Репозиторій ЧДТУ
Репозиторій ЧДТУ зберігає і дозволяє легкий і відкритий доступ до всіх видів цифрового контенту, включаючи текст, зображення, анімовані зображення, MPEG і набори даних
Дізнатися більше
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4090| Назва: | Екологічні аспекти моніторингу залишкових речовин в харчових продуктах |
| Автори: | Ящук, Людмила Борисівна Бакуменко, Анастасія Андріївна |
| Ключові слова: | ЗАБРУДНЮЮЧІ РЕЧОВИНИ;НІТРАТИ;НІТРИТИ;МОНІТОРИНГ;ШЛЯХИ НАДХОДЖЕННЯ;ГДК. |
| Дата публікації: | чер-2022 |
| Короткий огляд (реферат): | Випускна кваліфікаційна робота бакалавра: 45 с., 12 рисунків, 4 таблиці, 16 джерел, мультимедійна презентація. Мета роботи: розглянути екологічні аспекти моніторингу якості та безпеки продуктів харчування. Завдання роботи: опрацювати питання принципів екологічного моніторингу; розглянути основні вимоги щодо контролю за якістю та безпекою продуктів харчування; за допомогою загальноприйнятих методик визначити вміст нітратів у продуктах харчування; вивчення негативного впливу забруднюючих сполук на організм людини та рекомендації. Об’єкт дослідження: продукти харчування рослинного (ранні овочі) та тваринного (м’ясна та рибна продукція) походження. У роботі розглянуто питання моніторингу безпеки харчової продукції, особлива увага була приділена вивченню вмісту нітратів, як найпоширенішого компоненту рослинної та тваринної продукції, їх дії на організм людини та типи отруєнь; проведені лабораторне дослідження та заміри концентрації нітратів у двадцяти одному дослідному зразку; охарактеризовано небезпеку вживання продуктів з перевищеним вмістом нітратів; опрацьовано перелік рекомендацій щодо запобігання вживання потенційно небезпечних продуктів харчування. |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4090 |
| Розташовується у зібраннях: | 101 Екологія (Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природо-користування) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Бакуменко.pdf Restricted Access | 670.92 kB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Будівельний факультет
Кафедра екології
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи бакалавра
на тему ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ МОНІТОРИНГУ ЗАЛИШКОВИХ РЕЧОВИН
В ХАРЧОВИХ ПРОДУКТАХ
Виконав: студент 4 курсу, групи _ЕК- 83
спеціальності 101 «Екологія» ____
(шифр і назва спеціальності)
_Бакуменко А.А.___________________
(прізвище та ініціали)
Керівник _Ящук Л.Б._______________
(прізвище та ініціали)
Рецензент _Спрягайло О.В.____________
(прізвище та ініціали)
Черкаси – 2022 рік
3
ЗМІСТ
Втуп 3
1 Аналітичний огляд літератури 4
1.1 Проблема моніторингу якості харчової продукції 4
1.2 Шляхи надходження небезпечних речовин у продукти харчування 6
1.3 Найбільш поширені види забруднюючих речовин харчової 8
продукції
1.3.1 Важкі метали 9
1.3.2 Радіонукліди 11
1.3.3 Пестициди 14
1.3.4 Токсини 15
1.3.5 Нітрати та нітрити 17
1.4 Харчові добавки 20
1.5 Нормативно-правова база контролю за вмістом забруднюючих 23
речовин у харчовій продукції
2 Моніторинг вмісту небезпечних речовин в харчовій продукції 27
2.1. Вибір дослідних об’єктів 27
2.2. Найпоширеніші методи визначення нітратів у продуктах 29
харчування
2.3 Результати досліджень обраних зразків продукції 31
2.3.1 Результати отримані методом колориметрії 32
2.3.2 Результати отримані за допомогою експрес методу 35
2.4 Дослідження м’ясної та рибної продукції 37
2.5 Перелік рекомендацій щодо знешкодження нітратів у продуктах 38
харчування
Висновки 41
Перелік посилань 43
Додатки 45
4
ВСТУП
Моніторинг щодо безпечності та якості харчової продукції є одним із
найважлиіших чинників у структурі загального стану здоров’я населення
країни. Саме тому, забруднення харчової сировини є основною проблематикою
контролю за якістю продуктів. Говорячи про особливості екологічного
моніторингу безпечності харчових продуктів, головним фактором ризику для
споживача слугують ряд забруднюючих речовин, потрапляння яких у продукти,
так само як і їх знешкодження, розглядається органами керуючої влади,
починаючи Міністерством Охорони Здоров’я України, закінчуючи
підрозділами санстанції та контролю місцевого самоврядування.
Найбільш поширеним способом потрапляння до організму людини
небезпечних речовин із їжею є споживання термічно необробленої та ранньої
рослинної продукції. Так як більшість із них має гарну сорбційну здатність, в
собі продукти рослинного походження можуть акумулювати безліч
забрудників, починаючи пестицидами, надлишок яких спричиняє надмірне
використання засобів захисту та обробки ґрунтових покривів, закінчуючи
радіонуклідами на забруднених радіацією територіях.
Потрапляючи до організму людини разом с продуктами харчування та
іноді з водою, забруднюючі речовини спричиняють низку малоприємних
реакцій у організмі, які згодом погіршують стан здоров’я та самопочуття
людини. Подібні дії на організм споживача можуть бути як і короткочасними,
наприклад при гострих отруєннях, так можуть і нести за собою систематичне
накопичення у м’яких, жирових тканинах чи кітках, що після тягне за собою
низку важких хронічних захворювань.
Саме через це екологічний моніторинг якості та безпечності харчової
продукції є пріоритетним питанням у збережені здоров’я кожного споживача
країни, та потребує детального розгляду починаючи зі шляхів потрапляння до
організму с сировиною, до рекомендаційного переліку дій по самоубезпеченню.
5
1 АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ
1.1 Проблема моніторингу якості харчової продукції
Моніторинг якості та безпечності харчових продуктів ‒ система
постійних спостережень та виміру встановлених концентрацій (ГДК) у
продуктах харчування та сировині, яка використовується на харчових
підприємствах. Системи моніторингу дозволяють виявляти не відповідні до
встановлених норм об’єкти, своєчасно корегувати їх виробництво чи
реалізацію, а також встановлювати причину невідповідності стандартам. У разі,
якщо у системі моніторингу чи контролю відбувається збій, чи вони є
неналежними, існує велика вірогідність виробництва та реалізації небезпечної
для споживача харчової продукції. Основна мета моніторингу – постійними та
періодичними вимірюваннями отримувати результати досліджень, які
підтверджують відсутність відхилень від встановлених норм для харчової
продукції до визначених критичних меж. Параметри моніторингу – сукупність
факторів технологічного процесу при виробленні харчової продукції, таких як
час, вологість, температура, pH, вміст сторонніх чи допоміжних речовин
(консерванти, барвники, добавки) та органолептичних показників (запах, смак,
колір, консистенція).
Для моніторингу найважливішим є встановлення критичної точки
контролю (ККТ) – етап виробництва продукції, який є критичним для
виявлення небезпечних факторів під час технологічного процесу, та є крайньою
точкою для їх попередження та усунення. Моніторинг якості харчової
продукції в Україні здійснюється на підставі Закону України № 1822-IX від
21.10.2021 «Про основні принципи та вимоги до безпечності та якості харчових
продуктів», Статті 21 «Вимоги щодо застосування постійно діючих процедур,
заснованих на принципах системи аналізу небезпечних факторів та контролю у
критичних точках», що передбачає виконання постійно діючих процедур, які в
свою чергу базуються на методах аналізу усіх можливих небезпечних факторів
6
[1]. До принципів системи аналізу факторів небезпеки харчової продукції,
окрім встановлених ККТ та контролю на них до критичних меж, є перевірка
продуктів харчування згідно безпеки їх вживання.
В свою чергу, нормування вмісту та максимально допустимі концентрації
(ГДК) забруднюючих речовин у харчових продуктах регламентуються Наказом
МОЗ №1238 від 22.05.2020 «Про затвердження Державних гігієнічних правил і
норм "Регламент максимальних рівнів окремих забруднюючих речовин у
харчових продуктах"» [2]. На підставі наявних у додатку ГДК різних типів
забруднюючих речовин проводиться державний моніторинг якості та
безпечності харчових продуктів.
Для якісної та ефективної системи моніторингу були розроблені такі
кроки:
проведення аналізу на наявність у сировині небезпечних факторів;
визначення критичних контрольних точок;
встановлення гранично допустимих значень для ККТ;
введення системи контролю за ККТ;
розробка корегувальних дій у випадку невідповідності продукції
стандартам та нормам;
Головна мета роботи – розглянути типи забруднюючих речовин,
потрапляння тих до харчової продукції, та їх дію на організм споживача. Для
розгляду було обрано забрудники, ГДК яких регламентується згідно Наказу
МОЗ №1238 та №240, а саме нітратів, металів, пестицидів, радіонуклідів та
мікотоксинів. Потрапляння даних сполук до організму людини разом із їжею
несе у собі велику небезпеку по відношенню до самопочуття та здоров’я особи.
Накопичення подібних сполук у харчових продуктах і їх подальше потрапляння
до раціону споживача може викликати різного типу ураження організму, від
загальної слабкості до гострих отруєнь. Постійне надходження забруднюючих
речовин разом із їжею у високих концентраціях може викликати зміни в
організмі та його роботі, а також вроджені вади у новонароджених.
