Методы исследования качества продуктов питания. Учебное пособие

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Казанский государственный технологический университет“

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКТОВ

ПИТАНИЯ

УДК 543(075.8)

Методы исследования качества продуктов питания : учебное пособие/ М.И. Евгеньев, И.И. Евгеньева; Федер. агентство по образованию, Казан. гос. технол. ун-т. – Казань : КГТУ, 2010. - 290 с.

ISBN 978-5-7882-0853-4  М.И.Е  Казанский государственный технологический университет, 2010

вгеньев, И.И.Евгеньева, 2010

ПРЕДИСЛОВИЕ

Международные требования по оценке качества сырья и продуктов питания, их подлинности и безопасности предполагают использование экзотических в недавнем прошлом, дорогостоящих аналитических методов, таких как хроматография со сложными системами детектирования (масс­селективным, атомно-эмиссионным и др.), методов ферментативного, иммуноферментного анализа и ядерно­магнитной релаксации, сенсорных аналитических устройств. Регламентируемые по государственным стандартам РФ процедуры испытаний качества продуктов питания пока не требуют использования таких методов. В то же время активное вовлечение отечественных производителей в мировой рынок требует подготовки кадров для пищевой промышленности с учетом новейших достижений науки и технологий, а также перспектив их дальнейшего развития.

По этой причине в учебное пособие включены разделы, в которых обсуждаются основы наиболее широко используемых методов оценки качества пищевых продуктов (ВЭЖХ, ТСХ и сверхкритическая флюидная хроматография, ферментативный и иммуноферментный анализ, сенсоры, тест-методы). Представлены некоторые примеры практического использования этих методов для оценки качества вин, пива и других продуктов.

ВВЕДЕНИЕ

Для нормальной работы организма человеку необходимо рациональное питание. Пищевой рацион при этом должен включать не только достаточное количество таких физиологически важных компонентов, как белки, углеводы, аминокислоты, витамины, жиры и другие вещества, но и соблюдать их оптимальное соотношение. Питательные вещества (нутриенты) пищевых продуктов могут представлять определенную опасность при недостатке или, напротив, избытке их потребления. Например, дефицит питательных веществ может проявляться такими заболеваниями, как цинга, базедова болезнь, рахит и др. В то же время избыток некоторых нутриентов (холестестерола, ряда витаминов и других веществ) может оказаться токсичным для человека.

Пища, наряду с важнейшими нутриентами, содержит большое количество различных по структуре химических соединений, представляющих потенциальную опасность для здоровья человека. Ими могут быть собственно компоненты пищевых продуктов, продукты их биотрансформации и загрязнители окружающей среды, попадающие в пищу в результате накопления в трофических цепях. Они часто появляются в пище и в результате несовершенных процессов пищевых технологий. Накопление таких токсикантов в организме человека (животных) далеко не безвредно. В результате возникают нарушения функций различных органов, резко возрастает вероятность появления нежизнеспособного, имеющего отклонения от нормы потомства, бесплодие. При этом считается, что непосредственное воздействие токсикантов на отдельного человека часто менее опасно, чем отдаленные последствия длительной интоксикации для человечества в целом.

Чрезвычайно важной проблемой является установление подлинности, происхождения сырья и продуктов питания, выявление типа их возможной фальсификации. Такой прием сознательного изменения ("улучшения") свойств недобро­качественных продуктов питания за счет соли, пряностей и других добавок использовался человечеством с незапамятных времен. Отчасти эта причина приводила к важным вехам в истории человечества (вспомним "солевые" войны, великие открытия, связанные с поиском кратчайших путей к странам, богатых пряностями). Современные достижения технологии позволяют создавать "пищевые" продукты в виде "химического коктейля", часто несущие потенциальную опасность для здоровья человека, и, кроме того, приводящие к экономическим потерям для потребителя.

