Экологические проблемы питания

    Борная  кислота и бораты (бура) еще несколько  лет назад были разрешены в  отдельных странах для консервирования  отдельных пищевых продуктов. Следы боратов встречаются не только в почвах, минеральных водах, но и в меде, винах, фруктах и других растительных продуктах. Консервирующее действие борной кислоты и боратов основывается на нарушении метаболизма фосфатов и интенсивном блокировании декарбоксилирования аминокислот в микроорганизмах. В России наличие борной кислоты и ее солей в пищевых продуктах не регламентируется. Перекись водорода обладает бактерицидными свойствами, в особенности при кислой реакции субстрата. Она используется для обеззараживания питьевой воды, а также для консервирования молока, рыбных продуктов (студня), крабов, пива, а также как добавка ко льду при перевозке морских рыб и при брожении теста. Минздравом России разрешается применять перекись водорода при заготовках белых кореньев и лука-полуфабриката для консервной промышленности, однако остатка ее в готовых полуфабрикатах не допускается. Двуокись серы и ее производные широко применяются для консервирования плодоовощной продукции. Антимикробная активность двуокиси серы и

сульфитов заключается в том, что, наряду с  ингибирующим свойством, они восстанавливают  дитиогруппы микробных ферментов. Они активно действуют на плесневые  грибы, дрожжи и аэробные бактерии, однако значительно меньшее влияние  оказывают на анаэробные

бактерии. Лучше всего двуокись серы действует в кислой среде. Двуокись серы и сульфиты разрешены для применения в производстве большого числа пищевых продуктов и полуфабрикатов. Кроме того, они используются для дезинфекции бутылок, бочек и других емкостей для хранения пищевых продуктов. Минздравом России допускается содержание диоксида серы в плодово-ягодном пюре — полуфабрикате до 1000—3000 мг/кг, в сушеной

капусте до 600 мг/кг, в сушеном картофеле  до 400 мг/кг, в томат-пюре из сульфитированной массы до 380 мг/кг и в вине столовом — до 300 мг/кг. Органические кислоты и их производные. Бензойная кислота и ее соли ингибируют действие каталазы и пероксидазы, в результате чего в клетках микроорганизмов накапливается перекись водорода. Уже в небольших количествах она тормозит рост аэробных микробов, тогда как для подавления дрожжевых и плесневых грибов необходимы более высокие концентрации. Присутствие белков ослабляет активность бензойной кислоты, в то время как неорганические соли (фосфаты, хлориды) ее усиливают. Бензойная кислота наиболее эффективна в кислой среде, а в нейтральных и щелочных растворах ее действие почти не ощущается. Поэтому недостаточно кислые пищевые продукты нельзя консервировать с применением консервантов на основе бензойной кислоты. Так как в организме кумуляции бензойной кислоты не происходит, то ее рассматривают как относительно безвредное соединение.

    Бензойная кислота встречается в различных  растениях как в свободном  виде, так и в виде эфиров или  амидов. В небольшом количестве (менее 0,1%) она встречается также и в некоторых фруктах и ягодах, например в чернике, малине, смородине, сливах, а также в гвоздике, анисовом масле и др. Бензойная кислота и ее натриевые или калиевые соли, наряду с двуокисью серы, нашли широкое применение. Эффективные концентрации колеблются в пределах 0,1—0,4%. Например, максимальная добавка бензойной кислоты, а также ее натриевых или калиевых солей к маргарину составляет 1000 мг/кг, а при использовании их в комбинации с сорбиновой кислотой дозировку рекомендуется уменьшить. Бензойная кислота применяется также для консервирования лекарственных и косметических средств. n-Оксибензойная кислота и ее эфиры — соединения растительного происхождения. Они входят в состав алкалоидов и растительных пигментов. Сама же кислота содержится в созревающем сыре. n-Оксибензойная кислота как консервант менее эффективна, чем ее эфиры. Бактерии, дрожжи и плесневые грибы гибнут в растворе n-оксибензойной кислоты только при концентрации 0,86%. Этиловый и пропиловый эфиры n-оксибензойной кислоты разрешены для консервирования большого числа пищевых продуктов. Муравьиная кислота и ее производные. Муравьиная кислота, в отличие от уксусной, в организме человека окисляется медленно и не полностью. Ее действие на слизистую оболочку желудка зависит от концентрации. Она может вызвать нарушение функции почек и печени. Муравьиная кислота в свободном виде встречается в растениях (хвое, крапиве); в виде следов ее находят в плодово-ягодных соках, вине, меде и некоторых минеральных водах. Незначительное количество муравьиной кислоты в качестве нормальной составной части содержится в моче человека. Она находит применение в консервной промышленности многих стран. Ее применяют в большинстве случаев при консервировании овощных соков, безалкогольных напитков и кислой капусты. Пропионовая кислота и ее соли. В организме человека пропионовая кислота метаболируется почти без остатка. Путем окисления она превращается в пировиноградную кислоту. Комиссия Кодекс Алиментариус рекомендовала пропионовую кислоту в качестве консерванта в производстве сыров из расчета 3 г/кг. При этом допускается применять пропионовую и сорбиновую кислоты (или их соли) в комбинации. Сорбиновая кислота и ее соли. В последние годы сорбиновая кислота и ее соли были разрешены почти во всех странах в качестве консервантов в концентрациях от 0,01 до 1,2%, в основном для

