ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие «Пищевая химия. Наличие металлов в продуктах» подготовлено в строгом соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению «Продукты питания животного происхождения» уровня бакалавриата.

Интерес к содержанию токсичных металлов в пищевых продуктах связан с их способностью оказывать как стимулирующее, так и ингибирующее воздействие на организм человека, при этом переход от стимуляции к ингибированию происходит в довольно узком диапазоне концентраций металлов. Для нормального функционирования организм человека должен получать извне определенное количество различных элементов. По их относительному содержанию в нашем организме и потребности в них эти элементы подразделяются:

  • — на макроэлементы (потребность более чем 100 мг/день, или составляющие менее 1 % веса человеческого тела): натрий, калий, кальций, хлор, фосфор;
  • — микроэлементы (потребность 1—100 мг/день или составляющие менее 0,01 % нашего веса): железо, цинк, медь, фтор;
  • — ультрамикроэлементы (потребность менее 1 мг/день): хром, никель, селен, мышьяк, ванадий, йод, силикон.

В первой группе макроэлементов токсичные металлы отсутствуют. Во вторую группу микроэлементов из токсичных металлов входят железо, цинк, медь.

Сегодня более четверти мирового населения страдают малокровием, из которых половина имеют дефицит железа. Основные источники: мясо, потроха, печень, курица, рыба. Железо в них содержится в такой структурной форме, что всасывается легко в организм человека. Железо растительного происхождения усваивается значительно хуже. Основные источники: фасоль, бобовые, шпинат, брокколи, орехи, слива, виноград.

Медь необходима для правильного усвоения железа, транспорта электролитов, нормальной свертываемости. Дефицит меди приводит к анемии, депигментации кожи, мышечной слабости, увеличению печени. Токсический эффект меди очень опасный по сравнению с другими металлами. Основные источники: овощи, фасоль, зерновые, мясо.

Наряду с дефицитом железа, дефицит цинка входит в тройку самых опасных факторов риска, определяющих частоту и степень развития заболеваний, связанных с недостатком этого металла. Цинк необходим организму человека для нормального синтеза многих важнейших протеинов и ферментов. Те, кто принимают препараты цинка, могут развить симптомы недостаточности меди, поскольку эти металлы конкурируют между собой в тонком кишечники при всасывании. Токсичность цинка развивается очень редко, организм человека обычно хорошо переносит избыточное количество цинка. Основные источники: мясо, орехи, устрицы.

В группу ультрамикроэлементов входят такие элементы как хром, никель, селен, мышьяк, ванадий.

Хром необходим как катализатор некоторых важнейших метаболических процессов. Хром всасывается в крайне малых количествах, до 90 % выходит из организма человека с выделениями, т.е. токсический уровень хрома в организме достичь сложно из-за низкой его биоусвояемости. Основные источники: зерновые, овощи, фрукты, мясо.

Селен необходим для строительства некоторых протеинов, играющих важную роль антиоксидантов и катализаторов синтеза гормонов щитовидной железы. Кроме того, есть экспериментальные данные, указывающие на роль селена в нормализации уровня холестерина, сахара в крови, предотвращении рака простаты. Основные источники: морепродукты, мясо, печень, почки.

Кроме того, токсичность химических элементов может проявляться в их взаимодействии друг с другом. Например, физиологическое воздействие кадмия на организм, в том числе его токсичность, зависит от количества присутствующего цинка, а функции железа в клетках определяются присутствием меди, кобальта и в некоторой степени молибдена и цинка.

Известно, что мы все являемся свидетелями постоянно увеличивающегося воздействия человека на окружающую среду, что приводит к устойчивому росту содержания различных загрязнителей, в том числе и токсичных металлов, практически во всех пищевых изделиях. Интерес к группе тяжелых металлов, в частности, в гидробионтах, возник в середине XX века в результате массового отравления людей ртутью в Японии (болезнь Минамата), вызванного потреблением морепродуктов с высокой концентрацией данного металла. Однако в повседневной практике содержание токсичных металлов в пищевых продуктах обычно фиксируется на уровне, несколько превышающем фоновое. Опасность данной ситуации обусловлена тем, что металлы могут аккумулироваться в организме человека и их воздействие будет осуществляться в виде хронических интоксикаций, протекающих в начальный период без ярко выраженных симптомов, что позволяет длительное время воздействовать на широкие слои населения, не привлекая особого внимания органов здравоохранения.

