ясо важкий метал харчування
1.2.1 Сполуки меркурію (ртуті)
Вони належать до найнебезпечніших забруднювачів біосфери. Великі кількості цих сполук містяться у стоках хімічних заводів (підприємств, які виробляють натрію гідроксид, ацетальдегід), паперових і целюлозних виробництв, у продуктах спалювання кам'яного вугілля. Щороку в результаті спалювання кам'яного вугілля в атмосферу планети викидається близько 3000 т меркурію. Сполуки меркурію є діючою речовиною багатьох пестицидів, які використовуються для протравлення насіння рослин, а також для виробництва деяких лікарських препаратів, що використовуються в тваринництві.
У ґрунті сполуки меркурію містяться у вигляді менш токсичного меркурію сульфуристого або можуть вноситися в нього з протравленим насінням (гранозан, агрозан, агронал, меркургексан та ін.). У воді сполуки меркурію піддаються біотрансформації в бактеріях, зоопланктоні з наступним їх накопиченням в організмі риб і морських тварин у вигляді метилмеркурію, який дуже токсичний, діє на центральну нервову систему, нирки, печінку та інші органи травлення. Якщо в основних харчових продуктах вміст меркурію менший, ніж 60 мкг на 1 кг продукту, то в прісноводній рибі з незабруднених рік і водойм цей вміст становить від 100 до 200 мкг/кг маси тіла, а із забруднених - 500-700 мкг/кг. Середня кількість меркурію в морській рибі - 150 мкг на 1 кг.
Токсична небезпека меркурію виражається у взаємодії з SH-групами білків. Блокуючи їх, меркурій змінює біологічні властивості тканинних білків та інактивує низку гідролітичних і окисних ферментів. Меркурій, який проникнув у клітину, може включитися в структуру ДНК, що позначається на спадковості людини.
У харчових продуктах підвищений вміст меркурію найчастіше буває в результаті згодовування тваринам рибного борошна, риби із вмістом сполук меркурію, а також після згодовування тваринам зерна, обробленого цими препаратами.
Згодовування тваринам зерна, обробленого пестицидами із вмістом меркурію, супроводжується 60-добовим виділенням останнього з молоком, а також зумовлює накопичення його в продуктах забою (до 20 мг/кг в м'язовій тканині, до 60-80 мг/кг - в нирках і печінці).
Органічні сполуки меркурію - стійкі речовини з кумулятивними властивостями. В організмі людини період їх напіврозпаду становить 70 днів. Метил меркурій та інші алкільні сполуки характеризуються ембріотоксичною і мутагенною дією.
Продукти тваринництва, які містять сполуки меркурію, використовувати для харчових цілей, незалежно від їхньої кількості, заборонено (природний вміст меркурію в організмі тварин: у печінці - не більше від 0,03 мг/кг, у нирках - не більше від 0,05 мг/кг) [5].
Для запобігання випуску продуктів тваринництва, забруднених сполуками меркурію, необхідний суворий контроль. Перевірці на вміст меркурію мають піддаватися всі продукти у тих випадках, коли є підозра у неблагополучній екологічній ситуації.
.2.2 Сполуки арсену (миш'яку)
Світове виробництво арсену становить приблизно 50 тис. т на рік. Останнім часом виробництво арсену кожні десять років зростає на 25%. Основну небезпеку становить техногенне забруднення довкілля сполуками арсену навколо мідеплавильних заводів, підприємств, які переробляють кольорові метали, спалюють буре вугілля. Арсен використовують у виробництві барвників, склоемалей.
Іншим джерелом забруднення продуктів арсеном є лікувальні препарати, які його містять: осарсол, новарсенол, міарсенол, автоксіл, амінорсен, акарициди, натрію й кальцію арсенат та ін. Застосування цих препаратів у тваринництві впродовж тривалого часу або у високих дозах може призвести до їх накопичення у м'ясі, молоці, а за антикоростяних оброблень - у вовні.
Для арсену, як і для меркурію, характерна реакція метилювання. У природі спостерігається перехід арсенатів в арсеніти, а потім під час їх метилювання відбувається утворення метиларсенатної і диметиларсенітної кислот. В аеробних умовах утворюється триметиларсин, в анаеробних - диметиларсин, які включаються в харчові ланцюги і мережі [5].
Внаслідок великого поширення в довкіллі та використання в сільському господарстві арсен наявний у більшості харчових продуктів. Зазвичай його вміст у харчових продуктах низький - менш як 0,5 мг/кг і зрідка перевищує 1 мг/кг, за винятком деяких морських організмів, що мають здатність акумулювати цей елемент. За відсутності великих забруднень вміст арсену становить, мг/кг: в хлібних виробах - до 2,4, фруктах - 0,17, напоях - 1,3, м'ясі - 1,4, молочних продуктах - 0,2.
У морських продуктах міститься більше арсену, зазвичай на рівні 1,5-15,3 мг/кг.
Арсен наявний майже в усіх прісних водах. Однак у питній воді з різних джерел рівні вмісту арсену визначаються природою порід, що залягають. У деяких геологічних формаціях залягає арсенопірит, що є джерелом арсену в прісних водах і зумовлює збільшення його концентрації до 0,5-1,3 мг/л. Регулярне використання таких вод у домашньому господарстві може призвести до надлишкового надходження арсену в організм і зумовити симптоми хронічного отруєння [12].