происхождения;

Пищевые продукты - сложные многокомпонентные смеси химических соединений. Основную их часть составляют нутриенты - вещества, специфичные для определенного вида продукта растительного и животного происхождения и имеющие алиментарное значение. К ним относятся белки, углеводы, липиды, витамины, минеральные вещества. Специфичность состава таких соединений позволяет создавать на основе результатов химического анализа своеобразный "химический портрет" данного вида продукта. Например, специфичность триацилглицеридного состава позволяет по результатам хроматографического анализа однозначно установить природное происхождение растительных и животных масел и жиров (вид животного, вид растения и даже страну (провинцию), в которой выращено растительное сырье, использованное для получения масла). Такой анализ используется, например, при выявлении фальсификации оливкового масла добавками подсолнечного масла. По аминокислотному составу белков можно выяснить, какой вид животного использован для производства соответствующего продукта (молока и молочных изделий, колбас и др.), определить по соотношению аминокислот (например, пролина и оксипролина), соответствует ли содержимое упаковки надписи на этикетке "диетический продукт". Соотношение определенных аминокислот, кроме того, позволяет определять сорт вина, пива, устанавливать природное происхождение растительного сырья, использованного для производства соков и напитков. По

результатам хроматографического определения содержания кислот (например, по соотношению лимонной и изолимонной кислот) можно также установить происхождение и возможность фальсификации вин, коньяка, напитков и других продуктов питания.

Для идентификации сортов пшеницы, ячменя по составу протеинов по стандартам ЕЭС используются методы ВЭЖХ, капиллярного и гель-электрофореза, иммуноферментный анализ и другие. В то же время место произрастания этих культур можно установить по характерному составу некоторых микроэлементов в них. Эти злаковые культуры являются основным сырьем для производства пива и алкогольной продукции. Качество этой продукции и ее себестоимость во многом зависят от используемого сырья. По этой причине возможность распознания подлинности злаковых культур (сорт, страна-производитель) определяет конкурентоспособность готовой продукции.

Природными компонентами пищевых продуктов могут быть также токсические вещества. Они содержатся в пищевых продуктах в незначительных количествах, вызывая алиментарные токсикозы человека и животных. Например,

Практически все пищевые продукты содержат чужеродные

вещества (ксенобиотики, контаминанты). К ним относят

различные пищевые добавки (за исключением витаминов, провитаминов, микроэлементов, поваренной соли, приправ, ароматических и вкусовых веществ естественного происхождения), химические и биологические загрязнители окружающей среды. В число ксенобиотиков включают соединения, обычно не присущие натуральному продукту. Они добавляются в него для сохранения или улучшения качества и

органолептических свойств продукта. К ним относят химические средства консервирования, пищевые красители, различные вкусовые ингредиенты, ароматизаторы, антиоксиданты и другие вещества. Некоторые ксенобиотики (например, полициклические ароматические углеводороды) образуются в результате технологической обработки продуктов нагреванием.

Чаще всего ксенобиотики попадают в продукты с сырьем (растительным и животным) в результате загрязнения окружающей среды. В табл. 1.1 приведены некоторые основные химические и биологические загрязнители окружающей среды, попадающие в пищевые продукты.

Ионы металлов попадают в продукты питания с сырьем, при контакте с металлической посудой, упаковкой и т.д. Некоторые из них являются необходимыми для организма и входят в состав костей и зубов, в виде растворимых солей участвуют в регулировании состава жидкостей и клеток организма, являются кофакторами многих ферментов и входят в состав функциональных белков. Макроэлементами, необходимыми для функционирования организма, являются кальций, калий, натрий и магний. Железо, цинк, селен, марганец, медь, молибден, кобальт, хром, кремний, никель и олово относят к необходимым для организма микроэлементам. Барий, мышьяк, стронций, кадмий и ванадий считаются металлами, механизм действия которых на организм не установлен, но существуют доказательства их участия в метаболических путях. Металлами, метаболические функции которых неизвестны, являются свинец, ртуть, золото, висмут, бор, бериллий, литий, барий, титан. Содержание ионов металлов в продуктах питания регламентируется.

10