Консультація

Забруднення продуктів харчування пестицидами

Пестициди - хімічні речовини, які використовуються як засоби захисту рослин і тварин від шкідливих організмів і хвороб. В Україні дозволено використовувати близько 300 видів пестицидів. Існують різні підходи до класифікації пестицидів.

За призначенням їх поділяють на гербіциди, які використовують для боротьби з бур'янами, зооциди - з гризунами, інсектициди - з комахами, фунгіциди – з грибковими хворобами, бактерициди – з бактеріальними хворобами, нематоциди – з круглими червами, акарициди – з кліщіами, афіциди – з личинками комах та інші. Багато препаратів має комбіновану дію.

Існує декілька класифікацій пестицидів за токсичністю, тобто ступенем отруйності при потраплянні однакової кількості цих сполук в організм людини. Сильнодіючими ядовитими речовинами вважаються речовини ЛД₅₀ яких менше 50 мг/кг, високотоксичними – 50-200, середньо токсичними – 200-1000 і низько токсичними – більше 1000 мг/кг.

Л.І. Медвідь запропонував класифікацію хімічних речовин за їх кумулятивними властивостями, а також за їхньою токсичністю на 4 класи. Слід зазначити, що існує два типи кумуляції токсикантів в організмі: матеріальна і функціональна. Матеріальна характеризується нагромадженням в організмі речовини, або її метаболітів. Функціональна – супроводжується нагромадженням патологічних ефектів.

З точки зору гігієни харчових продуктів потребують уваги дві основні групи отрутохімікатів: хімічно стійкі сполуки, які тривалий час перебувають у навколишньому середовищі, але не мають високої токсичності та хімічно нестійкі високотоксичні сполуки.

За стійкістю пестициди поділяють на дуже стійкі, розкладання яких у навколишньому середовищі триває більше 2 років, стійкі - 0,5-2 роки, помірно стійкі - 1рік-6 місяців і малостійкі - до 1 місяця.

Порушення гігієнічних норм зберігання, транспортування і застосування пестицидів призводить до їх нагромадження у навколишньому середовищі. Шляхи потрапляння пестицидів в організм людини можуть бути прямі і не прямі (по харчовому ланцюгу). Пестициди мігрують по ланцюгу: повітря – грунт – рослини – тварини – людина. Харчові продукти як кінцева ланка цього ланцюга підлягають суворому санітарно-гігієнічному контролю.

Для попередження отруєння забрудненими пестицидами продуктів встановлюють безпечні терміни забою тварин, або збирання рослин після обробки їх пестицидами. Основний фактор, який впливає на цей термін – стійкість отруйної речовини у зовнішньому середовищі, рослинних і тваринних організмах.

Встановлено допустимі добової дози (ДДД) надходження пестицидів відносно маси тіла людини, а також МДР у навколишньому середовищі і продуктах харчування.

Таблиця

Допустимі добові дози надходження пестицидів в організм людини (у мг/кг маси тіла)

Пестицид	ДДД	Пестицид	ДДД
Діацинон	0,002	Метилпаратіон	0,001
Диметоат	0,002	Трихлорфон	0,005
Мелатіон	0,002	Фенітротіон	0,005
Фоздрин	0,0015	Фозалон	0,006

За хімічною природою найбільш розповсюджені:

• фосфорорганічні.
• хлорорганічні.
• препарати міді, ртуті,сірки, карбам ати, піретроїди та ін.

Хлорорганічні пестициди найбільше використовуються в сільському господарстві, але вони дуже добре акумулюються в організмі і деякі з них дуже стійкі. Найвідоміший із цих сполук інсектицид ДДТ (дихлородифенілтрихлорометилметан). Застосування ДДТ з середини ХХ ст. різко підвищило сільськогосподарське виробництво й дало змогу здійснити «зелену революцію» в країнах Латинської Америки та Південно-Східної Азії.

Однак незабаром з'явилися дані про те, що деякі комахи втратили сприйнятливість до ДДТ, почали гинути деякі види комахоїдних птахів, бджоли, підвищений уміст препарату стали виявляти в тканинах промислових риб, в печінці пінгвінів і навіть у жіночому молоці. З'ясувалося, що ДДТ є хімічно стійкою сполукою з періодом природного напіврозпаду 49 років, він має здатність нагромаджуватися в ґрунті й воді, ланцюгах живлення. Потрапляючи у великих дозах до організму людини, ДДТ нагромаджувався в тканинах і спричиняв захворювання нервової системи, серця, печінки. Отже, ДДТ виявився токсичним довгоіснуючим пестицидом із вираженою кумулятивною дією. Через небезпечність для здоров'я людини цей пестицид було заборонено практично в усіх країнах світу, але навіть тепер уміст його в тканинах людини перевищує ГДК.

