Тема 8. Экологические требования, предъявляемые к конструкционным материалам

8.1. Источники загрязнения пищевых продуктов металлическими элементами

Известно, что пищевые продукты в своем составе содержат различные металлические элементы, как правило, в микродозах.

Ряд металлических элементов является не только полезными, но и необходимыми для человеческого организма. Так, железо регулирует содержание гемоглобина в крови; хром способствует подержанию нормального уровня глюкозы в организме и его недостаток может привести к диабету и атеросклерозу. Недостаток йода в воде и пище вызывает болезни щитовидной железы, а недостаток натрия приводит к заболеваниям цингой.

Но есть ряд металлических элементов, присутствие которых в пищевых продуктах и воде даже в микродозах, приводит к ухудшению органолептических свойств продуктов (цвета, вкуса, запаха), а при попадании их в человеческий организм вызывает тяжелые отравления, часто с летальным исходом.

В настоящее время Всемирной продовольственной и сельскохозяйственной организацией (ФАО) и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) разработан специальный международный Пищевой Кодекс, в соответствии с которым содержание ряда металлических элементов должно строго контролироваться. Нарушение норм Пищевого кодекса карается в законодательном порядке.

В соответствии с указанными документами обязательному контролю подлежат 8 элементов: ртуть (Hg), свинец (Pb), кадмий (Cd), мышьяк (As), медь (Cu), олово (Sn), цинк (Zn), железо (Fe). Первые 4 элемента опасны для человеческого организма даже в микродозах, вторые 4 опасны при содержаниях в больших дозах, причем, как правило, опасны не сами эти элементы, а их окислы и другие соединения.

В Российской Федерации помимо 8 вышеуказанных элементов, специальным законодательством Министерства здравоохранения обязателен контроль еще 7 элементов: сурьмы (Sb), никеля (Ni), селена (Se), хрома (Cr), алюминия (Al), фтора (F) и йода (I). Причем, контроль двух последних элементов обязателен не из-за их избытка, а из-за отсутствия. При их недостатке рекомендуется специально вводить эти элементы в воду и пищевые продукты (фторирование воды, йодирование соли и других продуктов).

Допустимые нормы присутствия вышеперечисленных элементов в пищевых продуктах и воде приведены в таблице 3. Их нормы существенно отличаются для твердых и жидких пищевых продуктов. Это связано с тем, что из жидких продуктов организм легче и полнее усваивает эти элементы и, кроме того, объем потребляемой нами воды больше, чем твердых составляющих пищепродуктов.

Таблица 3.

^{Предельно допустимые концентрации содержания в пищевых продуктах}1)

Химический элемент	В твердых продуктах, мг/кг сухого продукта	В воде и напитках мг/литр
Токсичные элементы
Кадмий	1,0	0,01
Свинец	1,0-2,0	0,05-0,2
Ртуть	0,5	0,01
Мышьяк	2,0	0,2
Сурьма	1,0	0,15
Селен	2,0	0,1
Слаботоксичные элементы2)
Медь	50,0	5,0
Олово	40,0-100,0	5,0
Цинк	40,0-100,0	5,0
Железо	15,0	0,15
Никель	4,0-8,0	0,2
Хром	1,5-3,5	0,1
Алюминий	5,5	0,15

1) Данные приведены по источнику: К. Рейли, Металлические загрязнения в пищевых продуктах, пер. с англ., М.: Агропромиздат, 1985 г.

2) Сами элементы вообще не являются токсичными, а слаботоксичны лишь их соединения, появляющиеся при контакте с пищевыми продуктами (оксиды, гидриды и др.); мг – миллиграммы.

Наиболее распространенными источниками загрязнений пищевых продуктов металлическими элементами являются три:

1) попадание металлических загрязнений из окружающей среды (вода, почва, химические удобрения, средства борьбы с болезнями растений и вредителями сельскохозяйственной продукции (пестициды, фунгициды, инсектициды));

2) технологические процессы переработки пищевых продуктов;

3) тара и упаковка пищевых продуктов.

