CC BY
24IV-БeЛYК. САНИТАРИЯ, ЭПИДЕМИОЛОГИЯ, ГИГИЕНА. ИНФЕКЦИЯ ОРУУЛАРЫ
РАЗДЕЛ IV. САНИТАРИЯ, ЭПИДЕМИОЛОГИЯ, ГИГИЕНА. ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ
eCYlWK МАйЛАРЫНЫН БЕНЗ(А)ПИРЕН МЕНЕН БОЛГОН
контаминациясын изилдее
ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАМИНАЦИИ БЕНЗ(А)ПИРЕНОМ
РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
василькова Т.в., Мамбеталиева ч.Ш., Шаршенова А.А., Железняк А.О., Муравьёва Ю.Н. НПО «Профилактическая медицина», Бишкек, Кыргызстан
Корутунду. Кыргызстан жана Казакстандын территориясында eндYPYЛYп чыккан scymwyk майларындагы бенз(а)пирендин кармалып жYPYYCYн аныктоо Y4YH ВЭЖХ методдун eсYмдYк майлары Y4YH ылайыкташтырып иштеп чыгуу иши жYргYЗYлгeн. ИзилдeeнYн жыйынтыгы пахта майында бенз(а)пирендин децгээли орто эсеп менен алганда дан eсYмдYктeрY Y4YH алынган (1мкг/кг) нормадан 4,5 эсе жогору экендигин KepcerrY.
Study of contamination of vegetable oils with benzopyrene
Vasilkova T.V., Mambetalieva Ch.Sh., Sharshenova A.A., Zheleznyak A.O., Muravyeva Yu.N.
Scientific and Production Centre for Preventive Medicine, Bishkek, Kyrgyz Republic
Abstract. High performance liquid chromatography method was elaborated for determination of benzo(a)pyrene in vegetable oils produced in Kyrgyzstan and Kazakhstan. The studies showed that the benzo(a)pyrene levels in unrefined cottonseed oil exceeded the standard for cereals (1 eg/kg) by 4.5-fold on average.
Все более возрастающее влияние хозяйственной деятельности человека на природу может иметь отрицательные последствия и привести к необратимым изменениям, угрожающим стабильности биосферы и жизненной среде человека. Проблема охраны природы тесно связана с сохранением здоровья человечества.
Онкологические заболевания наряду с сердечно-сосудистой патологией вызывают наибольшую смертность. Причины их во многом известны - это разнообразные канцерогенные факторы, в том числе ряд химических веществ, ионизирующая радиация, некоторые вирусы, следствие образа жизни (неправильное питание, алкоголизм, курение и т.п.), качество продуктов питания.
Проблема взаимосвязи питания и пищи с появлением новообразований является актуальной для всех стран, поскольку именно питание определяет постоянное течение метаболических процессов, лежащих в основе жизни, а пища является источником и регулятором жизни. Выяснилось,
что пища современного человека может служить источником разнообразных бластомогенных веществ. Значительная их часть содержалась или могла загрязнять продукты питания. Высказано предположение, что пищевые факторы (без учета влияния добавок к пище) прямо или косвенно связаны с возникновением 30 % форм рака у мужчин и 50 % - у женщин [1]. Экзогенные канцерогенные вещества являются одной из существенных причин заболевания раком легких, печени, желудка, кишечника и др.
Первостепенность установления регламентов химических канцерогенов определяется их распространённостью и стабильностью в окружающей среде, степенью контакта с ними населения, бластомогенной активностью. Среди изученных канцерогенов в наибольшей мере этим условиям отвечают полиароматические углеводороды (ПАУ) и прежде всего их убиквитарный представитель бенз(а)пирен (БП). Как известно, действующим началом смол, саж, минеральных масел являются ПАУ. Они выбрасываются в атмосферный
Таблица 1
Усредненное содержание бенз(а)пирена в растительном масле
наименование продукта Бп, мкг/кг
Подсолнечное масло, нерафинированное (Кыргызстан) 0,21
Хлопковое масло, нерафинированное (Кыргызстан) 4,55
Подсолнечное масло, рафинированное «Шедевр» (Казахстан) 0,27
воздух многочисленными источниками при сжигании топлива и попадают оттуда в другие сферы окружающей среды (вода, почва, пищевое сырье и продукты питания). БП является сравнительно стойким веществом и может накапливаться в тех или иных средах. Там, где определяется БП, обычно находятся и другие углеводороды, но он является среди ПАУ одним из самых сильных канцерогенов и считается индикатором загрязнения окружающей среды, в том числе и продуктов питания. БП входит в число регламентируемых загрязнителей в некоторых пищевых продуктах (зерно, детское питание).
