Медико-биологические требования и санитарные нормы качества пищевых продуктов. Лабораторный практикум

Печатается по решению методического совета ФПП СамГТУ (протокол № 4 от 04.12.2020 г.).

УДК 664(076.5)

ББК 36-9 я73 К 82

Кривова Л.П.

Медико-биологические требования и санитарные нормы качества пи-

щевых продуктов: лабораторный практикум / Л.П. Кривова. – 2-е изд., перераб. и доп. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2021. – 103 с.

Описаны способы оценки качества сырья и пищевых продуктов по основным медико-биологическим критериям. Представлены методы определения содержания в продуктах питания ряда ксенобиотиков (нитраты, цинк, железо, диоксид серы, олово) в соответствии с требованиями стандартов. Даны способы фальсификации алкогольной продукции и методы ее обнаружения. Представлены санитарные нормы качества пищевых продуктов, включая соблюдение сани- тарно-гигиенических требований на предприятиях пищевой промышленности; анализ и расчет требуемой концентрации моющих и дезинфицирующих средств, используемых в пищевой промышленности для поддержания производственной санитарии.

Предназначен для студентов, обучающихся по направлению 19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья».

Р е ц е н з е н т : канд. фарм. наук, доцент З.Е. Мащенко

УДК 664(076.5) ББК 36-9 я73 К 82

© Л.П. Кривова, 2021 © Самарский государственный

технический университет, 2021

2

ВВЕДЕНИЕ

«Медико-биологические требования и санитарные нормы качества пищевых продуктов» является первой специальной дисциплиной, которую изучают студенты, обучающиеся по направлению 19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья». В процессе учебы студенты получают знания по нормативным документам, регламентирующим безвредность применяемого сырья и готовой продукции, а также доброкачественных отходов для населения и окружающей среды; об основных контаминантах природного и антропогенного происхождения, ухудшающих качество пищевых продуктов; медико-биологичес- ких требованиях и санитарных нормах качества и безопасности сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, а также упаковки.

Одним из важных разделов данной дисциплины является оценка качества сырья и продуктов по их безопасности (содержание в продуктах питания таких пищевых добавок и ксенобиотиков, как нитраты, цинк, железо, диоксид серы, олово).

Качество пищевых продуктов предопределяется соблюдением са- нитарно-гигиенических требований на предприятиях пищевой промышленности, которые, в свою очередь, возможны при грамотном подборе и рациональном использовании современных моющих и дезинфицирующих средств, используемых для поддержания производственной санитарии.

Работы, представленные в лабораторном практикуме, позволяют оценить качество сырья и продуктов питания по основным медикобиологическим критериям, а также освоить основные требования производственной санитарии как неотъемлемой части организации производства в пищевой промышленности.

Проведение лабораторных работ в рамках данного лабораторного практикума позволит студентам:

1. Изучить такие показатели безопасности сырья и пищевых продуктов, как уровень содержания нитратов, цинка, железа, диоксида серы и олова.

3

2.Освоить методы санитарно-гигиенического контроля условий производства на предприятиях пищевой промышленности.

3.Изучить ассортимент современных моющих и дезинфицирующих средств, освоить методы расчета их требуемой концентрации,

атакже оценить полноту смываемости различных моющих средств. Настоящий лабораторный практикум охватывает цикл работ, по-

священных изучению и определению медико-биологических требований и санитарных норм качества пищевых продуктов.

4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ОВОЩЕЙ И ФРУКТОВ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Азот – один из самых важных химических элементов в жизни растений, так как он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Азот растение получает из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных).

В растениях азот подвергается сложным превращениям [27]. Метаболизм азота в растениях – это сложный процесс, и нитраты занимают в нём промежуточное положение.

Нитраты в растениях восстанавливаются до нитритов. В этом процессе участвуют различные металлы (молибден, железо, медь, марганец), и при этом происходит интенсивная трата углеводов, так как на восстановление расходуется энергия, источником которой являются углеводы [28].

Нитриты могут накапливаться в растениях и этим подавлять их рост. Но основная часть нитритов, подвергаясь дальнейшим превращениям, даёт аммиак (NН3). Аммиак русский учёный Д.М. Прянишников назвал альфой и омегой в питании растений [27].

