Вплив кулінарної i технологічної обробки та строків зберігання на утворення та руйнування нітрозамінів у харчових продуктах.

Нітрозаміни (НА) i їх попередники надходять у ґрунт з азотними мінеральними добривами, отрутохімікатами, стічними водами. У ґрунтах деяких регіонів сумарний вміст азотистих основ досягає 250 мг/кг. Це нітрати i нітрити, первинні, вторинні й третинні аміни, а також гетероциклічні основи (диметил, діетил, діізопропіл, дипропілдіізобутил, дибутиламіни, піперидин та ін.).

Вміст канцерогенних вуглеводів у ґрунті значною мірою залежить від регіону та виду ґрунту. Так, у непромислових районах вміст бензапірену звичайно становить 2-6 мкг/кг; у перегної – 30-130 мкг/кг, у лісових ґрунтах – 0,4-4 мкг/кг, у грунті садових ділянок – до 800 мкг/кг. У районах з інтенсивним рухом транспорту вміст цього канцерогену досягає 3000 мкг/кг, на залізничному полотні – 300-2000 мкг/кг, а на території нафтопереробних заводів – до 200 000 мкг/кг.

У результаті досліджень було встановлено, що у ґрунті відбуваються досить складні процеси утворення НА з попередників канцерогенних речовин, деградації НА під впливом світла, температури, мікрофлори та інших факторів. Відбувається інтенсивне випаровування нітрозосполук у атмосферу. Встановлена залежність між забрудненням повітря азотовмісними речовинами (в основному оксидами азоту) та вмістом у ньому НА.

У природних водах виявлені нітрати, які можуть відновлюватись до нітритів, що зумовлює потенційну можливість утворення нітрозамінів.

Зберігання харчових продуктів у несприятливих умовах призводить до збільшення у них нітрозамів (НА). Це стосується насамперед м’ясних продуктів та продуктів рослинного походження. Значно уповільнюється утворення НА при зберіганні продуктів при низькій температурі.

У цілому в натуральних харчових продуктах НА або відсутні, або містяться у незначній концентрації. Але при кулінарній i технологічній обробці вміст НА у сільськогосподарських продуктах значно збільшується. Утворення НА у харчових продуктах з попередників характерне для тих видів продуктів, у яких міститься значна кількість амінів, нітратів і нітритів, а умови технологічної обробки та зберігання сприяють процесам нітрозування.

Особливо високі концентрації амінів виявлені у смаженій, копченій рибі та рибі, яка зберігається тривалий час (до 740 мг/кг). Значну кількість аліфатичних та гетероциклічних амінів знайдено у хлібі, сирі м’ясних продуктах. Близько 40 різних амінів (серед яких переважає диметиламін) знайдені у зернових i бобових культурах, фруктах, тютюнових виробах, хмелі, солоді, рибі та сирах. Отже, за одне приймання їжі кількість амінів, які надходять в організм, може перевищувати 10 мг.

Канцерогенні вуглеводні сильної дії (бензапірен та ін.) потрапляють в організм людини з такими харчовими продуктами, як хліб, овочі, фрукти, маргарин, олія, смажена кава, копченості, м’ясні продукти, смажені на відкритому вогні. Ступінь забруднення продуктів канцерогенними речовинами залежить від їх наявності в навколишньому середовищі. На сьогодні основними причинами забруднення нітрозамінами м’ясних продуктів можуть бути: потрапляння канцерогенів у продукти iз зовні, використання харчових добавок (нітритів та ін., термічна кулінарна обробка, потрапляння НА з тари i упаковки.

Відомо, що аміни та інші попередники НА – це природні складові частини м’яса. У процесі виробництва різних м’ясних продуктів традиційно для надання їм приємного кольору i смаку використовують нітрит натрію
(20 мг/кг продукту). За певних умов нітрити реагують з амінами і утворюють канцерогенні речовини НА. Нітрит натрію, як сіль слабкої кислоти, гідролізується з утворенням окису азоту. Вступаючи в реакцію з пігментами м’яса, окиси азоту утворюють нітрозоміоглобін (яскраво-червоний пігмент).

Використання нітратів та нітритів у виробництві копченостей i ковбас створює складну гігієнічну та фізіологічну проблему. Складність її в тому, що, з одного боку, ці речовини позитивно впливають на смак, аромат та стійкість м’ясних продуктів при зберіганні, а з другого – вони можуть бути i попередниками канцерогенних речовин – нітрозамінів. До того ж, нітрити негативно впливають на розвиток i функції серцево-судинної та лімфатичної систем, селезінки людини. Крім того, при кулінарній обробці та зберіганні у м’ясних продуктах зростає вміст метаболітів білків – амідів, первинних, вторинних і третинних амінів; а також амінокислот і пептидів. Далі відбувається нітрозування цих речовин. Із підвищенням температури константа нітрозування зростає.

Нітрозопохідні амінокислоти i пептиди не є канцерогенними сполуками. Проте при термічній обробці харчових продуктів, які містять ці сполуки, у процесі декарбоксилювання амінокислоти i пептиди здатні генерувати канцерогенні нітрозаміни. В утворенні НА певне значення мають такі добавки, як перець, цибуля, часник i т.п. При додаванні їх до нітритної суміші у харчових продуктах підвищується рівень НА.

Присутні у м’ясних продуктах денітрифікуючі бактерії також активно каталізують процеси нітрозування під час засолу i зберігання переважно при рН 5...6. Порівняно благополучні стосовно вмісту НА свіже м’ясо i м’ясні консерви. Але головні причини підвищення вмісту НА у ковбасних виробах слід шукати в тому, який вид технологічної обробки (смаження, коптіння i т.п.) прийнято i які порушення технологічного режиму допускались при цьому (тривалість обробки, температура, поверхня продукту, кількість оксидів у коптильному димі).

У результаті досліджень встановлено, що сумарний вміст НА у варено-копчених ковбасах, які зберігаються протягом 2 місяців, підвищився на 75 % порівняно з початковим. Але, з другого боку, зберігання варено-копчених, сирокопчених і напівкопчених ковбас при температурі нижче 5°С протягом 4 місяців зумовлювало зниження НА, що пояснюється виділенням летких канцерогенних речовин за цей період.

Певну роль в утворенні та нагромадженні НА відіграють склад сировини та умови їїпереробки. Встановлено кореляцію як між кількістю білка i НА, так і вмістом ліпідів у м’ясі та НА. Роль нітритів як потенційного джерела НА у продуктах безумовна.

Враховуючи велику кількість даних, одержаних за різних умов і при різному складі сировини, можна зробити висновок, що нагромадження нітрозамінів у готових м’ясних продуктах зумовлює в основному технологічна обробка. Найбільше значення при цьому має додавання до м’яса нітриту натрію і різних спецій, а також обробка коптильним димом (залежно від його хімічного складу).

Така обробка прискорює ряд процесів, у тому числі й реакції нітрозування. Встановлено, що копчені продукти містять більшу кількість НА, ніж продукти, які не оброблялись коптильним димом.

При традиційному методі коптіння, залежно від тривалості, температури та інших параметрів з димом у рибу, ковбаси i м’ясо потрапляє у середньому 0,5...10 мкг на 1 кг продукту бенз-а-пірену та інших поліциклічних сполук. У заздалегідь приготовлених сумішах прянощів i спецій (перець, цибуля, часник, тмин та ін.), які містять нітрати i нітрити, у процесі зберігання утворюються НА, що небезпечно для наступного використання. Консервування м’ясних продуктів з попередньо засоленого м’яса, що містить нітрати або нітрити, також сприяє утворенню НА. Це пояснюється тим, що у процесі виготовлення і зберігання консервів відбуваються реакції відновлення нітратів до нітритів та нітрозування амінів й інших сполук, які містять аміногрупу.

Термічна обробка при бланшуванні та консервуванні, обсмажування i стерилізація м’ясних продуктів також сприяють цим реакціям. Особливий інтерес являє собою вплив термічної обробки на утворення i розподіл НА в різних частинах м’ясних продуктів. Установлено, що в пісних частинах пopiвняно невеликі концентрації НА, тим часом як у жирному смаженому шарі та витопленому з нього жирі НА виявили у значній кількості. Це пояснюється їхньою ліпофільністю, а нижчі концентрації в пісних – досить високою летючістю.

При смаженні м’яса (приготуванні шашликів) над розжареним деревним вугіллям забруднення продуктів бенз-а-піреном пропорційне вмісту жиру (0,6-12 мкг/кг). У разi використання соснових шишок або відходів паперу забруднення досягає 140 мкг/кг. Багато канцерогенних вуглеводнів утворюється при піролізі жиру, який крапає на деревне вугілля i потім потряпляє з димом у м’ясо.

Варіння бекону в більшості випадків призводить до деякого підвищення вмicтy НА.

Зниження вмісту нітратів i нітритів, використання високих концентрацій аскорбінової кислоти, контроль технологічних процесів, а також суворе дотримання температурного режиму на окремих стадіях дозволяє досягти значного зниження НA у м’ясних продуктах.

У процесі виготовлення рибних продуктів до утворення нітрозамінів призводять дозрівання, засолювання, коптіння i консервування. В будь-якій рибі міститься значна кількість білків i небілкових азотовміснихречовин, у тому числі амінів, вміст яких підвищується при її зберіганні i псуванні. Слід зазначити, що охолодження риби частково гальмує нагромадження амінів. Зберігання і дефростація (розморожування) її супроводжується автолізом (зміною тканин i розкладом білків під дією протеолітичних ферментів) та бактеріальним розкладом (поглиблене розщеплення білків i продуктів їх первинного розкладу).