маргарина, сыра, яичного желтка, овощных и  фруктовых изделий, а также печенья  и вина с повышенным содержанием  остаточного сахара. В сравнении  с другими консервантами при  производстве рыбных и мясных изделий ее применение предпочтительнее. Сорбиновая кислота встречается в природе в ягодах рябины. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3. Соединения, образующиеся при хранении и переработке пищевых продуктов 

    Количество  химических реакций, которые могут  протекать при хранении, переработке и приготовлении пищевых продуктов, бесконечно. При длительном хранении пищевых продуктов, либо под воздействием высоких температур, основные компоненты продуктов питания (белки, жиры, углеводы, витамины) могут вступать в химические взаимодействие между собой или под воздействием органических кислот — разрушаться. При этом за счет уменьшения содержания сахаров, белков снижается пищевая ценность продуктов питания и увеличивается их загрязненность. Наиболее изученными соединениями являются продукты реакции Майяра.

    На  первой стадии этой реакции происходит взаимодействие сахаров с аминокислотами (например, лизин) с образованием комплексных  соединений и дальнейшим их разрушением. В результате образуются такие соединения как ацетальдегид, глицеральдегид, метиоглиоксаль, бензальдегид, фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетон, диацетил, мальтол и многие другие.

    Вторая  стадия меланоидинообразования до конца  еще не изучена. Известно, что она  включает в себя реакции полимеризации  и конденсации карбонильных соединений при участии аминокислот. В пищевых продуктах из всех этих соединений определяется содержание только оксиметилфурфурола. Присутствие оксиметилфурфурола в пищевых продуктах нежелательно по следующим причинам: фурановые производные являются ядами, большие дозы их вызывают судороги и паралич, малые дозы угнетают нервную систему. Максимально допустимое содержание оксиметилфурфурола в пищевых продуктах, главным образом в высокоинвертных сиропах, не должно превышать 100 мг/л продукта. Однако в пчелином меде, поскольку он относится к лечебным продуктам, содержание оксиметилфурфурола по стандарту не должно превышать 25 мг/кг. Многие пищевые продукты подкрашиваются продуктами разрушения сахаров — жженый сахар (коньяк, бренди, кока-кола, пепси-кола, Байкал и др. напитки), в котором обнаруживается высокое содержание оксиметилфурфурола. Однако содержание оксиметилфурфурола в напитках почему-то до сих пор не регламентируется. Биологически активные амины. Пищевые продукты содержат большое количество физиологически активных аминов. Большинство из них — это органические основания с низкой молекулярной массой, которые не представляют опасности для человека, если не употребляются в большом количестве, а также при условии, что катаболические механизмы не имеют генетических отклонений и не ингибируются лекарствами. В пищевых продуктах находятся многие физиологически активные производные гистамина, тирамина и фенетиламина, включая триптамин и его гидроксилированное производное серотонин, которые обнаруживаются в помидорах, бананах, фруктах и фруктовом соке. Эти вещества применяются в качестве нейромедиаторов, однако их потребление с продуктами, вероятно, оказывает незначительное влияние на центральную нервную систему. С другой стороны, при значительном потреблении некоторые естественные амины влияют на центральную нервную систему (действующие как стимуляторы, такие как кофеин, теофиллин и теобромин в кофе и чае; действующие как депрессанты, например, этиловый спирт и диоскорин; тропановые алкалоиды в мясе; как галлюциногены, например, в мускатном орехе). Однако в настоящее время эти соединения не относят к загрязняющим.