Нитраты () являются промежуточной, но стабильной формой азота, круговорот которого осуществляется совокупностью различных процессов: фиксация молекулярного азота атмосферы свободно живущей и симбиотической микрофлорой почвы, минерализация органических азотосодержащих соединений почвы, иммобилизация и денитрификация, миграция с водой и воздухом.

Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов ‒ 5 мг на 1 кг массы тела человека, т. е. 0,25 г на человека массой

в60 кг. Для ребёнка допустимая норма не более 50 мг [12]. Сравнительно легко человек переносит дневную дозу нитратов

в15–200 мг; 500 мг – это предельно допустимая доза (600 мг – уже токсичная доза для взрослого человека). Для отравления грудного малыша достаточно и 10 мг нитратов [28].

5

В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов – 312 мг, но в весенний период реально она может быть 500–

800мг/сутки.

Содержание нитратов в растениеводческой продукции определя-

ют в областных, городских и районных станциях Санэпиднадзора, агрохимических лабораториях, станциях химизации [32]. Допустимые уровни содержания нитратов в растительных продуктах представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Предельно допустимые концентрации нитратов в сельскохозяйственной продукции

Нерациональное применение удобрений, а также несоблюдение других агротехнических требований, обуславливает увеличение остаточного содержания нитратов в растениях. В сочетании с нитратами питьевой воды это увеличивает нагрузку загрязнителя на население. Кроме того, нитраты широко используются в различных отраслях промышленности (пищевой, химической, текстильной, резиновой, металлургической) и фармакологии. Нитросоединения, поступая в организм человека с пищей, водой, вдыхаемым воздухом и лекарствами, могут вызывать серьезные отравления [12].

6

Одним из главных опасных явлений при отравлении нитратами является образование метгемоглобина в крови. Это вызвано тем, что нитраты, попадая в пищеварительную систему человека и восстанавливаясь до нитритов, взаимодействуют с гемоглобином крови, окисляя двухвалентное железо в трехвалентное. В результате чего образуется метгемоглобин, не способный переносить кислород. Вследствие этого нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма, отчего накапливается молочная кислота, холестерин, резко падает содержание белка в организме. Нитраты способствуют развитию патогенной кишечной микрофлоры, выделяющей токсины и приводящей к интоксикации организма [12, 28, 32].

Другая серьёзная опасность ‒ способность нитрит-иона участвовать в реакции нитрозирования аминов и амидов, в результате чего образуются канцерогенные нитрозосоединения.

При остром отравлении нитратами у человека возникает метгемоглобиния различной степени тяжести (вплоть до летального исхода); при хроническом отравлении ‒ рак желудка, нарушение работы нервной и сердечно-сосудистой систем. Чувствительность к нитратам повышают факторы кислородного голодания: высокогорье, повышенная концентрация угарного газа, присутствие оксидов азота, алкоголь [12].

Ключевым ферментом, определяющим ассимиляцию нитратов, является нитратредуктаза. Для растений существует реальная опасность аммиачного отравления, приводящего к хлорозу листьев, подвяданию, угнетению роста и гибели. При усилении нитратного питания активность нитратредуктазы растет до определенного предела и часть нитратов остается не восстановленной, что предохраняет растения от накопления токсичных промежуточных продуктов ассимиляции [34].

Образование нитратов может быть также связано с окислением избыточной массовой доли аммония в растении, что не только предотвращает нарушение обмена веществ, но и позволяет сохранить азот в минеральной форме для дальнейшего использования в процессах ассимиляции.

Нитраты накапливаются в различных органах растений в разных концентрациях. К примеру, у злаков они отсутствуют в зерновке

7

исосредоточены в основном в листьях и стеблях. Зеленые культуры (петрушка, укроп, салат, шпинат) накапливают большое количество нитратов в черешках и листьях [28].

Одной из причин видовых и сортовых различий в накоплении нитратов является физиологическая спелость растения к моменту уборки. Количество нитратов особенно велико, когда период товарной зрелости наступает раньше физиологического созревания.

Причиной накопления нитратов в растениях служат также условия минерального питания, отличающиеся большим разнообразием. Здесь огромная роль принадлежит правильному выбору доз азотных удобрений.

Вслучае несбалансированного питания растений нитраты также накапливаются в различных органах и тканях, так как при этом нарушается нормальный ход ассимиляции азота. Недостаток фосфора косвенно способствует накоплению нитратов потому, что он стимулирует активность нитратредуктазы. Калий, участвуя в процессах углеводного обмена, влияет на синтез белков. В зависимости от доз, условий и содержания прочих элементов калий и фосфор могут стимулировать накапливание нитратов или наоборот подавлять [34].

Среди факторов внешней среды на содержание нитратов в растении сильное влияние оказывает влажность, свет, температура воздуха

ипочвы. Интенсивное увлажнение усиливает поглощение нитратов, что в сочетании с пониженными температурами ведет к накоплению нитратов. С другой стороны, высокий уровень нитратов в растении в засушливый период можно снизить поливами, так как они стимулируют рост и способствуют вымыванию нитратов из почвы [18].

Уменьшению содержания нитратов в овощах и фруктах способствуют следующие технологические приемы:

1) варка овощей (снижает содержание нитратов на 50–80 %); 2) экспозиция зеленых культур таких, как петрушка, укроп, салат

ит. д. на солнце в течение 2–3 ч (пучок зелени необходимо поставить в холодную воду, как букет). После этого зелень можно без опасения употреблять в пищу в свежем виде;

8

3)удаление участков наибольшего скопления нитратов (очистка от кожуры);

4)вымачивание овощей (свекла, кабачки, капуста, картофель), нарезанных мелкими кубиками, в течение 5–10 мин в холодной или теплой воде (+70 °С) с 3-кратной ее сменой;

5)квашение, соление, консервирование и маринование (снижение нитратов на 60–70 %);

6)систематическое потребление ягод черной и красной смородины, зеленого чая, а также аскорбиновой кислоты (по 0,3–0,4 г/сутки).

Современные методы анализа овощей на содержание нитратов

В промышленных условиях определение нитратов производится экспресс-методом с помощью нитрат-тестера СОЭКС.

Фотометрический метод основан на экстракции нитратов из продукта, восстановлении их до нитритов на кадмиевой колонке с последующим фотометрированием раствора азотсоединения. Для исследований требуется соответствующее техническое обеспечение: фотоэлектроколориметр, спектрофотометр, иономер и пр. [8].

Сущность ионометрического метода заключается в извлечении нитратов раствором алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1 % или раствором сульфита калия и последующем определении нитратов

ввытяжке с помощью ионоселективного электрода [8].

Определить содержание нитратов в продуктах можно с помощью индикаторной бумаги. Конечно, ее точность невысока, но необходимые сведения индикаторы дают.

Овощи с очень большим содержанием нитратов имеют, как правило, неестественный вкус. Их неприятно жевать и глотать. Дегустаторы различают тончайшие вкусовые оттенки даже тогда, когда лабораторными исследованиями не удается уловить разницу.

Наиболее простым и эффективным, не требующим сложного материального и технического обеспечения методом определения нитратов является реакция на дифениламин, который в присутствии

-аниона образует синюю анилиновую окраску [35]. По интенсивности посинения можно судить об относительном содержании нитратов в исследуемом объекте.

9

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Цель работы: проведение анализа качества фруктов и овощей на примере содержания в них нитратов.

Материалы, оборудование, реактивы:

овощи, фрукты; весы лабораторные с погрешностью взвешивания ±0,01 г;

электрические плитки; ножницы; нож;

фарфоровые ступки с пестиками; стеклянные палочки; стаканы вместимостью 150, 250 см3;

доски для разделки фруктов и овощей; фильтровальная бумага;

дифениламин, 2-процентный раствор в концентрированной серной кислоте;

дистиллированная вода.

Последовательность выполнения работы

Студентам необходимо определить относительное содержание нитратов в фруктах и овощах, подвергшихся разной степени термического или технологического воздействия, а также в свежих образцах. В связи с тем, что содержание нитратов выше в поверхностных слоях фруктов и овощей в сравнении с центральной их частью, студенты анализируют отдельно эти анатомические части [35].

Изучаемые овощи (фрукты) необходимо ножом нарезать мелкими кубиками на доске для разделки, отделив кожицу от сердцевины. Измельченные образцы используются для анализа следующих вариантов:

1. Свежий овощ (фрукт). Поместить в фарфоровую ступку 5–10 г подготовленного образца (кожица или сердцевина), размять его с помощью пестика до появления сока. Стеклянной палочкой перенести содержимое ступки на предметное стекло, прилить 4–5 капель дифе-

10