При засолюванні і дозріванні риби також відбувається розклад білків та збільшення небілкових азотовмісних речовин, що може сприяти утворенню НА. А в’яління солоної риби, при якому під впливом протеолітичних ферментів розпадаються не лише білки, а й продукти їх первинного розкладу, призводить до нагромадження попередників нітрозамінів. При зберіганні рибних консервів після дозрівання, яке триває декілька місяців, починається старіння, що супроводжується гідролізом білків і жирів, збільшенням кількості небілкових речовин, окисленням і т.п. Ці процеси також призводять до утворення НА.

У разі додавання аскорбінової кислоти утворення НА в рибних продуктах зменшується. Відомо, що коптіння риби поліпшує її смак i подовжує термін зберігання, знижує кількість мікроорганізмів та ін., а також сприяє реакції нітрозування. Для того, щоб позбутися НА в готових рибних продуктах, запропоновано використовувати як теплоносій нагріте в теплообмінниках повітря, яке не перебувало в контакті з димовими газами. Природно, що рибні вироби при цьому не мають такого аромату і смаку, який досягається обробкою димом, але вміст НА значно нижчий. При обстеженні коптильних установок у шести випадках спостерігається значне підвищення вмісту НА після термічної обробки нагрітим повітрям замість диму. Наприклад, вугор морожений до термічної обробки містив НДМА 0,5 мкг/кг, а після неї – 4,2 мкг/кг. Це пояснюється тим, що на деяких рибопереробних підприємствах i в деякі періоди атмосферне повітря надто забруднене нітрозуючими окисами азоту або нітрозамінами. Це завжди призводить до появи НА в рибних продуктах при будь-якій обробці. Доведено доцільність заміни диму при коптінні, з якого риба сорбує близько 10 % оксидів азоту, коптильною рідиною вахтоль. За таких умов можна виготовляти копчену рибу практично без вмісту НА.

У виробництві сирів іноді для пригнічення дії газоутворюючої мікрофлори додають калію нітрат або натрію нітрат. Потрапляти в сир нітрати можуть при використанні кухонної солі та води з нітратами. Але найважливішою технологічною операцією, умови якої сприяють синтезу НА, є дозрівання, в результаті чого відбуваються глибокі хімічні зміни багатьох компонентів сирної маси. Цей процес супроводжується розкладом білків під дією протеолітичних ферментів з утворенням альбумоз, пептонів, поліпептидів, дипептидів і амінокислот. Одночасно в сирі можуть утворюватися і продукти більш глибокого розпаду білків – аміни, аміак, сірководень, кислоти, спирти, альдегіди, кетони та ін. Отже, тривалість процесів дозрівання, наявність у сировині амінів, амінокислот, та інших сполук (а також нітратів, які легко відновлюється до нітритів) створює сприятливі умови для синтезу нітрозамінів.

Можна знизити рівень летких НА в деяких молочних (та інших) продуктах за рахунок тривалого варіння в незакритому посуді або під вакуумом. При цьому відбувається не розклад, а виділення летких НА. Необхідне проведення робіт щодо вдосконалення технології таких важливих молочних продуктів, як кефір, кисле молоко, ряжанка, вершки, сир, сметана, сиркова маса, молочні продукти з добавками та ін., в напрямі зниження в них вмісту НА та їх попередників і використання інгібіторів.

Частота виявлення нітрозамінів у продуктах рослинного походження, які споживають найчастіше, порівняно велика. Так, у процесі сушіння зерна димовими газами з бурого вугілля забруднення бензапіреном у десять разів перевищує його попередній вміст, з мазуту – у 2...3, з дизельного палива – в 1,7, з природного газу – в 1,25 раза. Вміст бензапірену в зерні залежить не тільки від технологічного процесу сушіння, а й від хімічного складу та місця вирощування зернових. У зерні, зібраному в областях, віддалених від промислових підприємств, міститься в середньому 0,73 мкг/кг бензапірену, а у промислових регіонах – 2,2 мкг/кг. Це характерно і для фруктів та овочів.

Цікаво, що N-нітрозосполуки (НС) у не розмолотому зерні не виявлені, а у розмолотому при зберіганні утворюється їх від 0,6 до 11,8 мкг/кг. Уцілому встановлені у зерні рівні НС та їх попередників низькі, а це свідчить про відносну нешкідливість такого зерна для споживання. Забруднення олійних і злакових культур призводить до наявності канцерогенів в олії, хлібобулочних та кондитерських виробах.

Найбільшу кількість НА виявлено у грибах, зокрема в печерицях, вирощених у захищеному ґрунті.