Крім гострого і хронічного токсичного впливу, сполуки арсену мають канцерогенну і гонадотропну дію. Людина з різних джерел отримує щоденно приблизно 0,1 мг/кг арсену, що близько до максимально допустимого рівня. За підвищення концентрації арсену існує небезпека інтоксикації, оскільки його сполуки мають високу кумуляцію.
Карциноми, індуковані арсеном, виникають в основному в шкірі, легенях, печінці. Відомі масові випадки раку шкіри у людей, які виникли внаслідок використання одягу, виготовленого з вовни, що містила сполуки арсену після протикліщового оброблення овець [2].
Запобігти випуску небезпечних продуктів можливо, якщо їх піддавати ретельним лабораторним дослідженням на арсен. Необхідно також суворо дотримуватися регламенту щодо використання препаратів арсену, термінів отримання від оброблених тварин м'яса, молока, яєць, вовни.
.2.3 Сполуки кадмію
Кадмій - один із найнебезпечніших токсикантів зовнішнього середовища. У природному середовищі кадмій зустрічається в дуже малих кількостях, саме тому його отруйна дія була виявлена лише недавно. Сполуки кадмію в невеликих кількостях (0,1 мг/кг) містяться в ґрунті, багатьох продуктах, мінеральних добривах, деяких фунгіцидах.
Джерелом кадмію є арматура, пофарбована кадмієвими сполуками, пластмаса, яка використовується для машин, обладнання в сільському господарстві і харчовій промисловості. В усьому світі у довкілля його викидається приблизно 500 т [1].
Кадмій майже неможливо вилучити з природного середовища, тому він дедалі більше накопичується в ньому і потрапляє різними способами в харчові ланцюги людей і тварин.
Найбільше кадмію ми отримуємо з рослинною їжею. Кадмій легко переходить із ґрунту в рослини, останні поглинають до 70% його з ґрунту і лише 30% - із повітря. В окремих продуктах, досліджених у США, Австралії, Великій Британії, країнах СНД, виявлено такі кількості кадмію (мкг/кг): у хлібі - 2-4,3, зернових -28-05, горосі - 15-19, квасолі - 5-12, картоплі - 12-50, капусті - 2-26 , помідорах -10-30, салаті - 23, фруктах - 9-42, рослинній олії - 10-50, цукрі - 5-13, яблуках -2-19. Експерти ФАО вважають, що доросла людина з раціоном отримує 30-150 мкг кадмію на добу, причому в Європі - 30-60 мкг, в Японії - 30-100 мкг, у кадмієвих геохімічних районах - близько 300 мкг [10].
Кількість кадмію, що потрапляє до організму людини, залежить не тільки від споживання нею кадмієвмісних харчових продуктів, а й великою мірою від якості її дієти. Зокрема ферум може суттєво змінити акумуляцію кадмію. Достатня кількість феруму в крові, очевидно, гальмує його акумуляцію. Крім того, великі дози вітаміну D діють як протиотрута під час отруєння кадмієм. ВООЗ вважає максимально допустимою величину надходження кадмію для дорослих людей 500 мкг на тиждень.
Накопичується кадмій в основному в нирках і меншою мірою - печінці. Нирки тварин можуть містити до 40-200 мг/кг кадмію. Внаслідок високого вмісту кадмію в нирках старих тварин і птахів їх доцільно направляти на утилізацію. Кадмій і його солі мають сильну подразнювальну і нейротоксичну дію на організм людини, тварин, спричиняючи порушення функції багатьох ферментативних систем, фосфорно-кальцієвого (остеопороз), білкового і мінерального обміну. За досягнення в нирках високої концентрації (до 200 мг/кг) порушується їх сечовидільна функція.
В Японії відома хвороба "ітаі-ітаі", пов'язана з хронічним отруєнням кадмієм через воду. Хвороба супроводжується ураженням нирок, розм'якшенням кісткової тканини, а також віддаленою мутагенною, ембріотоксичною, гонадотоксичною дією.
Кадмій небезпечний у будь-якій формі - прийнята усередину доза 30-40 мг може виявитися смертельною. Тому навіть споживання напоїв із пластмасової тари, матеріал якої містить кадмій, надзвичайно небезпечне.
Кадмій, що потрапив в організм, виводиться дуже повільно (0,1 % на добу), легко може відбуватися хронічне отруєння. Ранні симптоми отруєння виявляються у вигляді ураження нирок і нервової системи з наступним виникненням гострих кісткових болів. Типовим також є порушення функції легень [2].
1.2.4 Сполуки плюмбуму (свинцю)
У довкіллі підвищений вміст плюмбуму пов'язаний головним чином з техногенним забрудненням повітря, ґрунту, води. Джерела забруднення - енергетичні установки, які працюють на вугіллі, рідкому паливі, двигуни внутрішнього згорання, пальне з антидетонатором -тетраетилплюмбумом.
Промислові викиди, вихлопні гази двигунів потрапляють на ґрунт, траву, що призводить до збільшення плюмбуму в кормових рослинах у десятки разів.
Плюмбум міститься в мікрокількостях майже повсюдно. У ґрунтах зазвичай його міститься від 2 до 200 мг/кг.
У радіусі кількох кілометрів від підприємств, які переробляють плюмбум, концентрація цього металу в деяких овочах і фруктах коливається в межах (мг/кг); у помідорах - 0,6-1,2, огірках - 0,7-1,1, у перці - 1,5-4,5, баклажанах - 0,5-0,75, картоплі - 0,7-1,5. У різних сортах винограду кількість плюмбуму в цих районах досягає 1,8-3,8 мг/кг. Вміст його в пшениці і горосі коливається від 20 до 22 мг/кг, а в зеленій і сухій рослинній масі, які використовують як фураж, його вміст становить відповідно близько 60 і 36 мг/кг. Годівля сільськогосподарських тварин таким фуражем становить серйозну небезпеку через забруднення плюмбумом молока і м'яса цих тварин. Частина плюмбуму, що потрапив в організм тварин, виводиться з молоком і до 95% відкладається в кістках.