Фосфорорганічні пестициди швидко розпадаються під впливом факторів зовнішнього середовища (світла, температури, у кислому середовищі) і руйнуються при тепловій обробці. При дотриманні правил використання отруїтись ними не можливо, тому вони досить широко виробляються і використовуються у сільському господарстві. Більшість фосфорорганічних сполук характеризуються кумулятивним ефектом і тому можуть становити небезпеку для здоров'я людини. Токсичність цих сполук зумовлена тим, що вони пригнічують діяльність ряду ферментів і у крові накопичується ацетилхолін, що призводить до порушення функцій центральної нервової і серцево-судинної системи.

З ртутьорганічних сполук використовуються тільки гранозан, меркуран, якими протравлюють насіння. Вони стійкі, леткі, високотоксичні.

Неорганічні препарати, до складу яких входять Cu, S, Р та інші використовуються для захисту садів, плодових культур. Сполуки, які містять Cu (сульфат міді, мідний купорос, бордоська рідина, купронафт,) широко використовуються для захисту садів, виноградників. Це дуже токсичні препарати, особливо мідний купорос, який при потраплянні в організм викликає отруєння, що характеризується металевим присмаком в роті, нудотою, блюванням, болем в животі, проносом з кров'ю.

Технологічна обробка харчової сировини рослинного і тваринного походження поєднує гідро-механічні, біологічні і фізико-хімічні процеси. Тому дуже складно врахувати вплив усіх факторів на міграцію і деградацію пестицидів.

Математичне моделювання цих процесів у продуктах харчування дає можливість для цілісного аналізу процесів, які відбуваються на певних етапах технологічної переробки і зберігання продукції.

Зниження концентрації залишків пестицидів підчас зберігання харчової сировини, або готової продукції відбувається переважно за рахунок деградації сполук. Суттєво, що кінцеві метаболіти у цьому випадку мають бути менш токсичні і цілком безпечні.

Специфічна локалізація і спосіб зв'язування пестицидних молекул з різними структурними компонентами, які входять до складу харчового продукту, істотно впливають на характер та ступінь їх елімінування у процесі технологічної та кулінарної обробки.

Міграція їх стосується розподілу між фракціями харчового продукту. Нерідко виходить так, що основна кількість пестициду із сировини переходить у харчовий продукт. Характерним прикладом є вища кон­центрація хлорорганічних інсектицидів у маслі та олії порівняно з молоком і насінням, з яких їх виробляють. Жиророзчинні пестициди при центрифугуванні молока концентруються у сметані та маслі, водороз­чинні в основному переходять у знежирене молоко і сколотини.

Крім перерозподілу під час технологічної та кулінарної обробки, кількість деяких пестицидів може бути зменшена шляхом випаровування. При різних способах висушування залежно від леткості даного пестициду досягається різний ступінь очищення харчового продукту. Частка усунених таким способом пестицидів не перевищує 15— 20 % їх початкової концентрації.

Термічна дія має місце майже при всіх видах обробок харчових продуктів, але оскільки температура плавлення, кипіння і розпаду пестицидних речовин значно вища тієї, яка застосовується при тепловій обробці харчових продуктів, то й ефект зниження незначний.

Отже, ефект зниження пестицидів має конкретне і специфічне значення для кожного окремого випадку. Ряд фізико-хімічних процесів, таких як сатурація у виробництві цукру, дистиляція при одержанні спирту і ефірних масел, сприяють повному очищенню кінцевих продуктів від пестицидів.

При обробці рослин пестициди концентруються в місцях стікання їх з листя та в основі стебла, на плодах, біля черешка, в чашечці та шкірці. У зовнішньому листі капусти менше, а у качані їх в 2,5-10 разів більше. У огірках - в шкірці,у верхній лусці цибулі у 3,5-4 рази більше, ніж в середній частині. Зовнішні частини, оболонки фруктів є деякою перепоною для проникнення пестицидів усередину. Будова і склад кутикули такі, що вона забезпечує природний захист внутрішньої частини, м'якоті фруктів і овочів. Затримуючись на поверхні, пестициди ефективніше виконують захисну функцію стосовно до різних захворювань рослин і в той же час вони піддаються інтенсивній дії світла, вологи, кисню повітря, мікроорганізмів — факторів, які прискорюють розпад активних субстанцій. Залишкова кількість пестицидів у оболонці та поверхневих шарах харчових продуктів рослинного походження можуть бути значною мірою усунені під час кулінарної і технологічної переробки. Миття, очищення та інші звичайні види обробки різко знижують рівень пестицидних залишків. При митті яблук їх вміст знижується на 25-80% (залежно від виду), знижується також із часом, у зв'язку з їх розпадом, що залежить від періоду напіврозпаду.

