена веществ в живых организмах. Они и обеспечивали незаменимость отдельных компонентов пищевых продуктов и соответствующую ферментативную организацию клеток и тканей организма.
Химическая структура пищи, по-видимому, явилась тем первичным кодом, который и определил типы обмена веществ и биохимию организма. Например, в хлеб для улучшения его качества вводят различные ингредиенты. В Японии пользуется популярностью «зеленый хлеб», который пекут из обычной муки, но при замесе добавляют порошок из зеленых водорослей. Хлеб рекомендуют гипертоникам, страдающим заболеваниями щитовидной железы. В качестве добавки широко используют соевые отруби (~ 12 %). В японской кухне хризантемы являются компонентами многих блюд. Основное меню японцев - это рис, рыба. Введение в рацион цветов, корней и других растений, богатых витаминами и микроэлементами - это восстановление необходимого баланса.
Разработка ГМ продуктов некоторыми учеными рассматривается как естественное развитие работ поселекции животных и растений. Другие же, напротив, считают генную инженерию отходом от классических принципов селекции, так как ГМ продукты - это не результат постепенного выведения нового сорта (породы) организмов путем естественного размножения, а, фактически искусственно синтезированный в лаборатории новый вид. Вмешательство в естественные природные процессы может пагубно сказаться на потребителях модифицированных продуктов, а также привести к экологическому дисбалансу, нарушению питательной трофической цепи и т. д.
Пища содержит более 600 веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности. Каждое из этих веществ занимает свое место в цепочке биохимических процессов. 96 % получаемых с пищей органических и неорганических веществ обладают определенными лечебными свойствами. Здоровье человека, его состояние зависят от того, в каких количествах содержатся эти вещества в продуктах, потребляемых человеком.
Проблемы окружающей среды, широкое применение в сельском
В зависимости от назначения пищевых продуктов подразделяются на 3 группы:
1) продукты массового потребления, выработанные по традиционным технологиям и предназначенные для питания основных групп населения.
2) лечебные (диетические) и лечебно-профилактические продукты, специально созданные для лечебного и профилактического питания. В эту группу входят витаминизированные, низкожировые (снижение жира на 33 %), низкокалорийные продукты (менее 40 ккал/100г), с повышенным содержанием пищевых волокон, уменьшенным количеством сахара, холестерина.
3) продукты детского питания, специально созданные для питания здоровых и больных детей до трехлетнего возраста.
С учетом общих характерных признаков и особенностей использования все пищевые продукты (ПП) объединены в однородные группы продуктов:
■ молоко и молочные продукты;
■ мясо и мясные продукты;
■ рыба, рыбные продукты и морепродукты;
■ яйца и яйцепродукты;
■ пищевые жиры;
■ крупы и макаронные изделия;
■ мука, хлеб и хлебобулочные изделия, отруби;
■ овощи, плоды (фрукты, ягоды, орехи) и грибы свежие и переработанные;
■ сахар и его заменители, мед, кондитерские изделия;
■ консервы и концентраты;
■ вкусовые продукты (чай, кофе, пряности, приправы, пищевые кислоты);
■ минеральные воды.
ПП представляют собой сложные многокомпонентные системы, состоящие из сотен химических соединений. Эти соединения условно классифицируют следующим образом:
1.Соединения, имеющие алиментарное значение. Это необходимые организму нутриенты: белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества.
2.Вещества, участвующие в формировании вкуса, аромата, цвета, предшественники и продукты распада основных нутриентов, другие биологически активные вещества. Они условно носят неалиментарный характер. К этой группе относят природные соединения, которые обладают антиалементарными токсичными свойствами, например соланин в картофеле, фазин в фасоли, или препятствуют обмену нутриентов, например антивитамины.
3.Чужеродные, потенциально опасные соединения антропогенного или природного происхождения. Их называют контаминантами, ксенобиотиками или чужеродными химическими веществами. Эти вещества могут быть как органической, так и неорганической природы, в том числе и микробиологического происхождения.