    Окисленные  жиры. Химические реакции, протекающие  при нагреве жиров и масел, могут привести к образованию  различных гидрокси-, эпокси- и пероксисоединений, причем некоторые из них, предположительно, отличаются токсичностью из-за высокой реактивности

по отношению  к составным частям клеток организма  человека. Проведенные исследования на животных не выявили до сих пор  канцерогенного действия этих соединений, но вопрос об опасности для человека остается открытым из-за неполноты наших знаний о химических и биологических свойствах многих продуктов окисления липидов. Нитрозамины. Нитриты, которые появляются в рационе питания человека из-за распространенности в природе или преднамеренного добавления, при определенных условиях могут реагировать с вторичными аминами и образовывать нитрозамины. Нитрозамины для организма человека являются канцерогенами, то есть веществами, вызывающими раковые заболевания. Нитрозирование происходит при жарении бекона нитритного посола, а также в пищеварительном тракте. В качестве источников нитрозаминов называют следующие продукты: копченую колбасу, жареный бекон, ветчину, салями, сыровяленные колбасы, копченую сельдь и другую рыбу, сыр, молоко, муку, пшеницу и грибы. Кроме того, нитрозамины обнаружены в последнее время в пиве и виски. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4. Проблемы безопасности пищевых  продуктов. 

    4.1 Обеспечение безопасности пищевых  продуктов. 

    Питание - один из важнейших факторов связи человека с внешней средой. Обеспечение безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов - одно из основных направлений, определяющих здоровье населения и сохранение его генофонда.

    С продуктами питание в организм человека поступает 40-50 % вредных веществ, с водой 20-40 %.

    Интенсивное развитие сельского хозяйства и  промышленности привело к увеличению вредных для человека выбросов во внешнюю среду жидких и газообразных технических отход. В настоящее  время в сельском хозяйстве используют сотни различных пестицидов химического и биологического происхождения. Многие из них попадают в продовольственное сырье, а затем и в продукты питания. Таким образом, добившись увеличения количества продовольствия, мы значительно проиграли в его качестве.

    По  данным Национальной академии наук США 90 % фунгицидов, 60 % гербицидов и 30 % инсектицидов способны провоцировать раковые  заболевания. Из 400 пестицидов, используемых в мировом сельском хозяйстве, 262 являются в разной степени мутагенными.

    Академия  наук США представило правительству  доклад, в котором рекомендовало  не субсидировать хозяйство, использующие химические средство защиты, и поддерживать те проекты, которые способствуют развитию экологически безопасного сельского  хозяйства. Подобные проекты связаны прежде всего с созданием новых технологий возделывания почвы.

    Результаты  обследования в нашей стране свидетельствуют  о высоком уровне загрязненности продуктов питания токсичными химическими  соединениями, биологическими агентами и микроорганизмами, что связано главным образом с техногенным загрязнением окружающей, среды, с низкой агротехнической культурой и нарушением агрохимических технологий.

    Пищевые продукты имеют способность аккумулировать из окружающей среды все экологически вредные вещества и концентрируют их в больших количествах.

    Из  окружающей среды 70 % ядов попадает в  организм человека с пищей растительного  и животного происхождения. С 1986 г. уровень радионуклидов в продуктах  питания увеличился в 5-20 раз по сравнению  с 60-ми годами. За последние 5 лет загрязнение продуктов питания нитратами и продуктами их распада возросло в 5 раз.

    Даже  при соблюдении всех норм внесения с почву пестицидов мы не гарантированы  от получения некачественных продуктов, так как в культуры попадают не только остаточные количества препаратов, но и продукты их метаболитов, обладающих более высокой концентрацией и токсичностью. В плодах и овощах загрязнение нитратами превышает суточную дозу до 8 раз. До 10 % проб пищевых продуктов содержат тяжелые металлы и половина из них - в дозах превышающих ПДК. По отдельным видом продуктов этот показатель еще выше. Так, в 52 % исследованных образцов сливочного масло содержались токсичные вещества (медь, железо, цинк свинец и др.) выше ПДК

    В южных районах европейской части России а различных зерновых культурах ПДК афлотоксинов, выделяемых микроорганизмами, превышались в 20-70 раз. Содержание афлотоксинов в яблочных выжимках в 1,5-2 раза превышает ПДК, а при их хранении увеличивается в 3 раза.

    Ухудшение качества животноводческого и растительного сырья по экологическим причинам изменяет технологические характеристики сырья для перерабатывающих отраслей. Вследствие этого резко снижается выход готовой продукции, увеличиваются отходы сырья, уменьшаются сроки его хранения. Так, за последние годы снизились сахаристость сахарной свеклы, масличность подсолнечника, крахмалистость картофеля, содержание белка и жира в молоке, содержание сухих веществ в овощах. Кроме того, в результате экологических воздействий, меняющих генетику, многие плодовые деревья и овощные культуры начинают продуцировать плоды и клубни неправильной формы, которые не подлежат механизированной мойке и чистке, длительному хранению. До 50 % производимого картофеля не соответствует стандарту.