Анализ заболеваний, вызванных воздействием различных химических веществ, показывает, что из 60 тысяч соединений, реально контактирующих в окружающей среде с человеком, патологии вызывали и продолжают вызывать в основном несколько десятков широко известных веществ с давно установленными санитарно-гигиеническими нормативами. Данное обстоятельство потребовало обобщить в настоящем учебном пособии имеющуюся информацию по содержанию токсичных металлов в пищевых продуктах с целью обратить внимание обучающихся на постоянно действующую опасность.

В учебном пособии рассмотрены металлы, которые системно обнаруживают в пищевых продуктах. Они могут проявлять токсичность, если потребляются в избыточном количестве. Тем не менее, существуют химические элементы, которые проявляют сильно выраженные токсикологические свойства при самых низких концентрациях и не выполняют какой-либо полезной функции и даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций организма. К таким токсичным элементам относят ртуть, кадмий, свинец, мышьяк.

Изучение металлов в таком аспекте позволит узнать, как они взаимодействуют с другими элементами, и установить их влияние как на физиологические, так и на психологические факторы, определяющие реакцию в организме человека на присутствие загрязняющих веществ в пище.

В результате изучения материала учебного пособия студент должен:

знать

  • • влияние содержания токсичных металлов на свойства сырья, технологические процессы и качество готовой продукции;
  • • источники загрязнения сырья и пищевых продуктов тяжелыми металлами;
  • • физико-химические и биологические свойства токсичных металлов, входящих в состав сырья и готовых продуктов;
  • • способы технологической обработки, позволяющие снизить содержание тяжелых металлов в полуфабрикате и готовых продуктах;
  • • медико-биологические требования и санитарные нормы по безопасности сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов;

уметь

  • • использовать нормативную и техническую документацию, регламенты, ветеринарные нормы и правила в производственном процессе;
  • • осуществлять контроль соблюдения экологической и биологической безопасности сырья и готовой продукции по содержанию тяжелых металлов;
  • • оценивать влияние содержания токсичных металлов в сырье и готовой продукции на организм человека;
  • • регулировать содержание токсичных металлов в пищевых продуктах;
  • • использовать нормативную документацию, регламентирующую содержание тяжелых металлов в сырье и пищевых продуктах;

владеть

  • • методами определения тяжелых металлов в сырье и готовых продуктах;
  • • способами технологической обработки, позволяющими снизить содержание токсичных металлов в сырье и продуктах питания;
  • • практическими навыками по организации гигиенического контроля продовольственного сырья и продуктов питания по содержанию тяжелых металлов.

Металлы как биологически активные вещества давно находятся в центре научных исследований. Интерес к этой группе химических элементов объясняется их уникальной способностью определять направленность и код многих биохимических и физиологических процессов в живом организме, где они выполняют функции биокатализаторов. Главной особенностью макро- и микроэлементов является их значительное воздействие на жизненно важные процессы и функции организма при низких (иногда следовых) уровнях содержания в окружающей среде, органах, тканях и т.д.

Интерес к группе тяжелых и переходных металлов резко возрос в связи с загрязнением окружающей среды ртутью, свинцом, кадмием, медью и другими химическими элементами, обладающими токсическими свойствами.

В районах, подверженных интенсивному антропогенному воздействию, есть опасность нарушения природного фона и соотношения металлов в окружающей среде, особенно в воде. Биологические и экологические последствия таких антропогенных аномалий не могут не привлекать внимания, так как в отличие от других веществ, загрязняющих среду, металлы в естественных условиях не разрушаются, а лишь изменяют свое физико-химическое состояние.

Особый интерес представляют исследования содержания макро- и микроэлементов в водоемах, в том числе в морях, реках, озерах. Поведение многих макро- и микроэлементов в морских экосистемах недостаточно изучено. Если макроэлементный состав и биогенные компоненты (нитраты, фосфаты и др.) морсжой среды изучаются в течение длительного времени и современные представления о них основаны на огромном фактическом материале, то микроэлементный состав, его количественное определение представляют значительные трудности.

Исследования в этой области начаты недавно, с появлением точных и надежных методов анализа (атомно-абсорбционная спектрофотометрия, нейтронно-активационный анализ и др.).

Интерес к содержанию металлов в пищевых продуктах, морских экосистемах связан с их способностью оказывать как стимулирующее, так и ингибирующее воздействие на отдельные организмы и на их популяции. Переход от стимуляции к ингибированию может происходить в довольно узком диапазоне концентраций металлов (ртути, меди и др.) в водной среде.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >