Классификация пищевых продуктов и химических соединений в пищевых продуктах. Основные пути контаминации сырья и готового продукта. Классификация контаминации.

Проблемы пищи и пути их решения.

Население земного шара составляет ~7 млрд человек и ежедневно увеличивается на 250-300 тыс., а каждую неделю в среднем - на миллион. Современный человек потребляет в сутки ~ 800 г пищи и 2 л жидкости. Суточный рацион населения планеты, таким образом, составляет более 4 млн.т пищи. Производство продовольственного сырья отстает и будет отставать от темпов роста населения. Дефицит продуктов питания приближается к 60 млн т. Остро стоит проблема недостаточного потребления населением белков и витаминов.

Значительная роль в покрытии мирового дефицита отводилась интенсификации сельскохозяйственного производства. Доказано, что ликвидировать возрастающий дефицит за счет расширения посевных площадей, увеличения поголовья скота, продуктивности растениеводства и животноводства невозможно. Реален другой подход. Это повышение пищевой ценности продуктов, что связано с использованием урожайных сортов расте­ний с высоким содержанием белка, витаминов, выведением новых пород сельскохозяйственных животных.

Необходимо помнить, что в ходе длительной эволюции в природе вырабатывались определенные типы обмена веществ в живых организмах. Они и обеспечивали незаменимость отдельных компонентов пищевых продуктов и соответствующую ферментативную организацию клеток и тканей организма.

Химическая структура пищи, по-видимому, явилась тем первичным кодом, который и определил типы обмена веществ и биохимию организма. Например, в хлеб для улучшения его качества вводят различные ингредиенты. В Японии пользуется популярностью «зеленый хлеб», который пекут из обычной муки, но при замесе добавляют порошок из зеленых водорослей. Хлеб рекомендуют гипертоникам, страдающим заболеваниями щитовидной железы. В качестве добавки широко используют соевые отруби (~ 12 %). В японской кухне хризантемы являются компонентами многих блюд. Основное меню японцев - это рис, рыба. Введение в рацион цветов, корней и других растений, богатых витаминами и микроэлементами - это восстановление необходимого баланса.

В современной пищевой промышленности находят применение различные приемы улучшения качества пищевых продуктов и совершенствования технологического процесса. Считают, что наиболее экономически выгодным является применение пищевых добавок, в результате чего они получили широкое распространение в большинстве стран.

Один из путей решения продовольственной проблемы - химический синтез пищевых продуктов и их компонентов, в частности производство витаминных препаратов и их премиксов. Биотехнология позволяет решить проблемы белка и витаминов за счет высокой скорости роста микроорганизмов, которая в 1000 раз превышает скорость роста сельскохозяйственных животных, и в 500 раз - растений. Для выращивания микроорганизмов используют разнообразные химические продукты и соединения: природный газ, нефть, крахмал, гидролизаты и т. д.

Качественно иное направление возможного решения проблемы продовольствия - применение генетически модифицированных (ГМ) продуктов.

Использование семян генетически измененных растений значительно повышает урожайность. Существует мнение, что при нынешнем количестве населения планеты только ГМ продукты могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и изменять качество пищи. Противники считают, что при современном уровне агротехники и механизации сельскохозяйственного производства уже существующие сейчас сорта растений и породы животных способны обеспечить население планеты высококачественным продовольствием (проблема же возможного мирового голода вызвана исключительно социально-политическими причинами, а потому и решена может быть не генетиками, а политическими элитами государств).

Разработка ГМ продуктов некоторыми учеными рассматривается как естественное развитие работ по селекции животных и растений. Другие же, напротив, считают генную инженерию отходом от классических принципов селекции, так как ГМ продукты - это не результат постепенного выведения нового сорта (породы) организмов путем естественного размножения, а, фактически искусственно синтезированный в лаборатории новый вид. Вмешательство в естественные природные процессы может пагубно сказаться на потребителях модифицированных продуктов, а также привести к экологическому дисбалансу, нарушению питательной трофической цепи и т. д.

Пища содержит более 600 веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности. Каждое из этих веществ занимает свое место в цепочке биохимических процессов. 96 % получаемых с пищей органических и неорганических веществ обладают определенными лечебными свойствами. Здоровье человека, его состояние зависят от того, в каких количествах содержатся эти вещества в продуктах, потребляемых человеком.

Проблемы окружающей среды, широкое применение в сельском хозяйстве пестицидов, удобрений, гормональных препаратов, антибиотиков, развитие новых технологий, использование новых пищевых добавок, создание генетически модифицированных продуктов, фальсификация пищевых продуктов сделали необходимым включение пищевых продуктов и продовольственного сырья в сферу эколого-аналитического мониторинга. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в промышленности используется более 500 тыс. химических соединений, из них - 40 тыс. вредных и 12 тыс. токсичных. Для многих соединений не установлены предельно допустимые уровни содержания, в том числе и для пищевых продуктов.

В связи с этим актуальной задачей является контроль качества пищевых продуктов, цель которого - защита потребителя от некачественных и опасных продуктов.

Качество пищевых продуктов определяется тремя составляющими:

■ органолептические показатели;

■ качественные показатели - соответствие требованию нормативных документов для конкретного продукта;

■ показатели безопасности.

В последнее десятилетие в нашу страну ввозится ~40 % импортных пищевых продуктов и это ставит ее на грань продовольственной зависимости. Надежная продовольственная безопасность возможна в том случае, когда 75-80 % потребности основных видов пищевых продуктов обеспечивается отечественным производством.

В зависимости от назначения пищевых продуктов подразделяются на 3 группы:

1) продукты массового потребления, выработанные по традиционным технологиям и предназначенные для питания основных групп населения.