Реформирование национальной экономики Кыргызстана привело к демонополизации пищевой промышленности, резкому ослаблению ведомственного контроля производства и реализации продуктов питания, к активизации предпринимательской деятельности и увеличению объёмов поставок продовольствия из-за рубежа. Всё это не может не сказываться на качестве вырабатываемой и поступающей на рынок продукции как отечественного, так и импортного производства, и делает проблему организации мониторинга пищевых продуктов первостепенной важности.
В качестве объекта исследования в настоящей работе был выбран наиболее употребляемый продукт - растительное масло. В Кыргызской Республике производятся в основном растительные масла как подсолнечное (Чуйская область) и хлопковое (Ошская область). Контроль качества растительного масла практически не осуществляется, поэтому в продажу могут поступать недоброкачественные продукты, не прошедшие сертификацию.
целью работы являлась оценка степени загрязненности бенз(а)пиреном растительного масла, произведенного предприятиями Кыргызстана и Казахстана.
Материалы и методы
В качестве образцов были исследованы растительные масла нерафинированные подсолнечное и хлопковое, произведенные частными предпринимателями в условиях Кыргызстана. В основе технологии его производства использован метод прессования с предварительным подогревом. Одновременно исследовано рафинированное
подсолнечное масло «Шедевр» (производство Казахстан), изготовленное по голландской технологии VPEX, т.е. методом прессования, но без предварительного подогрева.
При этом следует отметить, что нами для изучения кинетики накопления БП в процессе термической обработки продукта, проведен эксперимент, приближенный к реальным условиям эксплуатации. Для определения содержания БП в продуктах питания растительного происхождения использован общепринятый метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. В ходе проведения анализа проб растительных масел нами отработаны этапы пробоподготовки и состав системы подвижных фаз.
Подготовку пробы для анализа проводили выделением БП-содержащей фракции гексаном из продукта, предварительно обработанного спиртовым раствором едкого калия, очисткой полученной фракции от мешающих примесей на колонке с сефадексом и в тонком слое окиси алюминия второй степени активности по Брокману. Для количественного определения выделенного БП использовали высокоэффективный жидкостной хроматограф «Милихром-4». Сорбентом служил Силасорб С18 с размером частиц 5 мкм. В качестве подвижной фазы использовали систему ацетонитрил-вода в соотношении 9:1. Детектирование БП осуществляли при длине волны 296 нм. Оптимальный диапазон определяемых массовых концентраций БП составляет 10 - 40 нг/мл [2].
Элюирование из колонки ПАУ проводили этиловым спиртом. Для тонкослойной хроматографии был разработан состав системы подвижных фаз с использованием гексана, хлороформа и диметилформамида согласно предложений авторов [3-5]. Нами в эксперименте отрабатывалось соотношение состава подвижных фаз. В ходе исследований наилучшие результаты показала система подвижной фазы: гексан - хлороформ -диметилформамид в соотношении 10:2:1.
обсуждение результатов
Результаты выполненных исследований, показали, что все изучаемые образцы проб растительного масла содержат БП, которые приведены в таблице 1.
Как видно из табл.1, наиболее загрязненным является хлопковое нерафинированное масло, где содержание БП в среднем составляло
ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАМИНАЦИИ БЕНЗ(А)ПИРЕНОМ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ ^■
Таблица 2
Кинетика содержания БП в маслах при температурной обработке
Вид растительного масла Температурный режим, °С Содержание БП, мкг/кг
Подсолнечное, нерафинированное 180 0,72
Подсолнечное, нерафинированное 220 2,21
Подсолнечное, нерафинированное 250 0,12
Хлопковое, нерафинированное 150 -
Хлопковое, нерафинированное 200 н/о
Хлопковое, нерафинированное 250 0,72
Подсолнечное рафин., «Шедевр» 150 0,9
Подсолнечное рафин., «Шедевр» 180 н/о
Подсолнечное рафин., «Шедевр» 220 2,03
Подсолнечное рафин., «Шедевр» 250 0,25
4,55 мкг/кг. Содержание БП в подсолнечном масле было ниже, чем в хлопковом масле, при этом концентрация БП была примерно на одинаковом уровне как в нерафинированном (0,21 мкг/кг), произведенном в Кыргызстане так и в рафинированном из Казахстана (0,27 мкг/кг).
Согласно Санитарных Правил и Норм 2.3.2.560-96 «Гигиенические требования к качеству и безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья» Кыргызской Республики содержание БП для злаковых культур регламентируется на уровне 0,001 мг/кг (1,0 мкг/кг). При этом следует отметить, что содержание бенз(а) пирена в изучаемых образцах растительного подсолнечного масла (неочищенного и очищенного) не превышали допустимого уровня, принятого для злаковых культур. Однако, содержание БП в хлопковом растительном масле превышало предельно-допустимый уровень для злаковых культур в 4,5 раза. Также следует указать, что для растительных масел предельно-допустимые уровни по бенз(а)пирену не разработаны.
Причинами загрязненности растительных масел этого могут быть не соблюдение правил и режима хранения сырья (семян), товарного соседства продуктов, условия транспортировки, что в итоге сказывается на качестве масла. В производстве растительных масел стало больше вовлекаться несортового сырья с большим количеством механических и химических примесей [6].
Снизилось также и качество технологического процесса - очистки (рафинации) масел. Например, в настоящее время для очистки чёрного хлопкового масла предписывают использовать едкое кали в концентрации более 250 г/л, в то время как традиционная технология предусматривает гораздо меньшие нормы [7]. Все эти причины приводят к снижению качественных показателей масел, которые характеризуются мутностью, цветностью, отличающихся от норм. Особенно это касается хлопкового масла, имеющего в большинстве случаев интенсивную коричневую или, даже, чёрную окраску с осадком тёмно-бурого цвета в объёмном
соотношении 5:1 (цветность более 140 по йодной шкале). Содержание БП в нем гораздо выше, чем в других изучаемых образцах масел, что требует обязательного санитарно-гигиенического контроля качества пищевой продукции, предоставляемой к продаже и потребляемой населением.
По сравнению с хлопковом маслом, подсолнечные нерафинированные масла имели относительно лучшие органолептические и физико-химические показатели: были прозрачными, ярко-жёлтого цвета с лёгким хлопьевидным осадком, содержание БП в них колебалось в пределах от 4,5 до 17,8 мкг/кг. По-видимому, это связано с тем, что подсолнечные масла получали прессовым методом и не подвергали температурной обработке при дополнительных операциях очистки [8, 9].
Из литературных источников известно, что в растительных маслах (хлопковом, подсолнечном, соевом, арахисовом, рапсовом, пальмовом, пальмовоядровом, кокосовом, льняном и в масле какао) содержание БП колеблется от 10 до 48 мкг/кг. Наибольшее количество БП содержится в кокосовом масле - 48,4 мкг/кг, в подсолнечном и пальмовоядровом - 15,3 мкг/кг, в остальных шести видах растительных масел содержание БП находится в пределах от 0,6 до 4,0 мкг/кг [10].
Анализ данных литературы свидетельствует о том, что нагрев растительных масел при высоких температурах (более 200°С) приводит к возрастанию в них концентрации БП [11]. Наряду с этим имеются данные других исследователей, которые наблюдали снижение содержания ПАУ в результате термообработки таких продуктов [12]. Результаты собственных исследований подтверждают в некоторых случаях эту особенность в таблице 2.