Пестициди, що містять плюмбум, можуть збільшити вміст останнього у фруктах і овочах, а за досить тривалого використання таких пестицидів плюмбум надходить у продукти безпосередньо із забрудненого ґрунту [1].
Під час технологічного оброблення продуктів основним джерелом надходження плюмбуму є бляшана банка, що використовується для упакування від 10 до 15% харчових виробів. Плюмбум потрапляє в продукт зі свинцевого олювання у швах банки. Встановлено, що близько 20% його в щоденному раціоні людей (крім дітей до року) надходить із консервованої продукції, в тому числі від 13 до 14% з олювання, а решта 6-7% - із самого продукту. Останнім часом завдяки впровадженню нових методів запаювання і закатування банок вміст плюмбуму в консервованій продукції зменшується [5].
Близько 10% спожитого з їжею, питвом і з повітря плюмбуму абсорбується в шлунково-кишковому каналі. На ступінь абсорбції можуть впливати різні чинники. Наприклад, зниження вмісту кальцію призводить до посилення абсорбції плюмбуму. Вітамін D збільшує поглинання і кальцію, і плюмбуму. Недостатність феруму також сприяє абсорбції плюмбуму, що можна спостерігати під час голодування. До такого самого ефекту призводить дієта з підвищеним вмістом вуглеводів за дефіциту білків.
Після потрапляння у кровоносну систему плюмбум розноситься по всьому тілу, включаючись у клітини крові і плазму. У крові він в основному включається в еритроцити, де його концентрація майже в 16 разів вища, ніж у плазмі. Певна кількість плюмбуму надходить у мозок, однак накопичується там незначно. Встановлено, що напівперіод біологічного розпаду для плюмбуму становить в організмі загалом п'ять років, у кістках людини - десять років.
Плюмбум токсично впливає на чотири системи органів: кровотвірну, нервову, шлунково-кишкову і ниркову. Гостре отруєння плюмбумом зазвичай проявляється у вигляді шлунково-кишкових розладів. Разом з втратою апетиту, диспепсією, запорами можуть бути приступи кольок з інтенсивними пароксизмальними болями в животі.
Добре вивчено вплив плюмбуму на нервову систему - і центральну, і периферичну. Симптомами реагування нервової системи на його надходження є гостра енцефалопатія, зниження розумових здібностей^ агресивне поводження. Ураження периферичної нервової системи виражається в так званих "свинцевих паралічах", що призводять до паралічу м'язів рук і ніг.
За даними ВООЗ, тривалий вплив плюмбуму за його концентрації в крові понад 70 мкг/мл може призвести до хронічної незворотної нефропатії. Експерти ФАО і ВООЗ встановили величину максимально допустимого надходження плюмбуму для дорослої людини - 3 мг на тиждень [2].
.2.5 Сполуки купруму (міді)
Купрум (мідь) міститься майже в усіх харчових продуктах. Добова потреба дорослої людини у купрумі становить 2-2,5 мг, тобто 35-40 мкг/кг маси тіла, дітей - 80 мкг/кг. Однак за нормального вмісту в їжі молібдену і цинку - фізіологічних антагоністів купруму, за оцінкою експертів ФАО, добове споживання останнього може становити не більше 0,5 мг/кг маси тіла (до 30 мг у раціоні).
Споживання в їжу багато солей купруму спричиняє токсичні ефекти у людей і тварин, зазвичай зворотні. Під час випадкового потрапляння великих кількостей купруму в організм людей, які обробляють виноградники бордоською сумішшю, виявляються симптоми ураження легень, які гістологічно нагадують силікоз. Деякі автори зазначають взаємозв'язок між розвитком раку легень і нагромадженням купруму.
Летальною для організму людини є концентрація купруму 0,175-0,250 г/добу.
Гігієнічними вимогами до якості і безпеки продовольчої сировини й харчових продуктів передбачається обов'язковий контроль за вмістом купруму в харчовій продукції [12].
.2.6 Цинк
Цинк міститься в багатьох харчових продуктах і напоях, особливо в продуктах рослинного походження. Надлишок цинку проявляє токсичний вплив на організм. Токсичні дози солей цинку діють на шлунково-кишковий канал. Це призводить до гострого, але виліковного захворювання, що супроводжується нудотою, блюванням, болем у шлунку, кольками і діареєю.
Відомі кілька випадків, які сталися головним чином через використання залізного посуду з гальванічним цинковим покриттям. Тому для приготування їжі з підвищеною кислотністю небажано використовувати місткості з цинковим покриттям, оскільки при цьому метал може розчинятися. Надходження цинку в організм людини у концентрації 6 г/добу може зумовити летальний кінець [5].
.2.7 Станум (олово)
Висока концентрація стануму в їжі може призвести до гострого отруєння. Токсична його доза для людини становить 5-7 мг/кг маси тіла. Після вживання їжі із вмістом стануму 250 мг/кг з'являється нудота, блювання й інші симптоми отруєння [9].
