Россия
Цель исследования – анализ содержания микотоксинов и тяжелых металлов для безопасности пшеничной муки разных сортов. Представлены результаты исследования содержания токсиче-ских веществ (микотоксины, тяжелые металлы) в пшеничной муке разных сортов. Объектами исследования явились образцы пшеничной муки разных сортов (высшего, первого и второго). Об-наружение и количественное определение микотоксинов (алфатоксин В1, дезоксиниваленол, зе-араленон, токсин Т-2) выполнено методом газожидкостной хроматографии. Содержание тяже-лых металлов и их соединений в пищевых продуктах определялось атомно-абсорбционным мето-дом. При статистической обработке данных использовали корреляционный анализ, а также ран-говый дисперсионный анализ Фридмана (Friedman test) с вычислением коэффициента конкордации Кендалла (Kendall's coefficient of concordance). Исследования показали, что мука высшего сорта отличается высоким качеством и не содержит микотоксинов; мука первого сорта содержит микотоксин – алфатоксин В1; мука второго сорта содержит микотоксины – алфатоксин В1 и токсин Т-2, количество которых не превышает ПДК. Наименьшее содержание тяжелых метал-лов определено в муке высшего сорта, что говорит о ее высоком качестве. Их большее количе-ство находится в муке второго сорта, хотя также не превышает ПДК. Между содержанием ртути и меди в муке разных сортов выявлена статистически значимая (p < 0,01) положитель-ная (r = 0,999925) корреляционная связь, вероятно, свидетельствующая о едином источнике вы-бросов этих токсических веществ. Как микотоксины, так и тяжелые металлы, даже в неболь-ших количествах при длительном поступлении в организм человека с продуктами питания спо-собны накапливаться и обладают отдаленно проявленными токсическими действиями.
безопасность продуктов питания, пшеничная мука разных сортов, токсические вещества, ми-котоксины, тяжелые металлы
Введение. Рост объемов производства хлебобулочных изделий является стимулом повышения и обновления ассортимента для соответствия возможностей и вкусов населения [1–4]. При этом желательно не нарушать сложившиеся со временем привычки и традиции потребителей. При увеличении разнообразия хлебопекарной продукции существует риск использования экологически загрязненного сырья – муки разных сортов. Учитывается вероятность произрастания зерна пшеницы в экологически неблагоприятных районах (геохимические аномалии, близость к промышленным предприятиям и автомобильным дорогам), а также возможные нарушения условий хранения зерна и муки. Возникает вероятность загрязнения тяжелыми металлами и микотоксинами сырья для хлебопечения [5, 6]. Микотоксины занимают «приоритетную» роль в загрязнении сырья для хлебопечения – муки [5]. Содержание тяжелых металлов в муке и готовой продукции хлеба ПАО «Красноярский хлеб» имеют показания ниже ПДК [7, 8].
Токсические вещества, поступающие в небольших количествах с продуктами питания, имеют тенденцию к аккумуляции в организме человека и животных. Следовательно контроль за содержанием токсических веществ в муке для продуктов хлебопечения должен обеспечить безопасность здоровья потребителей.
Цель исследования – анализ содержания микотоксинов и тяжелых металлов для безопасности пшеничной муки разных сортов.
Задачи: определение содержания микотоксинов (алфатоксин В1, дезоксиниваленол, зеараленон, токсин Т-2); анализ содержания тяжелых металлов (свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк) в муке разных сортов; обработка полученных материалов и выявление корреляционных связей между ртутью и медью; цинком и кадмием.
Объекты и методы. Объектами исследования явились образцы пшеничной муки разных сортов (высшего, первого и второго).
Обнаружение и количественное определение микотоксинов (алфатоксин В1, дезоксиниваленол, зеараленон, токсин Т-2) выполнено методом газожидкостной хроматографии [9, 10]. Содержание тяжелых металлов и их соединений в пищевых продуктах определялось атомно-абсорбционным методом [11].
При статистической обработке данных использовали корреляционный анализ, а также ранговый дисперсионный анализ Фридмана (Friedman test) с вычислением коэффициента конкордации Кендалла (Kendall's coefficient of concordance) [12]. В качестве программного обеспечения использовали пакет StatSoft STATISTICA 8.0.
Результаты и их обсуждение. Мука яв-ляется основным сырьем для производства продукции хлебопечения, и ее качество, безусловно, гарантирует безопасность продуктов питания для населения.
Содержание токсичных веществ в муке разных сортов представлены в таблице.