Два последних источника неразрывно связаны с химическим составом материалов оборудования, используемого в технологических процессах и в процессах упаковки и хранения готовой продукции.

Для устранения возможности загрязнения пищевых продуктов металлическими элементами, прежде всего, необходимо обеспечить использование в пищевом оборудовании только материалов, разрешенных для контакта с пищевыми продуктами. Но, даже и в случае использования таких материалов, следует осуществлять контроль за качеством изготовления из них изделий. В частности, при использовании луженой посуды следует контролировать, чтобы лужение проводилось специальным пищевым оловом, не содержащим свинца, или содержащим его в допустимых количествах.

Керамические глазурованные изделия, используемые для транспортировки и хранения пищевых продуктов, должны покрываться глазурью, не содержащей свинец, кадмий и сурьму. Металлическая луженая тара (банки, крышки и др. изделия) при длительном хранении продуктов должна обязательно покрываться специальными пищевыми лаками – винилэпоксидной смолой.

В оцинкованной посуде не допускается длительное хранение пищевых продуктов, содержащих органические кислоты.

Частым источником загрязнения пищевых продуктов металлическими элементами служит упаковка. На бумажные и полиэтиленовые пакеты наносятся красочные этикетки, причем красками, содержащими свинец, сурьму, селен. Для предотвращения загрязнения пищевых продуктов следует упаковку с красочными этикетками отделять слоем тонкой алюминиевой фольги либо слоем чистой бумаги.

При использовании материалов на основе железа, меди, никеля необходимо обеспечивать условия, при соблюдении которых, поверхность этих изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, окислялась с ограниченной скоростью.

Изделия из сплавов на алюминиевой основе, содержащих медь, следует защищать слоем чистого алюминия, особенно, если речь идет о тепловой переработке молока или жиров, поскольку медь катализирует протекание нежелательных процессов. В качестве путей предохранения пищевых продуктов от попадания вредных металлических загрязнений из окружающей среды, рекомендуется проводить тщательный контроль состава поступающего пищевого сырья, а также проверенных практикой конструкционных материалов.

Из всего множества конструкционных материалов многие стали, титановые и алюминиевые сплавы, а также ряд пластмасс, удовлетворяют всем критериям надежности и долговечности изделий в довольно широком диапазоне требований и являются в некотором роде универсальными.

Вопросы для самоконтроля по теме

1. Обязательный контроль каких металлических элементов предусмотрен документами ФАО и ВОЗ?

2. Контроль каких элементов предусмотрен документами Минздрава России?

3. Почему различаются ПДК содержания металлических загрязнений в твердой пище, воде и жидких напитках?

4. Какие металлические элементы являются токсичными в пищевых продуктах?

Тесты по теме 8

Тест 1. Перечислите источники попадания токсичных загрязнений в пищевые продукты.

1.1. вода;

1.2. почва;

1.3. средства борьбы с вредителями.

Тест 2. В каких единицах измеряются ПДК в пищевых продуктах?

2.1. в граммах;

2.2. в миллиграммах;

2.3. в мг/кг – в твердых продуктах и мг/литр – в жидких.

Тест 3. Происходит ли загрязнение токсичными примесями при технологической переработке пищевых продуктов?

3.1. не происходит;

3.2. происходит всегда;

3.3. происходит при неправильном выборе конструкционных материалов, с которыми контактируют пищевые продукты.

Тест 4. Какие металлические элементы считают токсичными?

4.1. Cd, Cu, Cr, Pb;

4.2. Cu, Ni, Cr, Al;

4.3. Cd, Hg, Pb, As, Sb, Se.

Тест 5. Может ли происходить загрязнение токсичными элементами при упаковке пищевых продуктов?

5.1. не может;

5.2. может;

5.3. может, если упаковочный материал содержит токсичные элементы.