Вредные вещества пищевых продуктов

Проблема безопасности продуктов питания сложная комплексная проблема, актуальность которой возрастает с каждым днем. Здоровье населения все больше зависит от безопасности продуктов, так как при их производстве возможно попадание вредных веществ из сырья, окружающей среды, а так же при использовании различных добавок. Вещества, попадающие в продукты, могут обладать канцерогенным (возникновение раковых опухолей), мутагенным (качественное или количественное изменение в генетическом аппарате) и тератогенное (аномалии в развитии плода) воздействие.

Существуют основные показатели, характеризующие безопасность продуктов для организма человека:

ПДК (предельно допустимая концентрация) — предельно-допустимые количества чужеродных веществ с точки зрения безопасности их для человека, то есть это концентрация, которая при ежедневном воздействии в течении сколь угодно длительного времени не может вызвать заболеваний или отклонений от здоровья в жизни настоящего и будущего поколения;

ДСД (допустимая суточная доза) — ежедневное поступление вещества, которое не оказывает негативного влияния на организм человека в течение всей жизни;

ДСП (допустимое суточное потребление) — величина, расчитываемая как произведение ДСД на среднюю массу тела (60 кг).

Все вредные вещества можно разделить на две группы:

Природные токсиканты:

• а) биогенные амины — обладают сосудосужающим эффектом. Это такие вещества как серотонин (в овощах и фруктах), тирамин (в ферментированных продуктах — сыре), гистамин, путресцин (в сыре, консервированной сельди).
• б) алкалоиды — возбуждают нервную систему. К ним относятся кофеин, соланин, хаконин, теобромин.
• в) циагеновые гликозиды — гликозиды цианогенных альдегидов и кетонов, которые при ферментативном гидролизе выделяют синильную кислоту, поражающую нервную систему. К основным представителям относят амигдалин (обнаруживается в косточках миндаля, персиков, сливы и абрикосов) и лимарин (содержится в белой фасоли).
• г) микотоксины — это токсины плесневых грибов, которые обладают токсичным эффектом в чрезвычайно малых количествах. К митотоксинам относят:

афлатоксины — обладают сильными канцерогенными свойствами, они термостабильны и сохраняют токсичность после большинства видов технологической обработки продуктов, обнаруживаются в зерновых, орехах, некоторых овощах;

патулин — оказывает мутагенное воздействие, приводящее к появлению уродств и отклонений в развитии молодого организма, обнаруживается в испорченных фруктах, овощах;

зеараленон — обладает мутагенным действием, обнаруживается в кукурузе, злаковых культурах.

• 2. Загрязнители:
  • а) токсичные элементы:

Hg — весьма токсичный элемент способный накапливаться, то есть обладает кумулятивным действием. Механизм токсичности ртути связан с блокировкой сульфгидрильных групп белков, в результате чего инактивируются ряд жизненно важных ферментов. Защитным действием при попадании ее в организм обладает цинк и селен. Содержится в хищных рыбах (тунец и др.), почках, в орехах, какао-бобах, шоколаде.

Pb — яд высокой токсичности. Свинец блокирует функциональные группы (SH-) инактивируя ферменты и проникает в нервные и мышечные клетки с образованием лактата и фосфата свинца, что препядствует проникновению в клетки ионов Ca2+. Свинцовая интоксикация приволит к частым головным болям, раздражительности, мышечной гипотонии, умственной усталости. Обнаруживается в тунце, моллюсках и ракообразных, в консервах, овощах, фруктах.

Kdобладает сильным токсическим действием воздействуя в основном на почки. Токсическое действие заключается в блокаде сульфгидрильных групп белков. Кадмий является антагонистом цинка, кобальта, селена, а так же способен нарушать обмен железа и кальция. Повышенные концентрации наблюдаются в какао-порошке, почках животных, рыбе.

• б) радионуклиды — все радиоактивные вещества по характеру распределения в организме можно разделить на три группы: остеотропные изотопы — накапливаются в костях (барий, стронций, радий); концентрирующиеся в печени (церий, лантан, плутоний); равномерно распределяющиеся по системам (рубидий, цезий, рутений).
• в) пестициды — химические вещества, применяемые в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями. Наиболее распространены четыре группы:
  • 1. хлорорганические (гексохлорциклогексан)
  • 2. фосфорорганические (метафос, хлорофос)
  • 3. карбоматы (севин)
  • 4. ртутьорганические (гранозан)
• г) нитраты — соли азотной кислоты. Нитраты, превращаясь в нитриты, при поступлении в кровь вызывают метгемоглобинемию. Содержатся в овощах.
• д) нитрозоамины — обладают канцерогенным действием.
• е) полициклические ароматические углеводороды (ПУА) — обладают канцерогенным действием. К наиболее активным относят бенз (а)пирен, холатрен, перилен, к малотоксичным — антрацен, фенантрен, пирен.
• ж) антибиотики — попадают в организм, в основном, из продуктов животного происхождения. Все антибиотики подразделяют на пять основных групп:

естественные антибиотики;

образующиеся в результате производства пищевых продуктов;

попадающие в продукты, в результате лечебно-ветеринарных мероприятий;

при использовании их в качестве биостимуляторов;

при использовании в качестве консервирующих веществ.

Тема 5. Пищевые продукты как дисперсные системы Все продукты питания, а так же сырье, из которых они вырабатываются, относятся к дисперсным системам, состоящим из двух фаз и более. Одна фаза (дисперсионная среда) является сплошной, а вторая фаза (дисперсная фаза) распределенная в виде отдельных частиц (представляющих собой конгломераты, которые обладают термодинамическими свойствами фазы) в дисперсионной среде.

Огромное разнообразие компонентов дисперсной системы по химическим и физическим свойствам, размеру, конфигурации частиц дисперсной фазы затрудняет классификацию систем по одному признаку. В настоящее время наиболее известной является классификация дисперсных систем, предложенная В. Оствальдом, основанная на различии агрегатных состояний дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Кроме классификации по агрегатному состоянию так же широко используется классификация дисперсных систем по размеру частиц. Все свободнодисперсные системы подразделяют на грубодисперсные и высокодисперсные.

Таблица — Классификация дисперсных систем.

Грубодисперсные системы содержат частицы, оседающие в гравитационном поле и не проходящие через бумажный фильтр, видимые в обычный световой микроскоп. Размеры частиц грубодисперсных систем превышают 10−3см. Высокодисперсные системы обладают противоположными свойствами и подразделяются на: ультрамикрогетерогенные — от 10−7 до 10−5 см и микрогетерогенные — от 10−5 до 10−3 см. системы с размерами частиц менее 10−7 см образуют молекулярные или ионные растворы.

Практически все мясные продукты относятся к грубодисперсным системам с размерами частиц более 510−3 см (мясной фарш, замороженный животный жир, альбумин и др.).

Основной качественной характеристикой дисперсных систем является их гетерогенность, что обуславливает разнообразие свойств данных систем (реологические, электрофизические, оптические).

К структурно-механическим свойствам относят — предельное напряжение сдвига, Па; вязкость, Пас; плотность, кг/м3; к электрофизическим характеристикам — диэлектрическая проницаемость; удельной электропроводность, См/м; оптические свойства — поглощательная, отражательная и пропускательная способности.

Дисперсные системы проявляют так же такие свойства как тиксотропия, синерезис, пластичность, ползучесть, набухание.

Тема 6. Обогащенные, комбинированные и искусственные продукты питания Как уже отмечалось основной задачей стоящей перед человечеством, является обеспечение населения необходимым количеством продуктов питания. Кроме того, продукты питания не только должны удовлетворять потребности в основных питательных веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные функции.

Последние десятилетия характеризуются стойким ухудшением показателей здоровья населения России: снижается продолжительность жизни, увеличивается количество онкологических заболеваний сердечно-сосудистой системы, снижается рождаемость. Все эти факторы напрямую связаны с нарушением пищевого статуса россиян, а именно, избыточное потребление жиров, дефицит в питании полиненасыщенных жирных кислот, полноценных белков, витаминов и минеральных веществ.

Поэтому в настоящее время основной задачей специалистов, работающих в пищевой промышленности, является создание полноценных, безопасных продуктов, обладающих лечебными свойствами. Основными направлениями для решения данной задачи являются — создание обогащенных и комбинированных продуктов питания.

Основным направлением при производстве обогащенных продуктов является повышение их биологической ценности. Биологическая ценность повышается путем введения в состав продуктов массового потребления белковых обогатителей, аминокислот, витаминов, минеральных веществ. Количество обогатителей регламентируется органами здравоохранения, маркируется на упаковке и контролируется органами государственного надзора. Обычно количество обогатителей, добавляемых к массе продукта, не превышает 2−3%.

Употребление таких продуктов способствует профилактике различных заболеваний, укрепляет иммунитет, улучшает самочувствие человека, что приводит не только к оздоровлению нации, но и повышает работоспособность.