.3 Гігієнічна характеристика мяса та мясопродуктів
Мясо та мясопродукти - специфічний вид сировини. До особливостей, які його відрізняють, можна віднести те, що являючись джерелом повноцінного білка, мясо та мясопродукти полікомпонентні за складом, неоднорідні за морфологічною будовою, неадекватні за функціонально-технологічними властивостями, біологічно активні та під дією зовнішніх факторів лабільно змінюють свої характеристики.
Мясо та мясопродукти - звична і водночас дивовижна складова частина нашого раціону харчування. Унікальність мяса - в його високій енергоємності, збалансованості амінокислотного складу білків, наявності біактивних речовин та високій засвоюваності, що у сукупності забезпечує нормальну фізичну та розумову діяльність людини.
Під мясом розуміють туші та їх частини, які одержують під час забою худоби; до складу мяса входять мязова, жирова, кісткова, сполучна тканини та кров.
На жаль, вміст мяса та мясопродуктів у раціонах харчування населення України є невеликим. Споживання мяса та мясопродуктів згідно з фізіологічними нормами - 78 кг за рік на одну людину, а фактично складає близько половини від цього значення.
Санітарна доброякісність мяса залежить від екологічної ситуації, у якій знаходяться тварини, технології кормовиробництва, вирощування та відгодівлі, умов утримування.
Екологічна ситуація у регіоні відбувається на рівні контамінації рослинних кормів важкими металами, стійкими пестицидами, радіонуклідами.
Технологія виробництва рослинних кормів також повязана з використанням пестицидів, що веде до їх контамінації цими препаратами. Ці контамінати надходять в організм тварини чи птиці, накопичуються у мязовій та жировій тканинах мяса, у жирі та кістках.
Крім того, можливе їх забруднення токсигенними міксоміцетами. Для умов України особливе значення має забруднення кормів спорами A. flavus та A. parasiticus, які продукують афлатоксини (АТ). З усіх афлатоксинів В1 вважають найнебезпечнішим, за його наявністю оцінюють рівень контамінації мяса та мясопродуктів мікотоксинами.
Також у корми включають різні білково-вітамінні добавки та збагачувальні суміші - премікси. Речовини, які не включаються у метаболічні цикли, накопичуються у мясі чи переходять у молоко продуктивних тварин (яйця птахів). Інтенсивне тваринництво та птахівництво повязане ще з одним чинником - присутністю небезпечних гормональних препаратів (біостимуляторів), які використовують для інтенсифікації відгодівлі.
Застосування лікарських препаратів і кормових добавок у ветеринарії, тваринництві і птахівництві вимагає дотримання визначених гігієнічних правил, спрямованих на зниження забруднення продовольчої сировини і харчових продуктів. Представляється важливим забезпечити необхідний контроль залишкових кількостей забруднювачів у продуктах харчування, використовувати швидкі і надійні методи їхнього аналізу. Актуальність розглянутої проблеми обумовлена розширенням постачань закордонної продукції з дуже різноманітним спектром дозволених там препаратів.
У якості основних профілактичних заходів слід зазначити дотримання гігієнічних правил застосування лікарських засобів і кормових добавок, проведення подальших робіт з вивчення механізму їхньої фармакологічної дії і можливих віддалених наслідків. Не менш важливе значення має нагромадження банку використовуваних препаратів, їхня ідентифікація, розробка достовірних методів визначення в продовольчій сировині і харчових продуктах [6].
Споживання населенням мяса та мясопродуктів, які мають високі рівні контамінації, може негативно впливати на метаболічні процеси, травлення та засвоєння нутрієнтів, знижувати імунозахисні сили або сенсибілізувати організм, чинити загально-токсичну дію. Захист внутрішнього середовища населення від надходження контамінантів із мясом та мясопродуктами є одним із основних завдань гігієни харчування. У практичному плані це завдання вирішується таким чином, щоб рівень контамінації мяса та мясопродуктів не перевищував ГДК. Дотримання цих регламентів гарантує санітарну доброякісність мяса та мясопродуктів. Рівень основних ксенобіотиків у мясі та мясопродуктах наведений нижче.
Таблиця
Назва ксенобіотика, мг/кгГДК Свинець0,5 (консерви з мяса та птиці - 2, внутрішні органи - 0,6; жири - 0,3)Кадмій0,05 (консерви - 0,1; внутрішні органи - 0,3)Мишяк0,1 (нирки - 1; внутрішні органи - 1)Ртуть0,03 (внутрішні органи - 0,1; нирки - 0,2)Мідь5 (внутрішні органи - 20; нирки - 20)Цинк70 (внутрішні органи - 100; нирки - 100)
Більшість важких металів належить до елементів слабкого і дуже слабкого біологічного захвату. Вони трансформуються в організм тварин та їх продукцію. Навіть у невеликих концентраціях важкі метали можуть мати сильну токсичну дію на живий організм через здатність заміщати мікроелементи в реактивних центрах ензимів, змінюючи їхню функцію, беручи участь у нуклеїновому обміні, біосинтезі білків, каталізувати реакції поза ензимами.
Купрум потрапляє до організму внаслідок споживання забруднених кормів та при безконтрольному застосуванні стимуляторів росту, які містять Купрум, і може призвести до отруєння людей. При інтоксикації Купрумом спостерігається втрата апетиту, спрага, задишка, скорочується період життя еритроцитів. Смерть наступає внаслідок печінкової коми.