ОСНОВНЫЕ ПУТИ КОНТАМИНАЦИИ СЫРЬЯИ ГОТОВОГО ПРОДУКТА. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНТАМИНАЦИИ
Использование неразрешенных красителей, консервантов, антиокислителей или их применение в повышенных дозах.
1. Применение новых нетрадиционных технологий продуктов питания или отдельных веществ, в том числе полученных путем химического и микробиологического синтеза.
2. Загрязнение сельскохозяйственных структур и продуктов животноводства пестицидами, используемыми для борьбы с вредителями растений и в ветеринарной практике для профилактики заболеваний животных (используют около 600 препаратов на основе 300 действующих веществ).
3. Нарушение гигиенических правил использования в растениеводстве удобрений, оросительных вод, различных отходов промышленности, коммунальных, сточных и других вод, осадков очистительных сооружений.
4. Использование в животноводстве и птицеводстве неразрешенных кормовых добавок, консервантов, стимуляторов роста.
5. Миграция в продукты питания токсичных веществ из пищевого оборудования, посуды, инвентаря, тары, упаковок вследствие использования неразрешенных полимерных, резиновых и металлических материалов.
6. Образование в пищевых продуктах эндогенных, токсичных соединений в процессе теплового воздействия, кипячения и других способов технологической обработки.
7. Несоблюдение санитарных требований в технологии производства и хранения пищевых продуктов, что приводит к образованию бактериальных токсинов (микотоксинов, батуло- токсинов и др.).
8. Поступление в продукты питания токсичных веществ, в том числе радионуклидов из окружающей среды, атмосферного воздуха, почвы, водоемов.
С точки зрения токсичности и распространенности наибольшую опасность имеют следующие контаминанты.
Токсины микроорганизмов - наиболее опасные природные загрязнители, распространены в растительном сырье, например в импортном арахисе обнаруживаются афлотоксины до 26 % от объема исследуемого продукта, кукурузе - 2,8 %, ячмене - до 6 %. Патулин выявляется в продуктах переработки фруктов - соке, джеме, пюре, что связано с нарушением технологий и использованием нестандартного сырья.
Токсичные элементы (тяжелые металлы), основные источники загрязнения - угольная, металлургическая, химическая промышленность и т. д.
Антибиотики, их остаточные количества обнаруживаются в 15-25 % продукции животноводства и птицеводства. Проблема усугубляется тем, что методы контроля и нормативы разработаны только для нескольких из множества применяемых антибиотиков.
Пестициды могут накапливаться в продовольственном сырье и пищевых продуктах вследствие бесконтрольного использования средств защиты растений.
Нитраты, нитриты, нитрозоамины. Проблема связана с нерациональным использованием удобрений, что приводит к накоплению контаминантов, усилению процесса нитрозирования и образованию высокотоксичных соединений - нитрозоаминов. В настоящее время нитрозоамины встречаются практически во всех мясных, рыбных и других продуктах, при этом до 36 % мясных и 51 % рыбных продуктов содержат их в концентрациях, превышающих гигиенические нормативы.
Диоксины и диоксиноподобные соединения, среди которых особо опасными являются хлорорганические - их источником служат хлорные производства.
Полициклические ароматические углеводороды, образуются в результате природных и техногенных процессов.
Радионуклиды - природные и искусственные источники.
Пищевые добавки - подсластители, ароматизаторы, красители, антиоксиданты, стабилизаторы.
Некоторые группы токсичных соединений, подлежащие контролю в отдельных ПП и ПС, приведены в табл. 1.
Таблица 1. Загрязнители, подлежащие контролю в различных группах ПП и ПС
| Группы ПП и ПС | Загрязнители |
| Зерно и зернопродукты | Пестициды, микотоксины |
| Мясо и мясопродукты | Токсичные элементы, нитриты, антибиотики, нитрозоамины, гормональные препараты, полихлорированные дибензодиоксины и дибензо фураны |
| Овощи, фрукты, продукты их переработки, картофель | Пестициды, нитраты, патулин |
| Молокои молокопродукты | Пестициды, антибиотики, токсичные элементы, афлотоксин, полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны |
Лекция 2