7
1.2 Шляхи надходження небезпечних речовин у продукти харчування
Забруднюючі речовини в харчову продукцію та воду можуть надходити
як із сировинним ресурсом, з якого вони виготовленні, так і з великим
різноманіттям харчових добавок, які є незамінними у галузі харчових
технологій. Невластиві харчовим продуктам сполуки та домішки можуть стати
причиною негативних змін їх властивостей у результаті технологічної обробки,
як нагрівання, опромінювання, сушіння, а також через умови зберігання.
Забруднюючі речовини до продуктів можуть потрапляти із засобами
консервування, залишками ферментних препаратів чи антибіотиків [3].
Щодо води, особливо яку використовують у процесі виробництва
харчових продуктів та напоїв під час технологічних процесів, вона має
відповідати вимогам державного стандарту питної води. Згідно нормативів,
така вода має бути прісною, вміст солей не має перевищувати 1 г/л, вміст
нітратів (за азотом) повинен бути у рамках 10 мг/л, свинцю й міді – по 0,1,
арсену (III) – 0,05 мг/л, а феруму (II) – 0,3. За списком ГДК по нормативній базі
державного стандарту вказано 640 різноманітних речовин [2].
Основні шляхи надходження забруднюючих речовин до продуктів
харчування, а після і до людського організму, зображені на рисунку 1.1
Рослинна продукція
Тваринна продукція
Забру днююча
реч овина
Вода Людина
Продукти, що містять харчові
добавки
Рисунок 1.1 – Основні шляхи надходження забрудників до харчової
продукції
8
Проблема забруднення харчової продукції є важливим пунктом у питанні
здоров’я населення країни, і саме тому були розробленні методи знешкодження
та покращення якості продуктів зі вмістом забруднюючих речовин. Вони
мають поділяють на технологічні, сільськогосподарські та нормативні:
технологічні заходи створені для очищування води технологічними
методами;
сільськогосподарські заходи, а саме облік культур для вирощування,
технології обробки ґрунтового покриву з урахуванням використання
різних типів добрив, технології зберігання сировинного ресурсу, який у
подальшому буде використовуватись у харчовій промисловості;
нормативні заходи, до яких відносять встановлення граничнодопустимих
рівнів вмісту можливих домішок (ГДК) у продукції, а також обмеження
чи заборона на використання мінеральних певних видів добрив,
пестицидів і тому подібне;
При розгляді системи сільського господарства, велику проблему
становить нераціональне та надмірне використанні добрив, а також зрошування
та полив угідь недостатньо очищеними водами. У цьому випадку, хімічні
речовини в підвищеній концентрації потрапляють у продукцію рослинництва й
тваринництва, а вже з неї у продукти харчування. Продукція птахівництва й
тваринництва страждає від використання недостатньо-вивчених кормів та
кормових добавок, у яких можуть бути присутні стимулятори росту, лікувальні
чи профілактичні засоби. Більшу частину від методів потрапляння до м’ясних,
рибних та молочних виробів становлять заражені корми власного
приготування, які частіш за все виробляються із забрудненої рослинної
продукції. Також забруднюючі речовини потрапляють до продуктів харчування
через упаковки, а саме у результаті перебігу небажаних біохімічних і фізико-
хімічних процесів під час транспортування чи зберігання [4].
Велика кількість шкідливих сполук в продуктах утворюється під час
зберігання сировини, а таж в процесі її технологічної переробки. При
використанні під час виробництва харчових продуктів різноманітних барвників,
9
консервантів та смакових добавок, існує ризик, що вони можуть сполучитись із
уже наявними забруднюючими речовинами сировини. Під час цього вони
підвищують ризик для здоров’я споживача. Нітрити харчових добавок, при
взаємодії з вторинними амінами, можуть утворювати нітрозаміни. Також
нітрозування може відбуватися і під час смаження м’яса нітритного посолу, і
зберігатись у копчених м’ясних виробах рибі, молочній продукції, грибах,
продуктах бродіння, тощо. Найбільш шкідливі сполуки, більшість з яких
канцерогенні, можуть утворюватися внаслідок порушення технології термічної
обробки.
1.3 Найбільш поширені види забруднюючих речовин харчової продукції
На сьогоднішній день, завдяки моніторингу якості та безпечності
харчової продукції, нормується приблизно 640 різноманітних забрудників,
об’єднаних для зручності у категорії. Ці типи забруднюючих речовин у
харчовій продукції представлені на рисунку 1.2.
Високотоксичні забруднюючі речовини у харчовій продукції
Важкі метали Нітрати та Радіонукліди Пестициди Мікотоксини
нітрити
Рисунок 1.2 ‒ Високотоксичні забруднюючі речовини у харчовій продукції
Найбільшу різноманітність із видів забруднюючих речовин мають
пестициди, так як саме вони є невід’ємною складовою сільськогосподарського
процесу, та використовуються майже на всіх етапах виробництва рослинної
сировини. А саме обробка різноманітними засобами перед посадкою, обробка
10
сільськогосподарських культур від шкідників у процесі росту та дозрівання
плодів.
Найбільш поширеними серед представників харчової продукції
рослинного походження є нітрати та нітрити. В свою чергу, у сировині ті
з’являються через внесення до ґрунтових покривів полів та угідь значної маси
азотних добрив. А звідти нітрати можуть мігрувати як до рослин, найбільшою
мірою залишаючись у коренях, стеблі та листі, так і до поверхневих та
підземних вод. Це несе у собі небезпеку отруєння не лише через рослинну їжу,
а також через воду, так як уражені нітратами зразки не мають ніяких
органолептичих змін (відсутня зміна забарвлення, смаку, щільності чи
кольору).
Проблема забруднення харчової продукції радіонуклідами також доволі
актуальна через аварію на ЧАЕС, через яку, як наслідок, певна частина
території України має підвищений радіаційний фон. Також свою вагу мають і
працюючі чотири атомні електростанції та їх відходи у процесі роботи
енергоблоків, могильники для радіоактивних відходів, та сама система
перевезення та захоронення подібного роду відходів.
1.3.1 Важкі метали
Якщо говорити про найбільш небезпечних представників важких металів
у харчовій продукції, варто розглянути список компонентів від Об’єднаної
комісії ВОЗ по харчовому кодексу, де вміст тих у продуктах, які приймають
участь у міжнародній торгівлі, контролюється згідно встановлених норм та
концентрацій (ГДК). Найбільш поширеними та небезпечними серед важких
металів є ртуть, миш’як, мідь, свинець, цинк, залізо та їх сполуки. Окрім
широкого розповсюдження, саме цей перелік важких металів викликає найгірші
реакції при потраплянні до організму споживача. Допустимі концентрації яких
представлено у таблиці 1.1.
11
Таблиця 1.1 – ГДК вмісту важких металів у харчовій продукції
Важкі метали
Продукти
Мідь Ртуть Свинець Цинк Миш’як
Овочі
5 0,02 0,5 10 0,2
свіжі/свіжоморожені
Фрукти
5 0,02 0,4 10 0,2
свіжі/свіжоморожені
Овочево-молочні і
плодо-молочні 5 0,01 0,3 50 0,2
суміші
Консерви для
дитячого 5 0,01 0,3 10 0,2
харчування
Ртуть, як один із найбільш поширених мікроелементів, доволі легко
утворює як органічні, так і не органічні сполуки. Проте більшість із них є
отруйними та небезпечними для здоров’я людини. Основним джерелом
забруднення сільськогосподарської продукції сполуками ртуті є пестициди, а
якщо мова йде про сировину морського та річкового сектору - стоки хімічних
підприємств, целюлозної і паперової промисловості. Випадки забруднення
харчових продуктів ртуттю являються дуже рідкісними. А також сполуки і сама
ртуть погано абсорбується на продуктах харчування, і легко видаляється з їх
поверхні.
Свинець зараз є майже в усіх продуктах харчування у різних
концентраціях. Так як основним джерелом викиду свинцю слугують двигуни
внутрішнього згорання, саме з них свинець потрапляє до навколишнього
середовища. Спочатку до пилу, а після і у інші системи, забруднюючи ґрунти та
водні ресурси. До їжі, а саме щоденного раціону населення, близько 20 %
свинцю потрапляє через консервовану продукцію, проте лише 6‒7%
12
залишається саме у продукті. Проте, через покращення та зміну технологій
консервації, ця проблема стає менш актуальною [3].
Так як миш’як та його сполуки доволі поширені у використані в галузі
сільського гоподарства, не дивно що частина їх присутня у продуктах
харчування. Проте вміст його у рослинній та тваринній сировині не значний ‒
менш ніж 0,5 мг/кг. При дослідженні концентрацій миш’яку варто звернути
увагу на вміст його саме в морських продуктах, так як він знаходиться на рівні
в 1,5~15,3 мг/кг. Це є доволі високим показником навіть з урахуванням різного
типу сировини (рослинна та тварина), і може нести потенцію небезпеку для
споживача у щоденному раціоні харчування.