Особое внимание при производстве пищевых продуктов уделяется производству продуктов специального назначения, а именно:

продукты диетического (лечебного) питания — предназначены для людей, страдающих различными заболеваниями. Эти продукты способны предупреждать обострение заболеваний, усиливают иммунитет. Такие продукты могут содержать повышенное количество белков, витаминов, минеральных веществ и других нутриентов, или пониженное содержание жира, соли и др.;

продукты лечебно-профилактического действия — предназначены для лиц, подвергающихся вредным воздействиям. Эти продукты содержат компоненты способные выводить вредные факторы из организма, а так же повышать иммунитет организма (пищевые волокна, витамины, минеральные вещества и др.).

Быстро развивающимся направлением является использование при производстве пищевых продуктов биологически активных добавок (БАД). Биологически активные добавки — концентраты натуральных биологически активных веществ или их аналогов растительного, животного, минерального, микробиального или биотехнического происхождения. БАД принято условно разделять на три группы:

нутрицевтики — эссенциальные нутриенты, природные ингредиенты, к которым относят витамины, некоторые микроэлементы (селен, фтор, цинк), отдельные аминокислоты, пищевые волокна. В организме они выполняют следующие функции: восполняют дефицит пищевых веществ, повышают сопротивляемость организма к действию неблагоприятных факторов, профилактика различных заболеваний и др.;

парафармацевтики — продукты направленного фармакологического действия. К ним относят органические кислоты, биофлаваноиды, биогенные амины, дии олигопептиды. Они участвуют в регуляции нервной деятельности, регуляции физиологических процессов в организме;

эубиотики — обеспечивают нормальный состав и функциональную активность микрофлоры кишечника.

Комбинированные продукты питания — это биологически ценные продукты, произведенные с использованием комбинирования основного сырья и различных добавок. Обычно уровень замены основного сырья в таких продуктах составляет от 5% до 30%. При создании комбинированных пищевых продуктов руководствуются следующими принципами: новые источники сырья должны быть безопасны для человека, сохранение традиционных органолептических характеристик продуктов, сбалансированность продуктов по основным нутриентам, для обеспечения высокой пищевой и биологической ценности.

В качестве заменителей основного сырья используются продукты растительного и животного происхождения. К основному растительному сырью относятся: бобовые (соя, горох), злаковые и др. Среди источников растительного происхождения наиболее широко применяют молочные белки (казеинаты, сывороточные белки), белки крови, коллагенсодержащие сырье.

Новым, но уже достаточно распространенным, способом обеспечения населения в продуктах питания является создание искусственных продуктов.

Искусственные продукты — это продукты, полученные на основе белков и других пищевых веществ природного происхождения, но их состав, структура, внешний вид и комплекс свойств образованы искусственным путем.

Однако для использования их в качестве пищевых продуктов они должны отвечать следующим требованиям:

соответствовать по органолептическим показателям традиционным продуктам;

быть пригодными для традиционных методов кулинарной обработки;

характеризоваться высокой пищевой и биологической ценностью;

быть безопасными для организма человека.

Искусственные продукты имеют ряд значительных преимуществ перед традиционными продуктами питания. Производство искусственных продуктов позволяет решить проблему дефицита белковой пищи прямой переработкой белков в пищевые продукты, то есть сократить пищевые цепи. Сырье для производства этих продуктов (сухие белковые препараты, крахмал, сахар, витамины и др.) легко транспортируется и может храниться длительное время.

Еще одна особенность искусственных продуктов заключается в постоянстве их состава, структуры и свойств. Следовательно, можно производить продукты специального назначения для профилактики различных заболеваний (продукты с высоким содержанием белка, витаминов, минеральных веществ, без животных жиров и холестерина и т. д.).

Потребительские и органолептические характеристики таких продуктов можно регулировать в широких пределах, что обуславливает получение продуктов с постоянно высоким качеством. В процессе производства искусственные продукты проходят полную кулинарную обработку и поступают в продажу готовыми к употреблению, в расфасованном и упакованном виде.

Стандартность перерабатываемого сырья, а так же состава продуктов, технологических свойств и структуры, позволяет полностью механизировать и автоматизировать процесс производства искусственных продуктов.

В настоящее время на мировом рынке продуктов питания искусственные продукты представлены широким спектром изделий. Это и искусственные мясопродукты, молочные продукты, искусственные крупяно-макаронные изделия, искусственный зеленый горошек, искусственная зернистая икра и др.