Найбільш часто в харчових продуктах зустрічається Свинець, який має техногенне походження, виражену токсикологічну та кумулятивну дію. Згодовування тваринам кормів з придорожніх зон призводить до накопичення Свинцю в їх організмі, який виступає як інгібітор систем метаболізму, блокує участь останніх у формуванні адаптивних реакцій клітин в нормі та патології. При споживанні мяса від таких тварин у значній кількості може виникнути тяжке гостре отруєння, а при незначних дозах, але частому споживанні - хронічне. При щоденному надходженні до організму 2 мг Свинцю отруєння розвивається через декілька тижнів, внаслідок чого уражується мозок, навіть можуть виникнути пухлини мозку [8].
2. Власні спостереження
.1 Методи визначення вмісту важких металів у мясі та мясопродуктах
Визначення токсикантів є комплексним і включає в себе кілька етапів, кожен з яких може використовуватися як самостійно, так і в комплексі. Важкі метали і миш'як в біологічних об'єктах міцно пов'язані з білками. Для їх визначення необхідно зруйнувати ці комплекси (альбумінати). Мета досягається сухою, мокрою мінералізацією або кислотною екстракцією (у разі аналізу жирових продуктів досліджуваного матеріалу).
Спосіб сухої мінералізації заснований на повному розкладанні органічних речовин шляхом спалювання зразка сировини або продукту в електропечі при контрольованому температурному режимі. Цей спосіб рекомендується використовувати при підготовці проб всіх видів м'ясної сировини і продуктів, крім жирів, для визначення вмісту свинцю, кадмію, міді, цинку методом атомно-абсорбційної спектрометрії.
Спосіб мокрої (кислотної) мінералізації заснований на повному руйнуванні органічних речовин проби продукту при нагріванні з сірчаною та азотною концентрованими кислотами з додаванням хлорної кислоти або пероксиду водню і може бути використаний для дослідження всіх видів м'ясної сировини та продуктів, крім тваринних жирів.
Спосіб мокрої мінералізації застосовується при підготовці проб для якісних реакцій виявлення свинцю і цинку, якісного та кількісного визначень миш'яку, визначення олова в м'ясній сировині і продуктах, за винятком жирових, а також для визначення вмісту міді у всіх видах продуктів, включаючи жири.
Спосіб кислотної екстракції (неповної мінералізації) заснований на екстракції токсичних елементів з проби продукту при кип'ятінні з розведеними розчинами соляної або азотної кислоти. Спосіб може бути використаний при підготовці проб для визначення вмісту в тваринних жирах міді колориметричним методом, а також інших токсичних елементів методами атомно-абсорбційної спектроскопії та вольтамперометрії.
Рекомендації щодо вибору конкретних методів визначення токсичних елементів у м'ясі і м'ясних продуктах та відповідних способів підготовки проб наведені в таблиці 2.1.1.
Таблиця 2.1.1. Методи визначення токсичних елементів у м'ясі і м'ясних продуктах
Токсичний елементМетод визначенняСпосіб мінералізації пробСвинецьКолориметричний (якісні реакції)МокраНефелометричнийСухаАтомно-абсорбційної спектрометріїСухаПолярографічнийСухаМишякКолориметричнийСуха або мокраКадмійПолярографічнийСухаРтутьКолориметричнийДеструкція закритим або відкритим способомМідьКолориметричний (якісні реакції)МокраАтомно-абсорбційної спектрометріїСухаПолярографічнийСухаКолориметричний (кількісне визначення)Суха або мокраЦинкКолориметричнийМокраПолярографічнийСуха
При високому вмісті токсичних металів і миш'яку в м'ясі та продуктах забою тварин їх присутність можна виявити при проведенні мінералізату нескладних якісних кольорових або інших специфічних реакцій.
Методи якісного виявлення свинцю в мінералізаті основані на його розчиненні в ацетаті амонію з подальшим проведенням кольорової реакції з дитизоном або мікрокристалоскопічних реакцій.
Метод виявлення міді заснований на екстрагуванні її з мініралізата хлороформом у вигляді діетилдітіокарбаміната міді, наступного витіснення з цього з'єднання у водний шар ртуттю, де вона і виявляється відповідними кольоровими реакціями. Метод виявлення цинку заснований на екстракції цинку з мінералізату хлороформом, зв'язуванні іонів кадмію і міді (які заважають виявленню цинку) тіосульфатом натрію або сечовиною.
Метод якісного та кількісного визначення миш'яку (по Зангер-Блеку) заснований на відновленні миш'яку до водню AsH3, який при взаємодії з хлоридом HgCl2 або бромідом ртуті HgBr2 утворює забарвлене в жовтий або жовтувато-коричневий колір з'єднання.
Кількісне визначення свинцю нефелометричним методом ґрунтується на отриманні сульфату свинцю, розчиненні його в ацетаті амонію і наступній взаємодії з хроматом калію, що супроводжується утворенням малорозчинного у воді хромату свинцю РbСrO4.
Атомно-абсорбційна спектрометрія заснована на вимірюванні поглинання електромагнітного випромінювання атомною «парою» аналізованої речовини. Різниця інтенсивності випромінювання до і після проходження через аналізований зразок вимірюють фотометрично.
Полярографічний метод визначення токсичних елементів заснований на попередній сухій мінералізації проби продукту, отриманні розчину мінералізату з додаванням фонового електроліту, проведенні аналізу в електролізері, отриманні полярографічних кривих і вимірі висоти піків.
Для кількісного визначення металів використовують метод добавок.
Практичне значення мають і різні колориметричні методи визначення токсичних елементів.