Через те, що мідь, як і свинець, присутня майже у всіх продуктах
харчування, а надходить до них зазвичай під час виробництва, вміст її сполук
потрібно ретельно контролювати. Враховуючи те, що мідь каталізує окислення
жирів і аскорбінової кислоти, вміст її сполук у сировині може не лише
негативно позначатись на смакових якостях продуктів і напоїв, а й призводити
до повного руйнування вітаміну С у тих[5]. В результаті цього людина може
страждати від дефіциту вітаміну С, що тягне за собою зниження роботи імунної
системи, збільшує ризик серцево-судинних захворювань та може викликати
кровотечі ясен.
1.3.2 Радіонукліди
Проблема радіаційного забруднення навколишнього середовища та
сировинного ресурсу стала особливо гострою після подій на Чорнобильській
АЕС. Саме через це, певна частина України належить до статусу радіоактивно
забруднених територій. Основними джерелами надходження радіонуклідів у
сировину зараз є атомні електростанції, чотири з котрих активні, та п’ять
зачинених. Також потенційними джерелами забруднення можуть слугувати
підприємства з виробництва ядерного палива, підприємства, які як зберігають,
13
так і займаються захороненням радіоактивних відходів, а також самі ядерні
могильники.
Ланцюги потрапляння радіонуклідів до організму споживача можна
спостерігати на рисунку 1.3.
Рослина Людина
Тварина
М’ясо
Молоко
Рисунок 1.3 – Схема надходження радіонуклідів через продукти
харчування до організму людини.
По причині забруднення та перенесення повітряним середовищем,
радіоактивні речовини частіш за все осідають на поверхні рослинної продукції,
проникаючи через її поверхню. Найбільш ефективно вони утримуються на
рослинах з ворсистим покривом, затримуючись як у розчинних, так і
нерозчинних формах радіоактивних з’єднань.
Найкраще до наземних частин рослин надходить та частина
радіонуклідів, яка перебуває у доступній частині ґрунту. У ній, через фізико-
хімічні властивості радіоактивних з’єднань та сорбційну силу ґрунтового
поглинального комплексу, відбувається сепарація радіонуклідів.
Так як одним із найчастіших шляхів потрапляння радіонуклідів до
харчового ланцюга худоби є корм чи часточки забрудненого ґрунту у тому,
варто звернути увагу, як саме вони у подальшому виводяться з організму
тварини. Це відбувається за рахунок роботи шлунково-кишкового тракту та
нирок, а у голів, які використовуються для доїння – через молоко. З дослідами
на лактуючих коровах та козах було виявлено, що концентрація радіонуклідів у
молоці до десяти раз вища, ніж у плазмі крові. Найбільш високі концентрації
радіонуклідів у молоці корів зафіксовані у зимові та весняні місяці. Це
14
відбувається через зменшення потреби щитовидної залози худоби в йоді, та
підвищеному поглинанні того молочною залозою.
На підставі Наказу МОЗ «Про затвердження Допустимих рівнів вмісту
радіонуклідів Cs-137 і Sr-90 у продуктах харчування та питній воді (ДР-97)» №
240 ( z0590-08 ) від 08.05.2008, ГДК для основних радіонуклідів, а 137Cs та 90Sr
представлено у таблиці 1.2.
Нормування вмісту саме цих двох радіонуклідів у продуктах харчування
пов’язано у першу чергу з величезним їх викидом у атмосферу після трагедії
ЧАЕС. Стронцій, при потраплянні до навколишнього середовища утворює
добре розчинний у воді гідрокарбонат Sr(HCO3)2, а вже звідти той активно
мігрує до рослин, накопичуючись у них та тваринних організмах. При
потраплянні до організму людини може викликати ураження кісток, клітин
печінки, призвести до лейкемії. Цезій, у свою чергу, активно сорбується
ґрунтом, звідки потрапляє і у рослинну, і у тваринну продукцію. Найкраще у
організмі людини накопичується у м’язах та скелеті, близько 12% рівномірно
розподіляється по всім системам. Симптоми отруєння цезієм нагадують
променеву хворобу, а саме загальна слабкість, діарея, внутрішній крововилив.
Таблиця 1.2 – ГДК 137Cs і 90Sr у продуктах харчування та питній воді
Назва продукту 137Cs 90Sr
Овочі (коренеплоди, зелень, листові) 40 20
Фрукти 70 10
М’ясна продукція 200 20
Рибна продукція 150 35
Молочна продукція 100 20
Вода 2 2
Задля зменшення кількості радіонуклідів в організмі споживача із їжею
потрібно використовувати методи термічної та інших можливих обробок
сировини: зчищення шкірки, видалення поверхневих листків та ретельного
15
миття. Найнадійнішим термічним способом видалення радіонуклідів із
продуктів харчування є варіння, з обов’язковим злиттям отриманого відвару.
1.3.3 Пестициди
Пестициди ‒ найбільш поширені засоби для обробки
сільськогосподарських культур, без яких неможливо уявити процес
вирощування рослинної продукції. Це токсичні речовини, їх сполуки або
суміші речовин хімічного чи біологічного походження, призначені для
знищення, регуляції та припинення розвитку шкідливих організмів [7]. Вони
присутні майже на всіх етапах вирощення рослинної сировини, від обробки
ґрунтових покривів від можливих загроз, наприклад грибкових, так і на етапах
дозрівання, де поля обробляють аби позбутись комах-шкідників. Саме тому
різноманіття пестицидів значне, що ускладнює контроль за їх складом та
впливом на навколишнє середовище, у тому числі й на сировину для
виготовлення харчових продуктів.
Більшість випадків отруєння людей пестицидами у світі реєструють серед
сільського населення, до 2 млн. випадків за рік. Це відбувається через прямий
зв’язок людини не тільки з пестицидами як засобами обробки
сільськогосподарських культур, а також через присутність тих у ґрунті, водних
об’єктах, кормах для худоби та уже наявному сировинному ресурсі. Це тягне за
собою наявність залишків пестицидів у харчових продуктах як рослинного, так
і тваринного походження, через транслокацію чи безпосередньо
опосередковане забруднення шару ґрунту.
До організму ж людини подібні сполуки потрапляють також і через
шкіряний покрив, дихальні шляхи або шлунково-кишковий тракт. Це може
траплятись як і при безпосередній роботі з пестицидами, так і через продукти
харчування. Нерідко забруднююча речовина може міститись не лише в
рослинній, а й в молочній та м’ясній продукції. В організмах
сільськогосподарських тварин також залишаються пестициди, що були
16
присутні у кормі, а разом з талими, ґрунтовими чи дощовими водами пестициди
у досить великій кількості потрапляють ще й до водойм [5]. На рисунку 1.4
показана спрощена схема надходження пестицидів у продукти харчування.
Пестициди
Ґрунт
Атмосфера
Тваринна продукція Вода
Рослинна продукція
Людина
Рисунок 1.4 – Схема надходження пестицидів до організму людини
В людському організмі хоч і опиняється незначна кількість пестицидів
через усі можливі ланцюги потрапляння, але вони мають властивість
накопичуватись у різних системах. Пестициди можуть викликати велику
кількість хронічних захворювань шлунково-кишкового тракту, роздали
дихання, збої нервової системи та дерматити. ГДК усіх зареєстрованих
пестицидів регламентується згідно ДСанПіН 8.8.1.2.3.4-000-2001 про
«Допустимі дози, концентрації, кількості та рівні вмісту пестицидів у
сільськогосподарській сировині, харчових продуктах, повітрі робочої зони,
атмосферному повітрі, воді водоймищ, ґрунті».
1.3.4 Токсини
Токсинами називають речовини бактеріального, тваринного або
рослинного походження, які здатні пригнічувати фізіологічні функції
організму, що тягне за собою погіршення фізіологічного стану організму
людини та можливу смерть в результаті утворення антитіл.
17
Найбільш поширені бактеріальні токсини поділяють на екзотоксини та
ендотоксини. Як приклад, до перших відносять нейро чи цитоксини, так як
подібні сполуки – продукт виділення бактерій у навколишнє середовище у
результаті життєдіяльності. Деякі мікроорганізми виділяють доволі небезпечні
токсини, які викликають такі захворювання як ботулізм, правець, дифтерія,
різного типу токсикоінфекції та інше. Ендотоксини, на відміну від
екзотоксинів, вивільняються вже після загибелі бактерій. Основну загрозу
становлять продукти їх метаболізму наприклад ферменти, що можуть
порушувати обмін біогенних амінів у людському організмі.
Одними з найпоширеніших забрудників серед токсинів є мікотоксини –
продукти життєдіяльності мікроскопічних грибів. Більшість з них мають
мутагенні та канцерогенні властивості. Серед мікотоксинів, які становлять
найбільшу небезпеку для здоров'я людини, можна виділити афлатоксини,
трихотеценові мікотоксини, охратоксини та патулін. Їх біологічну дію вказано у
таблиці 1.3.
Таблиця 1.3 – Дія мікотоксинів на організм людини
Назва токсину Біологічная дія
Мають тератогенну та імунодепресивну дію. Спостерігається
Афлатоксини пряма кореляція між вмістом афлотоксинів продуктах
харчування, та частотою захворюваності на рак печінки.
Мають тератогену, імунодепресивну та цитоксичну дію на
Трихотецен кровотворні органи та ЦНС. З цим можуть викликати
геморагнічний синдром та лейкопенію.
Мають тератогену, імунодепресивну та нефротоксичну дію,
Охратоксини порушують обмін глікогену та інгібують синтез білка. Часто є
причинами виникнення нефропатії.