Как видно из табл. 2, различные виды масел при термообработке ведут себя по-разному. Так, для подсолнечного нерафинированного масла характерна устойчивость к термическим превращениям при сравнительно невысоких температурах прогрева. При увеличении температуры обработки до 220°С наблюдается резкий скачок
в образовании БП - 2,21 мкг/кг. Дальнейшее повышение термообработки до 250°С приводило к снижению содержания полиароматического углеводорода БП, которое было ниже исходного уровня.
Следует полагать, что при температурах, близких к 220°С, активизируются свободноради-кальные процессы, процессы деструкции жирных кислот и дегидроциклизации, приводящие к стремительному накоплению суммы ПАУ. В качестве матрицы для их образования могут выступать стерины, стеролы и их метильные производные [13]. При повышении температуры до 250°С интенсивно возрастает, по-видимому, содержание гидроперекисей, способных окислить при своем распаде молекулы ПАУ, в том числе и БП.
В подсолнечном рафинированном масле концентрация БП при повышении температуры обработки увеличивается постепенно, достигая наивысшего значения уже при 220°С -2,03 мкг/кг. Как отмечалось выше, для улучшения качества масел их подвергают многостадийной рафинации: гидратированию, нейтрализации, промывке, сушке и дезодорации, при этом используются такие минеральные кислоты, как серная, ортофосфорная. В процессе рафинации удаляются фосфатиды и красящие вещества, обладающие антиоксидантными свойствами, что может, вероятно, служить причиной возрастания скорости накопления свободнорадикальных группировок, приводящих к накоплению БП при нагреве и снижению температурного максимума образования канцерогена (220°С). При дальнейшем повышении температурного воздействия начинают проявляться, по-видимому, ингибирующие свойства оставшихся солей минеральных кислот, являющихся антипиренами, что способствует меньшему разложению образовавшихся ПАУ
Технология процесса получения хлопкового масла отличается от подсолнечного тем, что применяются более высокие давления при прессовании, в силу чего развиваются высокие температуры (250°С и выше), приводящие к образованию полиядерных ПАУ уже на этой стадии производства (см. табл. 2). Температурная обработка растительного масла приводит к значительному появлению продуктов полимеризации и их дальнейшей дегидроциклизации.
Одним из важных информационных показателей влияния загрязнения окружающей среды на здоровье человека является доза канцерогена, получаемая за определённый период времени в результате внешних и внутренний воздействий. Определение канцерогенной нагрузки позволяет в некоторой степени судить о степени риска, вероятности возникновения новообразований и поэтому необходимо проводить исследования в этом направлении.
В работах Янышевой Н.Я. и Киреевой И.С. исследовались растительные продукты, в том
числе растительные масла на содержание БП. По результатам исследований ими рекомендован допустимый уровень содержания бенз(а) пирена равный 0,5 мкг/кг [14]. Другими авторами [15, 16] проводились исследования по изучению канцерогенной нагрузки на организм человека в связи с качеством атмосферного воздуха и других продуктов питания.
Говоря об опасности наличия в пищевых продуктах канцерогенов, необходимо помнить, что пищевые вещества со своими примесями и добавками поступают в организм не периодически, а в течение всей жизни, начиная с самого раннего возраста. В таких условиях слабые канцерогены, присутствующие в очень малых дозах, могут оказаться весьма опасными, так как канцерогенное действие суммируется в организме и может проявиться через много лет.
Таким образом, результаты выполненного аналитического обзора литературы показали, что практически не разработана методика определения бенз(а)пирена в продуктах растительного происхождения с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии.
В настоящем исследовании была проведена отработка этапа пробоподготовки и определения оптимального соотношения состава подвижных фаз для анализа содержания бенз(а)пирена на основе метода ВЭЖХ в продуктах питания.
Установлено, что в изучаемых образцах растительного подсолнечного масла как в нерафинированном, так и рафинированном содержание бенз(а)пирена было ниже предельных уровней, принятых для злаковых культур, в то время как в растительном хлопковом нерафинированном масле его содержание превышало регламентируемый уровень в 4.5 раза. Причиной повышенного содержания, по-видимому, является нарушение условий хранения и режимов технологического процесса при производстве растительных масел.