Содержание токсичных веществ в муке разных сортов, мг/кг
|
Вещество |
Мука высшего сорта |
Мука первого сорта |
Мука второго сорта |
ПДК |
|
Микотоксины |
||||
|
Алфатоксин В1 |
– |
0,0013±0,0003 |
0,0018±0,0002 |
0,005 |
|
Дезоксиниваленол |
– |
– |
0,1±0,001 |
0,7 |
|
Токсин Т-2 |
– |
– |
0,007±0,003 |
0,1 |
|
Зеараленон |
– |
– |
– |
1,0 |
|
Тяжелые металлы |
||||
|
Свинец |
0,12±0,07 |
0,13±0,07 |
0,15±0,03 |
0,5 |
|
Кадмий |
0,007±0,004 |
0,009±0,004 |
0,01±0,005 |
0,1 |
|
Ртуть |
0,005±0,05 |
0,007±0,003 |
0,06±0,02 |
0,03 |
|
Медь |
0,97±0,08 |
1,26±0,05 |
6.40±0,22 |
10,0 |
|
Цинк |
2,4±0,62 |
7,50±084 |
8.20±1,45 |
50,0 |
Примечание: (–) – не обнаружено.
Микотоксины. Являются вторичными метаболитами плесневых микроскопических грибов, имеющими выраженные токсические свойства. Из сырья, кормов и продуктов питания выделены виды плесневых грибов, способных продуцировать метаболиты высокой токсичности, в т. ч. около 120 микотоксинов [13]. Опасность микотоксинов выражается в токсическом эффекте при малых количествах в сырье и способности диффундировать в продукцию хлебопечения [5]. Санитарные нормы и правила рекомендуют в муке высшего, первого и второго сортов определение микотоксинов: алфатоксин В1; дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин); токсин Т-2; зеараленон.
Алфатоксин В1 наиболее токсичен, его патогенность зависит от наличия одного или двух токсинов (токсина А и токсина В.), вызывающих диарею.
Встречается в сельскохозяйственных культурах Сибирского региона: ячмень, соя, пшеница, подсолнечник, кукуруза.
По данным таблицы видно, что в образцах муки обнаружено содержание микотоксина – алфатоксин В1 в муке первого сорта (0.0013±0.0003 мг/кг) и второго сорта (0.0018±0.0002 мг/кг) в дозах, не превышающих ПДК.
Дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин) – вторичный метаболит, относящийся к типу трихотеценовых микотоксинов. Вырабатывается разновидностями плесени рода Fusarium (особенно F. Graminearum). Токсичен, иммунодепресант, вызывает заболевание почек.
Встречается в сельскохозяйственных культурах Сибирского региона: пшеница, кукуруза, ячмень, овес, рожь.
По данным таблицы видно, что в образцах муки обнаружено содержание микотоксина дезоксиниваленола – в муке второго сорта (0,1±0,003 мг/кг) в дозах, не превышающих ПДК.
Токсин Т-2 относится к трихотеценовым микотоксинам (трихотеценам), продуцируется при метаболизме токсинов плесневых грибов рода фузариум (Fusarium). Чрезвычайно токсичен, вызывает в результате пищевого отравления у людей и животных алиментарно-токсическую алейкию (недостаток лейкоцитов).
Встречается в сельскохозяйственных культурах Сибирского региона: зерновые культуры, в т. ч. пшеница, а также кукуруза, соя.
По данным таблицы видно, что в образцах муки обнаружено содержание микотоксина – токсин Т-2 в муке второго (0,007±0,003 мг/кг) в дозах, не превышающих ПДК.
Зеараленон – продуцируется плесенью рода Fusarium (Fusarium graminearum). Эстрогенный микотоксин, являющийся причиной эстрогенных реакций и нарушающий репродуктивную функцию животных.
Встречается в сельскохозяйственных культурах Сибирского региона: ячмень, кукуруза, овес, пшеница.
По данным таблицы видно, что в образцах муки высшего, первого и второго сортов не обнаружено содержание микотоксина – зеараленона.
Обнаружение и исследование содержания микотоксинов (алфатоксин В1; дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин); токсин Т-2; зеараленон) в пшеничной муке разных сортов показали, что мука высшего сорта отличается высоким качеством и не содержит микотоксинов; мука первого сорта содержит микотоксин – алфатоксин В1; мука второго сорта содержит микотоксины – алфатоксин В1 и токсин Т-2. Их содержание в пшеничной муке первого и второго сортов не превышает ПДК, однако, так как микотоксины способны аккумулироваться в организме человека и животных, требуется их изучение и контроль содержания присутствующих микотоксинов.
Рис. 1. Содержание микотоксинов в муке разных сортов, мг/кг
Необходимо отметить, что микотоксины в процессе технологической обработки пищевых продуктов практически не разрушаются [14].
Тяжелые металлы. Токсические элементы, подлежащие контролю как в продовольственном сырье, так и в пищевых продуктах. Особенное значение имеет контроль за содержанием тяжелых металлов в продовольственном сырье, полученном вблизи промышленных предприятий горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, химической и иной промышленности. А также при выращивании зерновых культур вблизи крупных автомагистралей. Рекомендуется проверять продовольственное сырье чаще, чем готовую продукцию [15].
Содержание тяжелых металлов (свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк) в пшеничной муке разных сортов показано в таблице и на рисунке 2. Анализ полученных результатов представлен в публикации автора [7, 8]. Содержание тяжелых металлов не превышает ПДК, однако такие элементы, как свинец, ртуть и кадмий, являются высоко токсичными и способны не только накапливаться в организме, но и имеют отдаленные проявления токсического действия при их длительном поступлении в организм с пищевыми продуктами.