Має високі мутагенні властивості. Ігібує синтез РНк, ДНК,
Патулін
ферментів та білків.
18
Особлива увага щодо проблеми забруднення харчових продуктів
мікотоксинами обумовлена широкою поширеністю їх продуцентів у природі та
здатністю вражати харчові продукти на будь-якому етапі виробництва.
Найбільш поширеними є ураження мікотоксинами саме зернової продукції та
рослин, які після входять до кормів худоби.
1.3.5 Нітрати та нітрити
Основна загроза нітратів, які є солями азотної кислоти, у тому, що вони
досить добре розчинні у воді, а при нагрівання переходять у нітрити, виділяючи
кисень. Так як вони є незамінною частиною мінеральних добрив, саме с ґрунту
ті надходять до рослинної продукції, а також можуть мігрувати до наземних та
підземних вод. Концентрація нітратів в продуктах харчування залежить від
неконтрольованого використання азотних добрив. Також одним із джерел
нітратів у харчовій, а особливо м’ясній та рибній продукції, є нітратні харчові
добавки, які використовуються для покращення різних показників використаної
для технічного процесу сировини та пригнічення небажаних мікроорганізмів у
готових виробах.
В Україні шоста частина сільськогосподарської продукції містить нітрати
у перевищених за допустимий рівень ГДК норм. Це є наслідком як
недоцільного та надто частого використання азотних добрив, так і сорбції
окисів азоту с атмосфери, які є продуктом спалення різних видів палива.
Головними причинами перевищення кількості нітратів у овочах із
закритого ґрунту (парники, теплиці та інше) є недостатнє освітлення,
загущення посівів. Також вміст забруднюючих сполук у рослинах залежить від
видових та сортових особливостей, того часового проміжку, коли збирається
врожай, і тому подібне. Найбільшу кількість нітратів у собі утримують салати,
капуста, редька, редис та ревінь. Трохи менші показники, за умови
неправильного вирощування, показують томати, цибуля, баклажани, інші
коренеплоди. При звичайному вирощуванні нітрати не нагромаджуються в
19
яблуках, ягодах, вишні, сливі, смородині, аґрусі. У м’ясних та молочних
продуктах наявність нітратів залежить від рівня тих в організмі тварин. Вони, в
свою чергу, від типу кормових культур, а саме виду рослинної складової,
кількісного складу, сорту, дози внесення азотних добрив під час їх
вирощування та інших агротехнічних факторів [6].
Допустима доза нітратів для людини становить 5 мг/кг, проте для різних
типів харчової продукції ГДК регламентується за Наказом МОЗ «Про
затвердження Державних гігієнічних правил і норм "Регламент максимальних
рівнів окремих забруднюючих речовин у харчових продуктах"». Допустима
концентрація нітратів у одних із найпоширеніших продуктах харчування
представлена у таблиці 1.4.
Таблиця 1.4 – ГДК нітратів у харчових продуктах
Максимально допустимі рівні
Назва харчового продукту
(мг NO3/кг)
Салат Айсберг 2500
Капуста білокачанна 900
Цибуля ріпчаста 800
Кабачки 400
Редис 2640
М’ясо та м’ясні вироби 200
Риба та рибні вироби 200
Вода 50 (мг/дм3)
Так як нітрати добре всмоктуються стінками шлунково-кишкового
тракту, розносячись після по кровоносній системі, як наслідок вони чинять
негативний вплив на організм людини. Виділяють два типа отруєння нітратами
‒ гостре та хронічне. Перше характеризується потраплянням до організму
одноразово великої кількості нітратів. Симптомами гострого отруєння
нітратами є: запаморочення, головні болі, можлива втрата свідомості чи
20
потемніння в очах, синюшність шкіри і слизових оболонок, загальна слабкість
або сонливість, розлади дихання, у край важких випадках можливі судоми або
коматозний стан.
При тривалому ж вживанні забрудненої нітратами овочевої, м’ясної,
рибної продукції або води, розвивається хронічна нітратна інтоксикація, яка
тягне за собою низку порушень у організмі споживача:
кисневе голодування органів та тканин внаслідок підвищення
концентрації метгемоглобіну крові більш ніж на 2%;
низка проблем з шлунково-кишковим трактом, так як хронічний
гастрит, гастродуоденіт, виразка, або ж захворювання жовчних шляхів
та печінки;
дистрофічні зміни в серцевому м’язі;
порушення функції нирок;
збої ЦНС та серцево-судиної системи;
розвиток алергічних реакцій;
для вагітних загроза вроджених вад у дитини чи втрати плоду;
Основні шляхи потрапляння нітратів до організму людини зображено на
рисунку 1.5.
Овочева продукція, особливо рання
Фрукти та ягоди
Людський
організм Ковбасні вироби
Рибні вироби
Вод ні ресурси (особливо колодязна)
Рисунок 1.5 – Основні шляхи потрапляння нітратів та нітратних сполук
до організму людини
21
1.4 Харчові добавки
Харчові добавки ‒ природні сполуки або хімічні речовини, які спеціально
додають для продуктів харчування, аби покращити їх певні властивості,
починаючи зі зміни смаку, закінчуючи подовженням терміну придатності та
умов зберігання. У світі існує понад 500 різних харчових добавок,
використання яких під час процесу вироблення харчової продукції суворо
регламентується. Широке застосування харчова добавка може отримати лише
після низки лабораторних тестів, що може зайняти декілька місяців або навіть
років. Проблема харчових добавок стала дуже гострою через непередбачувані
побічні ефекти від надмірного їх вживання з продуктами харчування, та
погіршення людського здоров’я. Так велика кількість продукції с багатим
списком регуляторів та посилювачів смаку, консервантів, барвників та
емульгаторів потенційно несуть для людини ризик хвороб шлунково-
кишкового тракту, ризики отримання алергічних реакцій, дерматити,
порушення у кровоносній та нервовій системах.
Загалом, класифікація харчових добавок розділена на категорії з
маркуванням, що починається з букви Е:
Е100-Е199 – барвники. Ці речовини можуть надавати продуктам
харчування певного кольору чи відновлювати той, який втратився
при термічній чи механічній обробці. Вони можуть бути як
природними (наприклад бета-каротин), так і хімічними (наприклад
татразин);
Е200-Е299 – консерванти. Додаються до харчових продуктів для
їхнього зберігання, також попереджують потрапляння та
розмноження бактерій чи грибків у сировині (наприклад хімічні
стерилізуючі добавки для зупинки бродіння вин, дезінфіканти);
Е300-Е399 – антиоксиданти. Подібного роду сполуки захищають
харчову продукцію від окиснення, зміни кольору та смаку чи інших
органолептичних показників. Існують як у вигляді природних
22
сполук (аскорбінова кислота, вітамін Е), так і вигляді хімічних та
штучно синтезованих речовин. Частіш за все додаються у жирові та
масляні емульсії;
Е400-Е499 – стабілізатори та загусники. Вони відповідають за
збереження консистенції продуктів харчування, підвищують їх
в'язкість у випадку необхідності (наприклад пектин Е440);
Е500-599 – емульгатори. Ці речовини створюють однорідну густу
суміш із не змішуваних у звичайних природних умовах речовин,
таких як вода та олія і т.д.;
Е600-Е699 ‒ підсилювачі смаку та аромату. Подібні речовини
створені для посилення смаку та аромату харчового продукту.
Проте вони можуть і приховувати неприємний природний смак;
Е900-999 ‒ антифламінги, піногасники, глазуруючі речовини. Вони
попереджують утворення піни, допомагають досягнути однорідної
консистенції харчових продуктів;
Е1000-1100 ‒ регулятори кислотності, інші глазуруючі речовини,
підсолоджувачі, розпушувачі, та інші не класифіковані, поки що,
добавки які входять до числа відносно нових;
Е1100-Е1105 ‒ ферменти та біологічні каталізатори. До переліку
цих речовин входить велика кількість ферментів та різноманітних
біологічних каталізаторів;
Е1400-Е1450 ‒ модифіковані крохмали. Ці речовини
застосовуються для більш густої консистенції продуктів
харчування;
Е1510-Е1520 ‒ хімічної природи розчинники;
Е700-Е800 ‒ антибіотики. Вони не внесені до основного переліку
харчових добавок, так як застосовуватись можуть лише у
виготовленні кормів для худоби.
23
У кожної людини спостерігається своя, індивідуальна реакція на різні
харчові добавки, приймаючи до уваги як загальний стан організму, так і гострі
алергічні реакції. Саме проблема гострих алергій становить чи не найбільшу
загрозу при вживанні продуктів харчування з великим списком харчових
добавок. Більшість із них синтезовані штучно, і саме тому навіть у особи, яка не
мала виражених алергічних реакцій, може викликати різку відповідь зі сторони
загального стану організму. Навіть деякі добавки із рядів дозволених
державним регламентом можуть викликати у споживача астму та аритмію. Для
таких людей важливо знати, що саме приховується за кодом, що дасть
можливість передбачити реакцію організму на ту чи іншу харчову добавку.