Обеспечение населения доброкачественным продовольственным сырьем и пищевыми продуктами является приоритетом в государственной политике. Наиболее оптимальной и прогрессивной формой контроля содержания вредных веществ в продовольственном сырье и продуктах питания является система мониторинга ксенобиотиков в пищевых продуктах, которую ФАО/ВОЗ рассматривает как важнейшую подсистему гигиенического мониторинга.
литература
1. Assessment of Technol. for Determ. Cancer Risk from
Environment: Congr. US., Wash. (D.C.): Office Technol.
Assessment. -1981.
2. ГОСТР1650 - 2000. Продукты пищевые. Методы опреде-
ления массовой доли бенз(а)пирена.
3. Василева Р. Определение бенз(а)пирена и других полици-
клических углеводородов при тонкослойной хроматографии // Гигиена и санитария. - 1977. - № 4. - С.74-75.
ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАМИНАЦИИ БЕНЗ(А)ПИРЕНОМ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
4. Закупра В.А., КозакВ.А., Когосова Э.В., ВыхрестюкН.И.
Двухступенчатое разделение на колонках активированного силикагеля, импрегнированного пикриновой кислотой //Химия и технология топлив и масел. -1979. -Т. 45. - № 9. - С.1791-1797.
5. Киселёв А.В. Межмолекулярные взаимодействия в ад-
сорбции и хроматографии. - М.: Высшая школа, 1986. - С.330.
6. Ходжаев В.Г. Повысить качество и уменьшить потери
хлопковых семян, «Масложировая промышленность», 1986 - № 12.
7. Мебришвили Т.В., Мартовщук В.И., Арутонян Н.С. По-
вышение эффективности рафинации труднорафини-руемого хлопкового масла, «Масложировая промышленность», 1987-№ 8 - С. 14.
8. ГригоренкоЛ.Т., ДикунП.П., КалининаИ.А. и др. Содержа-
ние 3,4 - бензпирена в подсолнечном и хлопковом маслах. // Прикладная биохимия и микробиология. - 1970. -т. 6. - № 2. - С. 142-149.
9. Рисарева И.А., Медведев Ф.А., Скурихин И.М. Влияние
процессов получения и обработки растительных масел на содержание и состав углеводородов, «Масложировая промышленность», 1979 - № 3. - С. 18 - 21.
10. Crimmer G., Hildebrandt A. Dtsch. Lebensmitt. Rdsch, Chemistry and Industry, 2000; Arch. Hyg., Bakteriol., 152, 255.
11. Калинина И.А. О содержании полициклических ароматических углеводородов в растениях и пищевых продуктах растительного происхождения. // Вопросы онкологии. - 1972. - т. 18. - № 1.
12. Borneff I., Fabian B. // Arch. Hyg., Bakteriol., - 1966, Bd. 150, № 6. - S. 485.
13. Прохорова Л.Т., Фролова Н.Н., Горикова Э.И. 4 - ме-тилстеролы и тритерпеновые спирты растительных масел, «Масложировая промышленность», - 1981. -№ 3. - C. 17-19.
14. Янышева Н.Я., Киреева И.С. К гигиенической оценке элементов окружающей среды, участвующих в формировании суммарной дозы бенз(а)пирена, поступающего в организм человека. // Гиг. населенных мест. - 1977. -вып. 16. - С. 28-32.
15. Василькова Т.В., Железняк А.О., Муравьёва Ю.Н. и др. Распространённость бенз(а)пирена в городской среде и продуктах питания //Материалы IV съезда гигиенистов, эпидемиологов, микробиологов, паразитологов и инфекционистов КР. - Бишкек, 2002. - С. 147-150.
16. Израэль Ю.А., Василенко В.Н., Дликман И.Ф. и др. Загрязнение окружающей среды бенз(а)пиреном и канцерогенная нагрузка на человека // Доклады Российской Академии Наук. - 1992. - т. 325. - № 2. - С. 264-266.