Рис. 2. Содержание тяжелых металлов в муке разных сортов, мг/кг
Анализ проведенного корреляционного анализа между тяжелыми металлами (медь – ртуть; цинк – кадмий) показал существование зависимости содержания токсиканта от близости к источникам загрязнения (рис. 3, 4).
Рис. 3. Связь между содержанием ртути и меди в муке разных сортов [8]
Анализ рисунка 3 показал, что между содержанием ртути и меди в муке разных сортов выявлена статистически значимая (p < 0,01) положительная (r = 0,999925) корреляционная связь. Их содержание в исследуемых образцах муки, вероятно, может свидетельствовать о едином источнике выбросов этих токсичных веществ.
Рис. 4. Связь между содержанием цинка и кадмия в разных сортах
пшеничной муки нелинейного характера
Между содержанием других тяжелых металлов, например цинка и кадмия (см. рис. 4), также выявлены положительные связи (коэффициенты корреляции от 0,621 до 0,975), носящие уже нелинейный характер.
Наименьшее содержание тяжелых металлов определено в муке высшего сорта, что говорит о ее высоком качестве. Их большее количество находится в муке второго сорта, хотя также не превышает ПДК.
Заключение
1. В зерне пшеницы могут находиться все исследованные микотоксины.
2. Содержание микотоксинов (алфатоксин В1; дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин); токсин Т-2; зеараленон) в пшеничной муке разных сортов показало, что мука высшего сорта отличается высоким качеством и не содержит микотоксинов; мука первого сорта содержит микотоксин – алфатоксин В1; мука второго сорта содержит микотоксины – алфатоксин В1 и токсин Т-2, содержание их не превышает ПДК.
3. Наименьшее содержание тяжелых металлов определено в муке высшего сорта, что говорит о ее высоком качестве. Их большее количество находится в муке второго сорта, хотя также не превышает ПДК.
4. Между содержанием ртути и меди в муке разных сортов выявлена статистически значимая (p < 0,01) положительная (r = 0,999925) корреляционная связь, вероятно, это может свидетельствовать о едином источнике выбросов этих токсичных веществ.
1. Толмачева Т.А., Новикова А.В. Технология отрасти: технология сахаристых и мучных кондитерских изделий: учеб. пособие. СПб.: Лань, 2021. 128 с.
2. Типсина Н.Н. Новые виды хлебобулочных изделий с использованием нетрадиционного сырья / Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красно-ярск, 2009. 168 с.
3. Типсина Н.Н., Селезнева Г.К. Использова-ние разных сортов муки в производстве хлебобулочных изделий // Вестник Крас-ГАУ. 2011. № 10. С. 204–209.
4. Гречишникова Н.А., Типсина Н.Н. Управле-ние хлебопекарными свойствами пшенич-ной муки // Проблемы современной аграр-ной науки: мат-лы Междунар. науч. конф. Красноярск, 2015. С. 117–120.
5. Тутельян В.А., Кравченко Л.В. Микотокси-ны. М.: Медицина, 1985. 307 с.
6. Поздняковский В.М. Гигиенические основы питания, качество и безопасность пищевых продуктов: учебник. 5-е изд., испр. и доп. Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007. 445 с.
7. Демиденко Г.А. Содержание тяжелых ме-таллов в муке и готовой продукции хлебо-печения // Вестник КрасГАУ. 2015. № 4. С. 47–49.
8. Демиденко Г.А. Безопасность муки и гото-вой продукции хлеба // Вестник КрасГАУ. 2022. № 5. С. 234–240.
9. ГОСТ 33682-2015. Стандарт. Продукты пи-щевые Определение Т 2 токсина хромато-графическим методом. М., 2015.
10. Сояк Л. Разделение и идентификация изо-мерных углеводородов методами капил-лярной газовой хроматографии и сочетание ее с масс-спектрометрией и ИК-Фурье-спектроскопией // Российский химический журнал. 2003. Т. 47, № 2. С. 51–69.
11. ГОСТ 30178-96. Сырье и продукты пище-вые. Атомно-абсорбционный метод опре-деление токсичных элементов. М., 1996.
12. Хижняк С.В., Пучкова Е.П. Математические методы в агроэкологии и биологии: учеб. пособие / Краснояр. гос. аграр. ун-т. Крас-ноярск, 2019. 240 с.
13. Елесеева С.И. Контроль качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на хлебозаводе: учеб.-метод. пособие. М.: Аг-ропромиздат, 1987. 191 с.
14. Скуратовская О.Д. Контроль качества про-дукции физико-химическими методами. Хлебобулочные изделия. 2-е изд., доп. и перераб. М.: ДеЛи принт, 2002. 102 с.
15. Сергеев А.Г., Латышев М.В. Сертифика-ция: учеб. пособие. М.: Логос, 1999. 345 с.