Найбільш відомим прикладом негативної дії на організм людини має
добавка глутамата натрію, або підсилювачу смаку Е621. Імітуючи присмак
м’яса при додаванні до продукту, глутамат широко використовується у
продуктах швидкого приготування ( різноманіття локшин, супів у форматі
порошку), також застосовується у соусах та маринадах, при виробленні ряду
приправ, консервів, ковбасних виробів, чіпсів та сухариків. Як наслідок,
постійні споживачі продукції, яка містила у собі добавку Е621, почали помічати
погіршення самопочуття та загального стану здоров’я. Усе це було викликано
рядом побічних ефектів, та несло по собі: бронхіальну астму, головні болі,
кропивницю, проблеми щитовидної залози. Для ряду симптомів отруєння
глутаматом натрію було вигадано термін «синдром китайського ресторану»,
який об’єднував у собі симптоми головного болю, тахікардії, болю у грудях,
нудоти, слабкості та сонливості. За результатами незалежних оцінювань,
подібні випадки становлять 33% від основної маси споживачів продукції з
великою кількістю глутамату натрію.
Робота системи державного контролю за харчовими добавками
регламентується Законом України «Про державний контроль за дотриманням
законодавства про харчові продукти, корми, побічні продукти тваринного
походження, здоров’я та благополуччя тварин» від 18.05.2017 р. № 2042-VIII.
24
Вплив певних добавок на людський організм продемонстровано на
рисунку 1.6
Організм людини
Алергени Впливають на Небезпечні для Викликають
( Е131, Е132, стан печінки та хворих на астму розлади травлення
Е 160b, Е210, Е214, нирок ( Е102, Е104, ( Е338-341, Е407,
Е217, Е230, Е231, (Е110, Е171-173, Е107, Е122-124, Е450, Е461, Е463,
Е232, Е239,Е311- Е220, Е302, Е320- Е155, Е211-214, Е465, Е466 )
313) 322, Е510, Е518) Е217, Е221-227)
Викликає мігрень ( Е321) Подразнює кишечник ( Е220-224) Викликає СПАУ ( Е129)
Впливає на рівень холестерину у крові ( Е320)
Викликає ураження шкіри ( Е230-232)
Рисунок 1.5 – Негативний вплив харчових добавок на організм людини
1.5 Нормативно-правова база контролю за вмістом забруднюючих
речовин у харчовій продукції
Нормативно-правова база щодо контролю вмісту забруднюючих речовин
у харчових продуктах регламентується Наказом Міністерства Охорони
Здоров’я України «Про затвердження Державних гігієнічних правил і норм
"Регламент максимальних рівнів окремих забруднюючих речовин у харчових
продуктах"» №1238 від 22.05.2020. У документі, а саме в таблицях додатку,
вказаний перелік більшості забруднюючих речовин у продуктах харчування, а
саме ГДК: нітратів (розділ Ⅰ), мікотоксинів (розділ Ⅱ), металів (розділ Ⅲ),
гліцеринових ефірів жирних кислот (розділ Ⅳ), діоксину і ПХБ (розділ Ⅴ),
поліциклічних ароматичних вуглеводнів (розділ Ⅵ), меламіну (розділ Ⅶ),
природних токсинів рослин (розділ Ⅷ) та перхлорату (розділ Ⅸ).
Окремими офіційними документами регламентується ГДК пестицидів, а
саме ДСанПіН «Допустимі дози, концентрації, кількості та рівні вмісту
25
пестицидів у сільськогосподарській сировині, харчових продуктах...» №137 від
20.09.2001. Документ містить у собі перелік 419 діючих речовин, які
використовують у сільськогосподарській діяльності, значення максимальної
концентрації тих у атмосферному повітрі, воді, ґрунтових покривах та МДР у
продуктах харчування та сільськогосподарській сировині.
Також окремим документом регламентується концентрація у продуктах
харчування цезію та стронцію, а саме Наказом МОЗ «Про затвердження
Допустимих рівнів вмісту радіонуклідів Cs-137 і Sr-90 у продуктах харчування
та питній воді (ДР-97)» № 240 (z0590-08) від 08.05.2008. У документі
розглянуто допустимі рівні вмісту радіонуклідів у таких категоріях продуктів:
зерно, борошно-круп’яні та хлібобулочні вироби; молоко та молочні продукти;
м’ясо та м’ясопродукти; риба, нерибні об’єкти та продукти переробки тих; яйця
птиці; овочі; фрукти та ягоди; цукор та кондитерські вироби; гриби; насіння та
олії; напої (і алкогольні також); тютюнові вироби; спеції; харчові добвки;
продукти дитячого харчування.
Регламент щодо безпечності харчової продукції описано у Законі України
«Про якість та безпеку харчових продуктів і продовольчої сировини» від 13
вересня 2001 року N 2681-III. Звертаючись до Статті 3 «Основні засади
державної політики щодо забезпечення якості та безпеки харчових продуктів і
продовольчої сировини» основними задами державного моніторингу та
політики у сфері ринку харчової сировини є:
зміцнення та збереження здоров’я населення через визнання прав
на безпеку харчових продуктів та сировини;
створення гарантій абсолютної безпеки під час виготовлення,
зберігання та реалізації харчової продукції;
державний контроль за виробництвом, переробкою, зберіганням,
транспортуванням та реалізацією продуктів харчування;
впровадження новітніх наукових методів для забезпечення якості та
безпечності виробництва, переробки, зберігання, транспортування
та реалізації харчової сировини;
26
встановлення відповідальності до виробників чи реалізаторів
харчових продуктів чи сировини, яка не відповідає державним
критеріям якості та безпечності;
Згідно Статті 11 про «Державне регулювання належної якості та безпеки
харчових продуктів і продовольчої сировини», контроль якості та безпечності
харчової продукції здійснюється через Кабінет Міністрів України, органи
уповноваженої виконавчої влади областей, районів та міст. Реалізується все
через шляхи: державного нормування показників якості та безпеки харчових
продуктів та сировини; державної реєстрації як продуктів так і документів на ті;
обов’язкова сертифікація; контроль експортованих та імпортованих харчових
продуктів.
Стаття 12 «Державне нормування показників якості та безпеки харчових
продуктів, продовольчої сировини і супутніх матеріалів» визначає, що
нормування безпеки харчової продукції здійснюється шляхом встановлення
допустимих концентрацій та рівнів вмісту забруднюючих речовин (ГДК), а
також передбачає відповідальність за реалізацію та вироблення продукції, яка
не відповідає державним стандартам безпеки та якості.
Згідно Наказу Міністерства Охорони Здоров’я України «Про
затвердження Державних санітарних норм та правил «Медичні вимоги до
якості та безпечності харчових продуктів та продовольчої сировини» від
29.12.2012 № 1140, встановлені такі гігієнічні норми для харчової продукції:
харчові продукти відповідають гігієнічним вимогам та
задовольняють фізіологічні потреби людини;
харчова сировина не має зміни органолептичних властивостей під
час зберігання;
продукт не має мати сторонніх запахів, присмаків, зміни кольору і
консистенції, йому не властивих;
без вмісту забруднюючих речовин, які визначенні Наказом МОЗ
«Про затвердження Державних гігієнічних правил і норм
27
"Регламент максимальних рівнів окремих забруднюючих речовин у
харчових продуктах"»;
Критеріями безпеки консервованих харчових продуктів є відсутність у
консервованому продукті мікроорганізмів, здатних розвиватися при
температурі зберігання, встановленій для конкретного виду консервів, і
мікроорганізмів і мікробних токсинів, небезпечних для здоров'я людини.
Продукти дитячого харчування повинні відповідати функціональному стану
організму дитини з урахуванням її віку та бути безпечними для здоров'я
дитини.
У харчових продуктах допускаються до використання харчові добавки,
які пройшли гігієнічну регламентацію і зареєстровані в Міністерстві охорони
здоров’я. Їх повний список зазначено у Наказі МОЗ №222 від 23.07.96 «Про
затвердження Санітарних правил і норм по застосуванню харчових добавок».
Три із повного переліку добавок є забороненими на території України, а саме:
барвник Е121* (цитрусовий червоний 2), барвник Е123*(амарант) та консервант
Е240* (формальдегід).
28
2 МОНІТОРИНГ ВМІСТУ НЕБЕЗПЕЧНИХ РЕЧОВИН В ХАРЧОВІЙ
ПРОДУКЦІЇ
2.1. Вибір об’єктів дослідження
Дослідження вмісту нітратів у харчовій продукції проводилося на
підставі декількох факторів.
Перший з них – широке розповсюдження нітратів у харчовій продукції,
особливо рослинного сектору, через технологічні процеси під час їх
вирощування (у випадку готової продукції – виробництва). Через надмірне
використання азотних добрив у сільськогосподарському процесі, ґрунтові
покриви, наземні та підземні води частіш за все стають носіями надмірної
кількості нітратів. До продуктів рослинного походження ті потрапляють через
ґрунт та водні об’єкти, сорбуючи собою більшу частину доступних для себе
нітратів. Проблема забруднення м’ясних виробів нітратами полягає або у
кормах, які вироблені з використанням ураженої сировини, або ж під час
виробництва готової продукції, через використання харчових добавок.
Другий фактор полягає у тому, що перевірка вмісту нітратів у харчових
продуктах є найбільш доступною серед усіх найпоширеніших забрудників
харчової сировини. Наприклад, для визначення важких металів потрібно
використовувати метод атомно-абсорбційної спектрометрії, для радіонуклідів –
спектрометри та дозиметри різних типів.