Наприклад, колориметричний метод визначення ртуті заснований на деструкції аналізованої проби м'яса або м'ясних продуктів сумішшю азотної та сірчаної кислот, осадженні ртуті йодидом міді і наступному колориметричному визначенні у вигляді тетрайодомеркурата міді шляхом візуального порівняння зі стандартною шкалою. Мінімальна обумовлена маса ртуті становить 0,15 мкг в пробі.
Фотоколориметричні методи визначення міді і миш'яку в м'ясі та м'ясних продуктах засновані на мінералізації проби і наступному вимірі інтенсивності забарвлення розчину відповідного комплексного з'єднання: міді - з діетилдітіокарбамінатом натрію (жовтого кольору), миш'яку - з діетілдітіокарбамінатом срібла в хлороформі [14].
.2 Дослідження трансформації важких металів при виробництві яловичини з використанням генотипів південної мясної породи
Вченими було досліджено вміст сполук важких металів Купруму (Cu), Свинцю (Pb) і Кадмію (Cd) в яловичині південної мясної породи при вирощуванні в органічному виробництві, а також вміст цих елементів у ґрунтах і вирощених кормах; досліджено динаміку руху цих елементів у системі ґрунт-рослина- тварина-тваринницька продукція. Дослідження проводили протягом 2011-2013 рр. в ТОВ «ФОТА» Амвросіївського району Донецької області на бугайцях південної мясної породи, яких утримували за технологією органічного виробництва. Дослідження вмісту важких металів Cu, Pb, Cd, Zn, Mn у ґрунтах, кормах та яловичині проводили методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії у сертифікованій лабораторії ІТСР «Асканія-Нова» (Атестаційне свідоцтво № PЧ-047/2012 видано ДП «Херсонстандартметрологія» 20.06.2012 р.) з урахуванням вимог ICAR.
Матеріали, отримані в дослідженні, оброблені за алгоритмами М.О.Плохінського з використанням компютерної програми Excel. Вміст сполук важких металів у ґрунті дослідних ділянок наводиться в таблиці 2.2.1.
Таблиця 2.2.1 Вміст сполук важких металів в ґрунті дослідних ділянок
Ґрунт ділянокВміст валових форм, мг/кгCu (n=7) M±mPb (n=7) M±mCd (n=7) M±mZn (n=7) M±mMn (n=7) M±mПасовища:21,343,150,02623,086,50-еспарцету15,906,310,11028,061,60-суданської трави22,905,110,11021,467,80-кукурудзи на силос20,604,500,07024,659,80Середнє 2011-2013 рр.20,57±1,604,28±0,620,05±0,0123,2±0,9068,92±3,01Lim15,9-22,93,15-6,310,026-0,1121,4-28,059,8-86,5ГДК13220,03,050,01500Ґрунт заповідника «Асканія-Нова»12-157-120,1020-32234-342
Аналіз матеріалів таблиці 2.2.1 свідчить про те, що вміст сполук важких металів у досліджених ґрунтах значно нижчий за ГДК: за сполуками Купруму в 6,6 рази, Свинцю - 4,7 рази, Кадмію - 60 разів, Цинку - 2,15 рази, Марганцю - 21,74 рази. Порівняння матеріалів щодо вмісту сполук важких металів у ґрунтах, на яких розміщувалися природні пасовища та вирощувалися кормові культури, з вмістом цих забруднювачів у ґрунті заповідного степу біосферного заповідника «Асканія - Нова» з мінімальним господарським та антропогенним навантаженням, а також незначним фоновим переносом довело наступне. За вмістом сполук Купруму ґрунти дослідних ділянок перевищують заповідний степ (15,9-22,9 проти 12- 15 мг/кг), але на обох ділянках вміст цього елемента в 4,58-11 разів нижчий за ГДК (132 мг/кг). За вмістом сполук Свинцю, Кадмію, Цинку, Марганцю дослідні ділянки поступаються ґрунтам заповідника. На обох обєктах вміст цих елементів значно нижчий за ГДК. Аналіз наведених матеріалів свідчить про те, що за вмістом агресивних забруднювачів хімічної природи ґрунти дослідних ділянок близькі до ґрунтів біосферного заповідника «Асканія-Нова», який є еталоном екологічної чистоти з найнижчим антропогенним впливом на біосферу. Тобто за вмістом агресивних забруднювачів хімічної природи і динамікою їх руху за роками досліджень ґрунти дослідних ділянок відповідають умовам органічного виробництва. Вміст забруднювачів хімічної природи в кормах (табл.. 2.2.2) свідчить про те, що рівень валових форм важких металів у них значно нижчий за ГДК: за вмістом Cu в 1,42-2,24 рази (ГДК 6,60 мг/кг); Pb - 8,52- 12,9 рази (ГДК 4,26 мг/кг); Cd - 30-500 разів; Zn - 2,22 рази (ГДК 50 мг/кг).
Таблиця 2.2.2 Вміст сполук важких металів у кормах (мг/кг)
КормиВміст валових форм, мг/кгCuM±mPbM±mCdM±mZnM±mMnM±mПасовищна трава4,65±0,420,50±0,070,005±0,00112,46±1,0229,8±3,1Сіно еспарцетове3,16±0,580,35±0,010,002±0,0001-24,1±0,9Сіно суданкове3,0±0,390,33±0,070,01-17,8Силос кукурудзяний2,95±0,190,38±0,0020,000622,5±1,57Комбікорми3,88±0,490,39±0,0070,00319,2±0,98ГДК6,604,260,350
Вміст важких металів у добовому раціоні при годівлі кормами зі сховищ в зимовий стійловий період наводиться у таблиці 2.2.3, аналіз матеріалів якої свідчить про те, що вміст Cu в 1 кг раціону в 1,63 рази нижчий за ГДК (6,60 мг/кг), Pb - 10,2 рази (ГДК 4,26 мг/кг), Cd - 125 разів (ГДК 0,3 мг/кг), Zn - 2,61 рази (ГДК 50 мг/кг), Mn - 34,18 мг/кг.