Залишки пестицидів у пшениці та інших зернових культурах мають особливе значення, тому що вони становлять значну частину денного меню людини. Залишки їх у борошні вищого сорту у 20 разів нижчі порівняно із зерном. Проте у першому і другому сортах борошна кількість пестицидів зростає відповідно до збільшення у ньому залишків оболонки зернівки. Температура випікання і процес ферментації хліба незначно впливають на залишок пестицидів. Останні є інгібіторами ферментативного процесу, пригнічують розвиток дріжджів при виробництві хлібобулочних виробів.

При накопиченні пестицидів у рослинній продукції понад норму її переробляють на консерви, крохмаль або застосовують як посівний матеріал, тощо.

Стосовно харчових продуктів тваринного походження, організм тварин є своєрідним фільтром пестицидів. Дія його залежить від виду тварин (головним чином від будови травної системи) і насамперед від властивостей хімічних сполук, з яких складаються пестициди.

Деякі пестициди, наприклад фосфорорганічні та хлорорганічні інсек­тициди й акарициди, потрапляють в організм тварин і через шкіру, а також дихальні шляхи, коли їх застосовують проти мух, комарів та інших паразитуючих комах. Майже всі фосфорорганічні пестициди не­стійкі, тому в організмі тварини швидко розкладаються і як виняток можуть перейти у молоко, м'ясо. Хлорорганічні пестициди, потрап­ляючи в організм тварин, повільно змінюються й кумулюються в жирових запасах, де затримуються протягом місяців і навіть років. Вони практично постійно присутні в організмі і безперервно виділяються з нього з молоком.

На основі дослідження добового харчового раціону зроблено висновки про вміст загаль­ної дози хлорорганічних інсектицидів у добовому раціоні населення. У США і Німеччини це відповідно такі дані: у м'ясі їх міститься — 50 і 32 % від добового надходження в організм людини, у фруктах і овочах — 30 і 16, у молочних жирах — 15 і 45, у хлібі та хлібобулочних виробах — 5 і 7 % відповідно.

Молоко, м'ясо, риба, яйця забруднені пестицидами додають до незабруднених, виготовляють них консерви, кондитерські вироби, тощо, тобто "розсіюють".

Забруднення продуктів харчування важкими металами

Харчові продукти забруднюються токсичними важкими металами через газоподібні, рідкі, тверді викиди та відходи промисловості підприємств, ТЕС, транспорт, комунальні побутові відходи, стічні води, засоби захисту рослин. Ситуація ускладнюється тим, що для важких металів не існує механізмів природного самоочищення, а очисні споруди практично повністю пропускають мінеральні солі.

З продуктами харчування в організм людини надходить близько 70 важких металів (майже всі - мікроелементи). Найтоксичнішими вважають свинець, олово, мідь, нікель, берилій, селен, кадмій, вісмут тощо. Але деякі з цих металів (Zn, Cu, Cr, Co, Sr, Mn - "метали життя"). В деяких країнах (США- Німеччина, Фінляндія) на основі сучасних досліджень дії важких металів, добові норми переглядаються і навіть збільшуються (США Se -10 мг, Україна-0,5 кг), що пояснюється його блокувальною дією на шкідливі та канцерог. свинець.

Коливання концентратів важких металів пояснюється особливості їх будови, екологічного стану, агротехнічних заходів, специфічних особливостей рослин грунту, В дрібних плодах більше свинцю і -менше міді, цинку, миш'яку. В покривних тканинах їх більше ніж в м'якоті. В соці більше свинцю і міді (морква, буряк, кабачок, гарбуз, яблуко). По токсичності приблизно 20 важких металів поділяють на 3 класи:

1 клас (найбільш небезпечні) - СЛ, Pb, Ni, Hg, Co, миш'як.

2 клас ~ Cu, Zn, Mn,

3 клас- інші.

Харчові продукти контролюють на вміст 1 класу + Fe, Cu, Zn, олово.