В якості об’єктів дослідження було обрано різні типи харчової продукції.
Серед представників рослинної продукції для експерименту були обрані дві
групи об’єктів, одна з яких була придбана на стихійному ринці, а інша – у
супермаркеті. Вибір базувався як і на постійності вибору щоденного раціону,
так і на сезонних тенденціях (весняні овочі). Серед тих були обрані: кабачок,
редька, морква, цибуля ріпчаста, картопля та буряк.
Популярність покупки продуктів харчування на стихійних ринках
обумовлена іноді нижчою ціною, чи уявленням людей про більшу корисність та
29
безпеку тих. Проте небезпека не сертифікованої продукції доволі висока, адже
неможливо проаналізувати увесь спектр хімічної та біологічної небезпеки
товару, який купується з рук. Саме тому, віддаючи перевагу купівлі харчових
продуктів на стихійних ринках, людина наражає себе на велику кількість
небезпек, починаючи від придбання зіпсованої сировини, закінчуючи важкими
отруєннями чи можливими інфекційними та паразитарними зараженнями.
Однак і при купівлі продуктів у супермаркеті є можливість натрапити на
неякісну сировину. Це трапляється по різним причинам, від порушення
температури при перевезенні чи зберіганні, до недбалості при перевірці дат та
терміну реалізації, або ж через зовнішні фактори. Говорячи про овочі та
фрукти, найчастіше ті псуються на прилавках гіпермаркетів через незадовільні
умови зберігання, а саме режим вологості та температури, та через низку
механічних пошкоджень, які також несуть у собі небезпеку, починаючи від
псування, закінчуючи грибковими та іншим типом уражень.
Також були дослідженні м’ясні та рибні харчові продукти, а саме
свинина, курятина, м’ясо індички, ковбасні вироби, м’ясо оселедця, коропа та
червоної риби. Велика кількість проб продуктів була обумовлена великою
різноманітністю харчової сировини у магазинах та смаковими вподобаннями
населення.
Усі дослідні об’єкти представлено на рисунку 2.1
Дослідні об’єкти
Овочева продукція з М’ясні вироби, а саме: Рибні вироби, а
двох р ізних точок, а м’ясо курятини, саме: м’ясо
сам е: кабачок, індички, свинина, оселедця, м’ясо
редька, морква, ковбасні вироби коропа, м’ясо
цибуля ріпчаста, (ковбаса сиро-копчена, червоної риби
картопля, буряк. сосиски)
Рисунок 2.1 – Список дослідних об’єктів
30
2.2 Методи визначення нітратів у харчових продуктах
Проблема визначення кількості нітратів у харчовій продукції є
актуальною не лише для державного моніторингу якості та безпеки харчової
продукції, а також для кожного споживача через можливий ризик для здоров’я
у разі вживання забрудненої харчової сировини. Існує декілька методів по
встановленню рівня концентрації нітратів у продуктах харчування, які показані
на рисунку 2.2
Іонометричний метод
Методи Фотометричний метод
дослідження
нітратів у Колориметричний метод
харчових
п родуктах Спектрофотометричний метод
Експрес метод (прилади чи
тест-смужки)
Рисунок 2.2 – Методи визначення нітратів у продуктах харчування
Іонометричний метод дослідження вмісту нітратів полягає в отриманні
забруднюючої речовини з досліджуваної харчової продукції розчином
алюмокалієвих квасців. Наступним кроком є вимірювання їх концентрації в
витяжці, яка була отримана, за допомогою ІСЕ. В деяких випадках, для
прискорення отримання результатів аналізу, замість витяжки може
використовують сік сировини, яку досліджують, що розведений розчином
алюмокалієвих квасців. Наприклад при аналізі капусти, для руйнування
домішок, які заважають визначенню у тій нітратів, додатково проводять
процедуру окислення марганцевокислим калієм. Також існує методика
вимірювання концентрації нітратів у харчовій продукції за допомогою методу
іонної хроматографії. Він у свою чергу ґрунтується на вилученні водою сполук
31
нітратів із досліджуваного продукту, та аналізі отриманої витяжки методом
іонної хроматографії.
Фотометричний метод визначення нітратів використовується майже для
всіх продуктів харчування: всіх видів овочевої продукції, як термічно
обробленої так і у сирому стані; плодоовочевих консервів, а також консерви
для дитячого харчування, у рецептуру яких можуть входити, крім рослинної
частини, також і інші елементи, як жири, м'ясо, молочні продукти; для всіх
видів зернової продукції; для всіх видів молочної продукції. Голова задача
методу – екстрагування водою досліджуваних зразків, після чого екстракт
очищується та фотометричним методом вимірюється інтенсивність забарвлення
(результат взаємодії нітратних сполук та ароматичних амінів). Для такого
вимірювання, нижня межа досліджуваних нітритів – 0,02 мг NO2 в 1 см
3
розчину, для рідких продуктів це межа у 0,1 мг NO2 на кілограм, для твердих –
0,5 мг NO2 на кілограм.
Колориметрія – це фізико-хімічний метод, який створений для
кількісного визначення у дослідному об’єкті концентрації речовини. Суть
методу полягає у реакції між собою дослідного об’єкту та обраного реагенту, та
зміни кольору на певний проміжок часу, яка визначає концентрацію
досліджуваного забрудника. Найбільш поширений реагент для виконання
дослідів колориметричним методом ‒ 1,1%-й розчин дифеніламіну в
концентрованій сульфатній кислоті. Головним показником реакції та наявності
нітратів у досліджуваній харчовій продукції є зміна забарвлення, його
інтенсивність та час, протягом якого колі речовини залишається стійким.
Спектрофотометрія ‒ метод аналізу вмісту нітратів, який базується на
вимірі спектрів поглинання оптичною областю електромагнітного
випромінювання. При спектрофотометричному аналізі одним із найбільш
важливих процесів є повне очищення отриманого екстракту від домішок, що
заважають визначенню концентрації нітратів у харчовій сировині, і як наслідок
отримання прозорого фільтрату. Для очищення екстракту використовують такі
реактиви, як сульфат цинку, залізистосинеродистий калій і тетраборат натрію в
32
різних співвідношеннях залежно від виду досліджуваного продукту. Іноді до
розчину рекомендують додавати також ацетат цинку і гідроксид натрію.
Основна задача методу полягає у залежності між собою потужності
випромінювання і реакцією приймача, після чого можна будувати графік
залежності.
Експрес методи визначення кількості нітратів у продуктах харчування
найбільш доступні для звичайного споживача, і поділяються на два типи: тест-
смужки та нітратоміри. Перші працюють як лакмусовий папір, а саме
потребують або краплю соку досліджуваної сировини, або прикладання до
смужки шматочку дослідного об’єкту. По інструкції до подібних тестерів, тип
реакції можна буди оцінити менш ніж через пів хвилини за допомогою
кольорової шкали на упаковці чи у додатку до смужок. Проте метод цей
найбільш не вигідний з фінансової та практичної точки зору, так як для
кожного нового об’єкту виміру потрібен буде новий тестер.
Нітратоміри є найбільш доступним звичайному споживачу методом
визначення нітратів у продуктах харчування, без звернення до лабораторій та
довгого очікування. Велика різноманітність тестерів дозволяє вимірювати вміст
нітратних сполук не лише у овочевій та фруктовій сировині, а також у м’ясних
та рибних виробах. Для проведення аналізу щуп нітратоміру потрібно занурити
до досліджуваного об’єкту (бажано у стебло чи основу, якщо це овоч), а після
на екрані приладу обрати тип та назву продукту. ГДК нітратів для певних типів
харчової сировини показано одразу при натиску на іконку продукту, а також
воно зіставляє з отриманими даними після вимірювання, показуючи відхилення
чи належність до безпечного значення.
2.3 Результати досліджень обраних зразків продукції
Для досліду на вміст нітратів у харчовій продукції було обрано зразки
овочевих культур, а також м’ясні та рибні вироби. Такий вибір пояснюється
широкою вживаністю та присутністю даних зразків харчових продуктів у
33
раціоні людини. Один із представників досліджуваної сировини, а саме редька,
є сезонним представником харчової продукції, яка також слугує прикладом
одного із найбільш сорбуючих у собі нітратні сполуки овочів. Також редьку у
більшості випадків використовують у сирому вигляді, у салатах або чистому
вигляді, що може нести у собі високу небезпеку щодо гострого отруєння.
Для тестування усіх зразків продуктів харчування, через доступність та
точність виміру було обрано напівкількісний метод колориметрії та експрес
метод. Для останнього використовувався нітратомір GreentestECO (0808), який
зображено на рисунку 2.3.
Рисунок 2.3 – Нітратомір для дослідження харчових продуктів експрес
методом
2.3.1 Результати отримані методом колориметрії
При виконанні експериментальної частини напівкількісним методом
колориметрії використовувались дві групи овочів та 1,1%-й розчин
дифеніламіну в концентрованій сульфатній кислоті як реагент. Подрібнюючи
зразок досліджуваної овочевої продукції у ступці для отримання з тих соку,
після його фільтрації та нанесення на предметне скельце додавалась крапля
34
реагенту. Отримані результати порівнювались з даними із таблиці реакцій ДФА
на нітрати за В. Церлінгом (1965 року) по інтенсивності забарвлення та
швидкості прояву.