Таблиця 2.2.3 Вміст важких металів у добовому раціоні бугайців
КормикгВміст валових форм, мг/кгCuPbCdZnMnСилос кукурудзяний20847,60,012384702Сіно еспарцетове2,05,40,840,0436,049Комбікорм1,24,60,470,0323,0442,1Усього23,2948,90,055443,4793,1В 1 кг раціону, мг4,050,390,002419,0934,18ГДК6,604,260,350,0
Значне зниження вмісту сполук важких металів у кормах зумовлене властивістю клітинних мембран, поглинати певну кількість цих сполук при їх концентрації в ґрунті нижче ГДК без негативного впливу на організм. Поглинальна здатність кормових культур наведена в таблиці 2.2.4.
Таблиця 2.2.4 Коефіцієнт трансформації важких металів у системі ґрунт - рослина (%)
Корми% переходу з ґрунту в кормиCuPbCdZnMnПасовищна трава24,1515,8019,2377,546,34Сіно еспарцетове16,416,6018,1037,48Сіно суданкове15,5810,379,0991,427,68Силос кукурудзяний15,328,410,85
Аналіз матеріалів таблиці 2.2.4 свідчить про те, що пасовищною травою та досліджуваними кормами поглинається з ґрунту Cu - 15,32-24,15 %, Pb - 6,6- 15,8 %, Cd - 0,85-19,23 %, Zn - 77,5- 91,4 %, Mn - 27,68-46,34 %. Найбільш високий рівень трансформації токсичних речовин відмічено в пасовищній траві (24,15-46,34 %), вищий рівень переходу в системі ґрунт - рослина виявлено у сполук Цинку (77,5-91,4 %).
Використання пасовищної трави та кормів польового кормовиробництва для нагулу бугайців та виробництва яловичини забезпечило виробництво продукції екологічно безпечної щодо вмісту сполук важких металів.
Аналіз матеріалів показує, що у бугайців (n=11) вміст найбільш агресивних забруднювачів значно нижчий ГДК: за вмістом Cu в 6,71 рази (ГДК 5 мг/кг), Pb - 1,78 рази (ГДК 0,5 мг/кг, додаток А). Найвищий вміст цих забруднювачів установлено у бугайців 18 міс. віку. Але у бугайців всіх вікових груп вміст сполук важких металів нижчий за ГДК. Кадмій в яловичині бугайців не виявлено в жодній пробі.
Установлено, що при пасовищному утриманні вміст сполук Купруму в яловичині вірогідно вищий, ніж при годівлі кормами зі сховищ (1,01±0,14 проти 0,45±0,04 мг/кг) Р>0,001. Вміст сполук важких металів в яловичині при обох технологіях значно нижчий за ГДК: за сполуками Купруму в 5-11 рази, сполуками Свинцю -1,56- 2,17 рази. Сполуки Кадмію відсутні. При дослідженні переходу важких металів з кормів в яловичину установлено, що в середньому з кормів у яловичину переходить: сполук Купруму - 18,92-29,8 %, Свинцю - 52,8-73,7 %, Кадмій в яловичині відсутній. Вищий рівень поглинання сполук Купруму виявлено у 18 міс. бугайців, а вищий рівень поглинання Свинцю - у 18 та 26 міс. тварин.
При порівнянні рівнів переходу досліджуваних забруднювачів з ґрунту в корми та з кормів в яловичину установлено наступне.
Ступінь поглинання сполук Купруму з ґрунту в корми нижчий, ніж з кормів в яловичину: за сіном еспарцетовим 16,41 проти 27,8 %, сіном суданковим 15,58 проти 29,3 %, силосом кукурудзяним 15,32 проти 29,8 %. У пасовищну траву з ґрунту переходить 24,15 %, а з трави в яловичину 18,92 % забруднювачів. Коефіцієнт переходу сполук Свинцю з кормів в яловичину в 3,5- 10 разів вищий, ніж з ґрунту в корми. Сполуки Кадмію в яловичині не виявлені, тобто не переходять з кормів.
Найвищий рівень поглинання сполук Купруму з кормів виявлено у 18 міс. бугайців (23,6-37,0 %), Свинцю у 18 міс. (62,6-86,8 %) та 26 міс. (69,8-97,3 %) [13].
Висновки та пропозиції
Екологічна ситуація в Україні зумовила деградацію навколишнього природного середовища, надмірне забруднення поверхневих і підземних вод, атмосферного повітря та земель. Виходом з цієї критичної ситуації є розвиток органічного виробництва з метою отримання екологічно чистих, безпечних і корисних для людини мясопродуктів, виробництво яких не завдає шкоди навколишньому середовищу і забезпечує благополуччя тварин. Особливу небезпеку являють важкі метали та їх сполуки, які потрапляють до організму людини за схемою ґрунт-рослина-тварина-тваринницька продукція-людина.
У роботі подане дослідження вмісту важких металів Купруму (Cu), Свинцю (Pb), Кадмію (Cd) в яловичині бугайців південної мясної породи при вирощуванні їх в системі органічного виробництва, вміст цих елементів у ґрунтах і вирощених кормах, а також їх трансформація в системі ґрунт- рослина-тварина-тваринницька продукція.