Проби мінералізують одним із способів:

• суха мінералізація (спалювання)

• мокра (руйнування органічних речовин концентрованими Н2SO4 і HNO3 під час нагрівання. Цей спосіб мінералізації використовується для всіх видів сировини і продуктів, крім вершкового масла та інших жирів. Проби жирів і сирів піддають екстрагуванню. Для отримання екстракту проби кип'ятять з розбавленою НСI або HNO3. Вміст Hg в мінералізованих пробах визначається коломентричним або атомно-абсорбційним способом, вміст Fe і миш'яку - фотоелектроколориметричним, або сцектрофотрметричним, вміст міді - полярографічним і колориметричним, вміст Pb, Cd і Zn — полярографічним, вміст олова колориметричним методами.

Заходи щодо зменшення вмісту важких металів

Перш за все - заходи на державному рівні щодо забруднення біосфери. Належить усунути не наслідки а причини, що їх породжують.

1. Перед миттям - замочувати (знижується на і 0-35 %), але не в плодах.
2. Ретельно мити (знижується приблизно на 3-5 %), бланшувати у воді.
3. Видаляти покривні тканини, не використовувати воду з неперевірених джерел. Пектин, харчові волокна, каротиноїди сприяють виведенню важких металів з організму.

Забруднення харчових продуктів і сировини антибактеріальними речовинами

У харчових продуктах можуть зустрічатися антибіотики різного походження: природні антибіотики, які утворилися в процесі приготування продуктів, антибіотики лікувально-ветеринарних засобів і біостимуляторів, і деякі види, що вживаються для консервування.

Природні компонента з антибіотичного дією містяться у цибулі, хроні, прянощах, ефірових оліях, меді, свіже видоєному молоці, крупах. Вони використовуються в профілактично-лікувальному харчуванні.

При мікробно-ферментативних процесах утворюються різні групи речовин з антибіотичною дією, які застосовуються у ветеринарії (тварини). Але антибіотики стимулюють окремі біохімічні процеси в організмі тварин, що веде до прискореного росту, збільшення продуктивності, тому їх використовують і для стимулювання росту, активізацію захисту і відгодівлі тварин.

Крім безпечності і високої ефективності ці препарати повинні мати такі властивості:

• не резорбціюватись (майже) із шлунково-кишкового тракту.
• не використовуватись у лікувальній ветеринарній практиці.
• проявляти антибактеріальну дію лише на грампозитивну мр.
• не викликати перехресної резистентності мікроорганізмів до антибіотиків, які використовуються для лікування.

У корми дозволяють добавляти препарати-антибіотики: гризін і бацітрацин, які поступають на ферми тільки у складі префіксів, БВ добавок, комбікормів. Не дозволяється - у корм коровам, племінним тваринам і виключене не пізніше ніж за добу до забою.

Близько половини виготовлених антибіотиків використовується у твар. Вони здатні переходити в м'ясо, молоко, яйця та ін. Вони приводять до порушення функціональних властивостей органів людини. Разом з тим відомо: R - плазмідне (позахромосомне) передавання лікар, стійкості в організм людини і твар. R - фактор здатний переносити в бактеріях стійкість в багатьох антибіотиків відразу і забезпечує передачу резистентності від непатогенних до патогенних бактерій. Також - алергії, зміна мікрофлори кишечника приводить до порушення синтезу вітамінів, розвитку патогенних організмів. У молоці антибіотики погіршують виробництво сирів та інших продуктів. При пастерилізуванні розрушується всього 6-28% антибіотиків. Молоко тварин, які лікували антибіотиками забороняють довживания (1-7 діб). Встановлено також строки можливого використання нрод. тварин після останнього застосування антибіотиків, а також гранич. доп. вміст (ТДК) і МДР (комітет ФАО/ВООЗ).

Антибіотик жізін (Е 234) може використовуватись як консервант для виробництва овочевих консервів (зелений горошок, томати; кольорова капуста). За хімічною будовою - поліпептид. Здатність знижувати опір спор термостійких бактерій. Монополіст - англійська фірма МДР 100 мг/кг заливки. Також його можна використовувати при виробництві сирів МДР 12,5 мг/кг. Він руйнується в травному каналі і не впливає на мікрофлору. Антибіотик піморіцин (Е 235) допускається для обробки поверхні сирів МДР 1 кг/дм з проп. не більше 5 мм. Дозволяється також у Росії і Німеччині.

Сульфаніламіди також використовуються для боротьби з інфекційними захворюваннями так, як мають антимікробну дію.

Нітрофурани - використовуються в боротьбі з інфекціями, які стійкі до антибіотиків і сульфаніламідів.