Аналізуючи отримані дані, представлені харчові продукти можна розділи
на три умовні групи:
Продукти, що не перевищуючі ГДК ( цибуля та картопля обох
зразків, морква з супермаркету);
Продукти, концентрація нітратів в яких незначною мірою
відрізняється від норми (морква зі стихійного ринку, кабачки обох
зразків);
Продукти, зі значним перевищенням норм ГДК (редька та буряк
обох зразків).
Перша категорія, а саме ріпчаста цибуля, картопля та морква із
супермаркету не перевищують допустимих концентрацій. Досліджуваний
зразок соку овочів, після взаємодії із розчином дифеніламіну, показував слабку
реакцію, а саме прояв ледь помітного синього забарвлення, яке швидко
зникало. Це свідчить про концентрацію у межах від 250 мг/кг і нижче, що є
показником чистоти продукції.
Друга категорія продуктів, а саме морква зі стихійного ринку та кабачки
обох видів показали хоч і незначне, але відхилення від норм концентрацій
нітратів. Реакції із соком цих зразків овочів супроводжувались появою синього
забарвлення, яке проявлялось відразу, але не трималось довго. Це свідчить про
приблизні концентрації у районі від 400 до 2000 мг/кг. Найяскравішу реакцію
було отримано зі зразка кабачку з супермаркету, що видно на рисунку 2.4.
Рисунок 2.4 – Результат виміру концентрації кабачку (супермаркет)
35
Зразки третьої категорії показали найгірший результат з поміж усіх
досліджених зразків. Реакція дифеніламіну із соками редьки та буряка обох
груп характеризувались появою інтенсивного, майже чорного та стійкого
забарвлення, яке довго зберігалось на предметному скельці. Це свідчить про
величезну концентрацію нітратів у харчовій сировині, яка перевищу рівні понад
як 3000 мг/кг. Результати реакцій продемонстровано на рисунку 2.5.
Рисунок 2.5 – Найбільш забруднені зразки продукції, де А – редька із
супермаркету, Б – редька зі стихійного ринку, В – буряк із супермаркету, Г –
буряк зі стихійного ринку.
Якщо поглиблюватись у причини перевищення вмісту нітратів у
продуктах третьої групи, можна зробити припущення, що технологічний
процес обробки ґрунтових покривів перед посадкою був порушений, а
перевищення вмісту азотних добрив могло викликати їх велике накопичення у
редьці та буряці. Також не виключений варіант, у якому додатковим джерелом
забруднення можна розглядати наземні чи підземні води, які також були
забруднені у ході сільсько-господарського процесу підготовки полів перед
посадкою різного типу харчових культур.
36
2.3.2 Результати отримані за допомогою експрес методу
Для тестування зразків рослинної продукції на вміст у тих нітратів та їх
сполук було обрано нітратомір GreentestECO (0808). При тестуванні продукції
отриманий результат заміру порівнюється з нормою, яка виводиться на екран
приладу перед початком досліду. Тому, для більш точних даних, після
тестування овочевої продукції методом колориметрії, ті ж самі зразки було
проаналізовано за допомогою нітратоміра.
За даними проведених вимірювань, результати тестування продуктів
колориметричним методом у більшості своїй підтвердились. Винятком став
лише зразок картоплі зі стихійного ринку, з невеликим перевищенням ГДК на
80 мг/кг. Проте отримані результати, подібно попередньому досліду, можна
поділити на дві групи. Перша – продукти із нормальною концентрацію чи із
незначним перевищенням норм ГДК, та небезпечні зразки (редька та буряк),
перевищення нітратів у котрих є небезпечним для здоров’я людини.
Результати вимірів представників першої групи показано на рисунку 2.6.
600
500
400
300
200
100
0
Кабачок Морква Цибуля Картопля
ріпчаста
Супермаркет Стихійний ринок ГДК
Рисунок 2.6 – Результати виміру продуктів першої групи
37
До другої групи потрапляють зразки рослинної харчової продукції, вміст
нітратів у яких значно перевищує норми ГДК та є небезпечними для вживання
людиною. Такими стали зразки редьки та буряку як із супермаркету, так і зі
стихійного ринку. І якщо результат виміру концентрації нітратів у редьці з
перевищенням більш ніж вдвічі був очікуваним через належність зразку до
ранніх овочів, які доволі часто мають значні перевищення вмісту нітратів, то
результати досліду буряку стали досить несподіваними. Найвища концентрація
саме у цьому зразку харчової продукції демонструє собою небезпеку будь-
якого споживача натрапити на подібну овочеву продукцію та, можливо,
внаслідок вживання відчути на собі наслідки гострого нітратного отруєння.
Результату вимірів представників другої групи показано на рисунку 2.7.
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Редька Буряк
Супермаркет Стихійний ринок ГДК
Рисунок 2.7 – Результати виміру продуктів другої групи
Зменшити ризик для споживання подібних харчових продуктів у
домашніх умовах можливо лише за допомоги термічної обробки. Проте при
такій високій концентрації нітратів не має сто відсоткової вірогідності, що
навіть після довгого варіння овоч буде придатним для вживання.
38
2.4 Дослідження м’ясної та рибної продукції
Для тестування експрес методом за допомогою нітратоміра GreentestECO
(0808) були обрані різноманітні види харчової продукції. Вибір їх був
оснований як на різноманітності виробництва, так і частій вживаності саме цих
видів представленої сировини. Були обрані: м’ясо свинини, курятини, індички,
ковбасні вироби, м’ясо оселедця, коропа та червоної риби. Проте, перед
тестуванням продукції, було розглянуто рецептуру створення деяких м’ясних
та рибних виробів, та проаналізовано вміст у них харчових добавок.
Найбільш поширеним видом добавок до харчових продуктів, які мають у
своєму складі м’ясо чи рибу, є консерванти. Головним механізмом роботи
хімічних консервантів у продуктах харчування є затримання або запобігання
змін у сировині, а саме те, яке спричиняють мікроорганізми (бактеріальне
забруднення, забруднення пліснявою чи дріжджами). Завдяки консервантам
виробник м’ясних продуктів має змогу регулювати склад мікрофлори в
сировині та перебіг мікробіологічних процесів.
Найчастіше при виробленні м’ясної та рибної продукції використовують
такі консерванти:
нітрати та нітрити (не захищає від розвинення у продуктах
харчування дріжджів та пліснявих грибів);
сорбінову кислоту (ефективна від всіх типів забруднення
мікроорганізмами);
гідроксибензонати (в окремих випадках);
При виготовленні саме м’ясної продукції, також в окремих випадках,
використовують діоксини сірки, тоді як при створені продуктів харчуванням,
які містять у собі рибу – гексаметилентетрмін, оцтову та бензойну кислоти.
Основний інтерес при вивчені нітратів у м’ясній та рибній продукції
становить добавка нітриту натрію, вона ж сіль азотної кислоти та добавка під
номером Е250. Собою нітрит натрію представляє білий або жовтуватий
порошок, утворений кристалами, які дуже добре розчинні у воді. Головною
39
метою додавання Е250 до продуктів харчування – кольорофіксуюча та
консервуюча функції. Також сіль азотної кислоти допомагає формувати
особливі запах та смак для сировини із м’яса. Для кожного виду м’ясної
продукції потрібна кількість використовуваного NaNO2 різна. Так, наприклад,
на сто кілограм сирої свинини потрібно 5-6 грам, на таку ж кількість курячого
м’яса – 3-4 грами, для яловичини – 7,5 грам.
Вживання нітриту натрію може стати причиною як зниження тонусу
м’язів, так і різкого зниження тиску. При лабораторних дослідженнях було
виявлено утворення канцерогену N-нітрозаміни при реакції нітриту натрію з
амінокислотами при їх нагріванні. А це у свою чергу свідчить про потенційну
можливість утворення ракових змін при вживанні продуктів з цією добавкою,
які пройшли термічну обробку.
За результатами досліду, ні в одному із обраних зразків м’ясної та рибної
продукції не було виявлено перевищення норм ГДК. Це може свідчити або про
належне нормування технологічного процесу при створенні та обробці
досліджуваних виробів, або ж про потребу в більш складному та детальному
тестуванні зразків подібної харчової сировини.
2.5 Перелік рекомендацій щодо знешкодження нітратів у продуктах
харчування
Перед тим, як розглядати методи знешкодження нітратів в продуктах
харчування, потрібно детальніше ознайомитися, яку саме небезпеку ті несуть у
собі для здоров’я та стану організму людини.
Потрапляючи до організму людини найчастіше з овочами під час
прийомів їжі, нітрати, перетравлюючись під впливом мікроорганізмів кишково-
шлункового тракту, перетворюються у іншого роду сполуки, а саме нітрити.
Найбільша небезпека подібного у тому, що під дією нітритів залізо у крові
людини окислюється, що спричиняє перехід до Fe(Ⅳ), що і викликає гіпоксію
(кисневе голодування). Утворення метгемоглобіну не дозволяє достатній
40
кількості кисню надходити до систем організму, що стає більш очевидно у
період с години до півтори. У цей період часу частими симптомами отруєння є
нудота, біль у тілі, блювота, підвищене слиновиділення, якщо ж дивитись на
клінічні ознаки, то серед них виділяють ціаноз слизових оболонок, обличчя,
нігтів та губ. Проте якщо отруєння було важким, то після вживання в період
чотирьох-шести годин з’являться такі симптоми, як пронос, пожовтіння склер,
запаморочення та слабкість. У крайніх випадках також були зафіксовані і
судоми з втратою свідомості і навіть подальшою комою.