2) лечебные (диетические) и лечебно-профилактические продукты, специально созданные для лечебного и профилактического питания. В эту группу входят витаминизированные, низкожировые (снижение жира на 33 %), низкокалорийные продукты (менее 40 ккал/100г), с повышенным содержанием пищевых волокон, уменьшенным количеством сахара, холестерина.

3) продукты детского питания, специально созданные для питания здоровых и больных детей до трехлетнего возраста.

С учетом общих характерных признаков и особенностей использования все пищевые продукты (ПП) объединены в однородные группы продуктов:

■ молоко и молочные продукты;

■ мясо и мясные продукты;

■ рыба, рыбные продукты и морепродукты;

■ яйца и яйцепродукты;

■ пищевые жиры;

■ крупы и макаронные изделия;

■ мука, хлеб и хлебобулочные изделия, отруби;

■ овощи, плоды (фрукты, ягоды, орехи) и грибы свежие и переработанные;

■ сахар и его заменители, мед, кондитерские изделия;

■ консервы и концентраты;

■ вкусовые продукты (чай, кофе, пряности, приправы, пищевые кислоты);

■ минеральные воды.

ПП представляют собой сложные многокомпонентные системы, состоящие из сотен химических соединений. Эти соединения условно классифицируют следующим образом:

1.Соединения, имеющие алиментарное значение. Это необходимые организму нутриенты: белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества.

2.Вещества, участвующие в формировании вкуса, аромата, цвета, предшественники и продукты распада основных нутриентов, другие биологически активные вещества. Они условно носят неалиментарный характер. К этой группе относят природные соединения, которые обладают антиалементарными токсичными свойствами, например соланин в картофеле, фазин в фасоли, или препятствуют обмену нутриентов, например антивитамины.

3.Чужеродные, потенциально опасные соединения антропогенного или природного происхождения. Их называют контаминантами, ксенобиотиками или чужеродными химическими веществами. Эти вещества могут быть как органической, так и неорганической природы, в том числе и микробиологиче­ского происхождения.

ОСНОВНЫЕ ПУТИ КОНТАМИНАЦИИ СЫРЬЯ И ГОТОВОГО ПРОДУКТА. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНТАМИНАЦИИ

Использование неразрешенных красителей, консервантов, антиокислителей или их применение в повышенных дозах.

1. Применение новых нетрадиционных технологий продуктов питания или отдельных веществ, в том числе полученных путем химического и микробиологического синтеза.

2. Загрязнение сельскохозяйственных структур и продуктов животноводства пестицидами, используемыми для борьбы с вредителями растений и в ветеринарной практике для профилактики заболеваний животных (используют около 600 препаратов на основе 300 действующих веществ).

3. Нарушение гигиенических правил использования в растениеводстве удобрений, оросительных вод, различных отходов промышленности, коммунальных, сточных и других вод, осадков очистительных сооружений.

4. Использование в животноводстве и птицеводстве неразрешенных кормовых добавок, консервантов, стимуляторов роста.

5. Миграция в продукты питания токсичных веществ из пищевого оборудования, посуды, инвентаря, тары, упаковок вследствие использования неразрешенных полимерных, резиновых и металлических материалов.

6. Образование в пищевых продуктах эндогенных, токсичных соединений в процессе теплового воздействия, кипячения и других способов технологической обработки.

7. Несоблюдение санитарных требований в технологии производства и хранения пищевых продуктов, что приводит к образованию бактериальных токсинов (микотоксинов, батуло- токсинов и др.).

8. Поступление в продукты питания токсичных веществ, в том числе радионуклидов из окружающей среды, атмосферного воздуха, почвы, водоемов.

С точки зрения токсичности и распространенности наибольшую опасность имеют следующие контаминанты.

Токсины микроорганизмов - наиболее опасные природные загрязнители, распространены в растительном сырье, например в импортном арахисе обнаруживаются афлотоксины до 26 % от объема исследуемого продукта, кукурузе - 2,8 %, ячмене - до 6 %. Патулин выявляется в продуктах переработки фруктов - соке, джеме, пюре, что связано с нарушением техно­логий и использованием нестандартного сырья.

Токсичные элементы (тяжелые металлы), основные источники загрязнения - угольная, металлургическая, химическая промышленность и т. д.

Антибиотики, их остаточные количества обнаруживаются в 15-25 % продукции животноводства и птицеводства. Проблема усугубляется тем, что методы контроля и нормативы разработаны только для нескольких из множества применяемых антибиотиков.

Пестициды могут накапливаться в продовольственном сырье и пищевых продуктах вследствие бесконтрольного использо­вания средств защиты растений.

Нитраты, нитриты, нитрозоамины. Проблема связана с нерациональным использованием удобрений, что приводит к накоплению контаминантов, усилению процесса нитрозирования и образованию высокотоксичных соединений - нитрозоаминов. В настоящее время нитрозоамины встречаются практически во всех мясных, рыбных и других продуктах, при этом до 36 % мясных и 51 % рыбных продуктов содержат их в концентрациях, превышающих гигиенические нормативы.

Диоксины и диоксиноподобные соединения, среди которых особо опасными являются хлорорганические - их источником служат хлорные производства.

Полициклические ароматические углеводороды, образуются в результате природных и техногенных процессов.

Радионуклиды - природные и искусственные источники.

Пищевые добавки - подсластители, ароматизаторы, красители, антиоксиданты, стабилизаторы.

Некоторые группы токсичных соединений, подлежащие контролю в отдельных ПП и ПС, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Загрязнители, подлежащие контролю в различных группах ПП и ПС