Дослідження було проведене в ТОВ «ФОТА» Амвросіївського р-ну, Донецької обл. на бугайцях південної мясної породи, вирощених за технологією органічного виробництва. Установлено, що вміст сполук важких металів у ґрунтах дослідних ділянок значно нижчий ГДК (гранично допустима концентрація) за сполуками Cu в 6,6 рази; Pb - 4,7; Cd - 60; Zn - 2,15 рази.
У кормах, вирощених на дослідних ділянках (пасовищна трава, сіно еспарцетове та суданкове, силос кукурудзяний, солома ячмінна, зерно ячменю та кукурудзи), вміст валових форм важких металів також нижчий ГДК: Cu - в 1,6-2,23 рази (ГДК 6,6 мг/кг), Pb - 8,5-10,9; Zn - 2,2-4 рази; Cd - 30-150 разів. З ґрунту в корми трансформується 15,32-24,15 % Cu, 6,60-15,8 Pb, 0,85-19,23 Cd, 77,5-91,4 % Zn.
Вміст важких металів в яловичині бугайців у середньому становить: Cu - 0,745±0,01 мг/кг (lim 0,78-1,73 мг/кг), що в 6,71 рази нижче ГДК (5 мг/кг); Pb - 0,28±0,03 мг/кг (lim 0,07-0,46 мг/кг), в 1,78 рази нижче ГДК (0,5 мг/кг). Кадмій в яловичині не виявлено в жодній пробі. З кормів в яловичину трансформуються сполуки Купруму 18,9-29,8 %, Свинцю - 52,8- 73,7 %. Найвищий коефіцієнт трансформації Свинцю установлено у силосу кукурудзяного в середньому 73,7 % (lim 28,9-97,3 %).
Установлено, що ступінь поглинання важких металів з кормів в яловичину значно вищий, ніж з ґрунту в корми [13].
Потрібно провести дослідження вмісту всіх важких металів у ґрунті, кормах та яловичині, їх трансформації в системі ґрунт- рослина-тварина-тваринницька продукція. На основі отриманих результатів слід розробити рекомендації стосовно виробництва екологічно безпечної яловичини за вмістом важких металів - найбільш агресивних забруднювачів продукції.
З метою охорони здоров'я людини необхідно покращити контроль з виявлення залишкових кількостей токсичних компонентів у продуктах тваринництва широким колом лабораторій.
1. Антонович Е.А., Седокур Л.К. Качество продуктов питання в условиях химизации сельского хозяйства. Справочник. - К.: Урожай, 1990. - 240 с.
. Возіанов О.ф. Харчування та здоров'я населення України (концептуальні основи раціонального харчування)// Журнал Академії медичних наук України. - 2002. - Т.8. - № 4. - С. 647-657.
. Габович Р.Д. Гігієнічні засоби охорони продуктів харчування-1987р.
. Домарецький В.А. Екологія харчових продуктів-Київ: „Урожай", 1993р.
. Донченко Л.В. Безопасность пищевой продукции. - М.: Пищепромиздат, 2001. - 528 с.
. Дуденко Н. В., Павлоцька Л. Ф. Фізіологія харчування, Х.: 1999. - 392 с. Смоляр В. І. Основи фізіології харчування. - К.:Здоровя, 2000. - 302 с.
. Крайнюк Л.М. Методи контролю рослинної та тваринної продукції. - 2вид., перероб. і доп. - Суми: ВТД "Університетська книга", 2009. - 300с.
. Основи фізіології і гігієни та безпеки харчування: Навч. Посібник:У 2 ч. - Ч.1 і Ч.2 /О. М. Царенко, М. І. Машкін. Л. Ф. Павлоцька та ін. - Суми, ВТД Університетська книга, 2004. - 278 с.
. Пономарьов П.Х., Сирохман І.В. Безпека харчових продуктів та продовольчої сировини. Навчальний посібник. - К.:Лібра, 1999, -272 с.
. Система НАССР. Довідник. - Львів: НТЦ "Леонорм". 2003, -218 с.
. Царенко О.М. Основи фізіології, гігєни та безпеки харчування: Навч.посіб: У 2 ч. - Ч. ІІ. Основи гігієни та безпеки харчування/ О.М. Царенко, М.І. Машкін, Л.Ф. Павлоцька та інші. - Суми: ВТД "Університетська книга", 2004. - 278 с.
. Шаповал М. І. Менеджмент якості: Підручник. - к.: Т-во "Знання", КОО, 2003. - 475 с.
. #"justify">Додаток
Вміст сполук важких металів в яловичині бугайців південної мясної породи
ВікВміст валових форм, мг/кгCuPbCdnM±mCvnM±mCvMВ середньому110,745±0,0144,3110,28±0,0344,60Lim110,78-1,73110,07-0,46в т.ч. 15 місяців40,63±0,0915,740,11±0,00739,00Lim40,40-1,1040,08-0,3118 місяців51,00±0,2147,050,33±0,04***30,30Lim50,38-1,7350,22-0,4626 місяців10,7410,37033 місяці10,6810,230При пасовищному утриманні (літо)71,01±0,14***36,770,32±0,0324,80Lim70,69-1,7370,22-0,46При годівлі кормами зі сховищ (зима)40,45±0,0417,740,23±0,0765,20Lim40,38-0,5740-0,32ГДК5,00,50,05
Примітка: *- Р<0,05; **- Р<0,01; ***- Р<0,001