Найбільшу небезпеку нітратні отруєння несуть для дітей, так як
концентрація метгемоглобіну у крові понад 10% уже тягнуть по собі тяжкі
наслідки. Якщо ж концентрація перевищувала 50%, більшість з таких випадків
закінчувались смертю через гіпоксію центральної нервової системи. Як
правило, подібні отруєння найчастіше фіксують через перевищення вмісту
нітратів у воді, а саме при приготуванні дитячих сумішей чи ради втамування
спраги. Подібні випадки найбільш поширені у сільській місцевості центральної
та північної України, та переважно виникають через забруднення води аміаком.
Це відбувається через потрапляння до джерел води продуктів гниття, в яких
присутня азотиста та азотна кислота, які і є забрудниками.
Щоб убезпечити себе від негативного впливу нітратів у воді, слід
ретельно перевіряти звідки взята вода, та по можливості уникати відкритих
джерел або ж колодязів. Нажаль, кип’ятіння забрудненої нітратами води лише
збільшує її токсичність приблизно удвічі, а іноді й більше.
Щодо рослинної харчової продукції та її вживання, коли неможливо
перевірити вміст нітратів у тих, можна скласти такий список рекомендацій:
1. Не вживати овочів, на яких з’явилась цвіль або гниль;
2. По можливості не вживати ранніх овочів, які не пройшли
лабораторних досліджень на вміст нітратів;
3. Такі культури, як салати та капусту потрібно ретельно вимочувати
у воді приблизно півтори години, змінюючи воду з періодичністю у
41
тридцять хвилин, а після ретельно промити під проточною водою.
Стебло, по можливості, у їжу не вживати;
4. Ретельна очистка овочів від хвостиків, залишків стебла та від
шкірки також може допомогти;
5. При варці овочів первинний бульйон потрібно зливати гарячим, а
також після можна використати і метод жарки. Проте обидва
процеси варто проводити без накриття кришкою;
6. Засолення та консервування овочів має подібний до варіння ефект,
коли більша частина нітратів переходить до розсолу;
7. Більш профілактичними методами можна назвати прийом
аскорбінової кислоти або продуктів із великою кількістю вітаміну С
(смородина, вишні, сливи, виноград), а також пиття великої
кількості зеленого чаю.
Найкращим рішенням задля забезпечення власної безпеки харчування, а
також своїх близьких від неприємних наслідків нітратних отруєнь, буде купівля
лише перевіреної харчової продукції. Частіше це стосується магазинів, які
мають дозвільні документи та акти про відповідність товарів харчовим та
санітарним нормам. Проте не варто нехтувати й елементарними правилами
власної безпеки, а саме термічною та механічною обробкою рослинних
продуктів харчування.
42
ВИСНОВОК
Надходження забруднюючих речовин у продукти харчування
відбувається головним чином через рослинну продукцію, а також залишкові
речовини можуть потрапляти до м’ясної, рибної та молочної продукції, та у
певних кількостях перебувати у воді.
Для детальнішого розгляду можливого вмісту забруднюючих речовин у
продуктах харчування було обрано дослідження нітратів. Подібний вибір був
обумовлений і через найбільш доступні та різноманітні методи перевірки як у
лабораторних умовах, так і експрес методами, а також через широке
розповсюдження нітратів у рослинній продукції. Високі концентрації нітратів у
тих обумовлено, в першу чергу, частіш безконтрольним чи недоцільним
використанням азотних добрив при вирощуванні сільськогосподарських
культур. Під час внесення тих до ґрунтових покривів, більша частина нітратів
переходить до стебла та коренів рослин, абсорбуючи тим самим у собі велику
кількість потенційно небезпечних сполук.
На прикладі дослідження нітратомісних сполук у продуктах харчування
різних видів було встановлено перевищення допустимих концентрацій у
половині зразків рослинної продукції. Обидва дослідні зразки редьки та буряка
мали значне перевищення норм встановлених ГДК. А саме для редьки – у 2,13
рази більше допустимого вмісту (3200 при нормі у 1500 мг/кг). Буряк у свою
чергу показав продемонстрував перевищення у більш ніш 7,1 рази (9999 при
нормі у 1400 мг/кг). Обидва продукти харчування, зважаючи на вміст нітратів у
них, не придатні для споживання, та несуть у собі велику небезпеку гострого
нітратного отруєння для споживача.
Як висновок, важливість екологічного моніторингу якості та безпеки
харчових продуктів є надзвичайно важливим державним питанням. Для
поліпшення ситуації щодо зменшення надходження до харчової продукції
забруднюючих речовин та реалізації небезпечних продуктів, варто
зосередитись на більш детальному дослідженні проблеми забрудників у
43
продуктах. Доцільним кроком у цьому питані буде не лише посилення
контролю та перегляд регламентів щодо частоти перевірок уже готової
продукції, а й зміна технологій вирощування, обробки ґрунту перед посадками
як добривами так і пестицидами, забезпечення безпечності кормів для худоби
та контроль за якістю показників води.
44
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Закон України «Про основні принципи та вимоги до безпечності та якості
харчових продуктів»: прийнятий 21 жовтня 2021 року № 1822-IX ВР //
Відом. Верхов. Ради (ВВР). – 1998 ‒ № 19 ‒ ст. 98. (дата звернення:
04.05.2022)
2. Наказ Міністерства Охорони Здоров’я України «Про затвердження
Державних гігієнічних правил і норм "Регламент максимальних рівнів
окремих забруднюючих речовин у харчових продуктах"»: прийнятий 22
травня 2020 року № 1238. (дата звернення: 08.05.2022)
3. Запольський А. Основи екології / Запольський А., Салюк А. І. // За
редактурою Ситник М.К. – 2001. – С. 254-259. (дата звернення:
14.04.2022)
4. Донченко Л.В. Безпека продуктів харчування – 2001. – С. 657. (дата
звернення: 13.04.2022)
5. Домарецький В. Екологія харчових продуктів – К.: „Урожай" – 1993. – С.
546. (дата звернення: 22.03.2022)
6. Закон України «Про затвердження Допустимих рівнів вмісту
радіонуклідів Cs-137 і Sr-90 у продуктах харчування та питній воді (ДР-
97)»: від 19 серпня 1997 року №225. (дата звернення: 20.04.2022)
7. Закон України «Про якість та безпеку харчових продуктів і продовольчої
сировини»: від 13 вересня 2001 року №2681-III. (дата звернення:
11.04.2022)
8. Дубініна А. Токсичні речовини у харчових продуктах та методи їх
визначення / Дубініна А.А., Малюк Л.П., Селютіна Г.А. – К.: Професіонал
– 2007. – С. 387. (дата звернення: 17.04.2022)
9. Воронов С. Токсикологія продуктів харчування: підручник / Воронов
С.А., Стецишин Ю.Б., Панченко Ю.В., Когут А.М. – Львів: Видавництво
Львівської політехніки – 2014. – С. 556. (дата звернення: 02.05.2022)
45
10. Пономарьов П., Сирохман І.В. Безпека харчових продуктів та
продовольчої сировини. Навчальний посібник. К.: Лібра, 1999. – С. 272.
(дата звернення: 13.03.2022)
11. Павлоцька Л. Основи фізіології, гігієни харчування та проблеми безпеки
харчових продуктів / Л. Ф. Павлоцька – Суми : Університетська книга,
2007. – С. 440. (дата звернення: 23.03.2022)
12. Димань Т. Безпека продовольчої сировини і харчових продуктів / Т. М.
Димань, Т. Г. Мазур. – К. : Академія, 2011. – С. 520. (дата звернення:
16.04.2022)
13. Дуденко Н. Основи фізіології харчування / Павлоцька Л. Ф., Горбань В.
Г., Цибань Л. С – Харків – 2017 – С. 216. (дата звернення: 18.04.2022)
14. Сердюк A. Еколого-гігієнічні проблеми харчування – Журнал Академії
медичних наук України. – 2002. – С. 677-684. (дата звернення: 08.03.2022)
15. Кондратенко О. Визнвчення ризику для здоров’я людини внаслідок
забруднення харчових продуктів та питної води N-нітрозамінами /
Кондратенко О. С., Литвиченко О. М., – Екологічна безпека: проблеми і
шляхи вирішення – 2006. – С. 226-234. (дата звернення: 03.04.2022)
16. Ломницька Я. Хімічний склад продуктів харчування та їх аналіз /
Василечко В.О., – 2017. – С. 51. (дата звернення: 11.03.2022)
46
ДОДАТКИ
47
ДОДАТОК А
Апробація роботи
А.А. Бакуменко, Ящук Л.Б. Екологічна безпека продуктів харчування та
питання нормування вмісту небезпечних речовин вс ировині. // Збірник тез
доповідей студентської науково-практичної конференції ЧДТУ : 19–22 квітня
2022 р. [Електронний ресурс] / [упоряд. : Батраченко О. В., Бєляєва С. С.,
Захарова О. В. та ін.] ; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т.
– Черкаси : ЧДТУ, 2022. – с. 35