CC BY
2024. The Vermont Oxford Neonatal Encephalopathy Registry: rationale, methods, and initial results / R.H. Pfister, P. Bingham, EM. Edwards [et al.]. - Text: direct // BMC Pediatrics. - 2012. -Vol. 12(1). - p. 84.
25. Williams, A.F. Neonatal hypoglycaemia: Clinical and legalaspects / A.F. Williams. - Text: direct // Semin. Fetal Neo. Med. - 2005. - Vol. 10(4). - p. 363
УДК 633.11
DOI 10.33632/1998-698Х.2020-6-37-42
МОНИТОРИНГ БЕЗОПАСНОСТИ ПШЕНИЦЫ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ ПО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ В РЕСПУБЛИКЕ TATAPCTAH ЗА
ПЕРВОЕ ПОЛУГОДИЕ 2020 ГОДА
Муртазина З.Д., Саматова А.А., Фасхутдинова Э.Ф., Атаева Ю.Г., Мухарлямова А.З., Шлямина О.В. - кандидат химических наук
ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности» (420075, г. Казань, Научный городок-2, e-mail: ic@vnivi.ru)
Обеспечение населения высококачественной и безопасной продукцией продовольственного назначения всегда была актуальной, востребованной и первостепенной задачей. Зерновые колосовые культуры, в основном - пшеница, как правило, являются основным источником полезных веществ, витаминов и микроэлементов. Пшеница, употребляемая в пищу, должна быть качественной и безопасной. Пшеница относится к зерновым колосовым культурам, которые являются основным источником растительного белка. Качество зерна пшеницы, его питательная ценность и хлебопекарные свойства зависят от содержания белка, аминокислотного и физико-химического состава. В статье представлены результаты исследований пшеницы продовольственной, поступившей из сельскохозяйственных предприятий Республики Татарстан, выполненных в первом полугодии 2020 г. Пшеницу продовольственную исследовали на такие органолептические и физико-химические показатели как, состояние, цвет, запах, массовая доля белка, количество клейковины, число падения, стекловидность, натура, влажность, сорная и зерновая примеси, зараженность вредителями и массовая доля бенз(а)пирена по нормативной документации, на соответствие ТР ТС 015/2011. Испытания проводили в соответствии с ГОСТ установленными на данную продукцию. Массовую долю бенз(а)пирена устанавливали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, основанным на экстракции полициклического ароматического углеводорода органическим растворителем, очистке экстракта с применением колоночной хроматографии и последующем хроматографическом разделении. По результатам исследований установлено, что основное количество образцов зерна пшеницы продовольственной обладали хорошими потребительскими свойствами и по всем определяемым показателям соответствовали нормам. Однако в ходе проведенного мониторинга в нескольких образцах обнаружены отклонения от установленных норм, что может привести к порче зерна при его хранении. Завышенное содержание минеральной примеси было выявлено в одном анализируемом образце, показатель влажности был незначительно увеличен в четырех пробах, которые имели низкие значения показателя натуры, в двух образцах пшеницы обнаружено превышение уровня бенз(а)пирена. Таким образом, полученные данные подтверждают необходимость проведения мониторинга безопасности пшеницы продовольственной.
Ключевые слова: мониторинг, зерно, физико-химические показатели, пшеница продовольственная, бенз(а)пирен
Обеспечение населения высококачественной и безопасной продукцией продовольственного назначения всегда была актуальной, востребованной и первостепенной задачей.
Важнейшей составной частью народного продовольствия является хлеб. Хлеб - один из древнейших приготавливаемых продуктов. Сложно переоценить значение хлеба в жизнеобеспечении населения. Хлеб, содержит массу полезных веществ, витаминов и микроэлементов, при условии его изготовления из качественного зерна.
Зерновые колосовые культуры, в основном - пшеница, как правило, являются основным источником растительного белка. Содержание белка, его аминокислотный и физико-химический состав влияют на качество зерна пшеницы его питательную ценность и хлебопекарные свойства.
На безопасность зерна влияют многие факторы. Наиболее важными из них являются питание растений, состав почвы, погодные условия, генотип сорта, срок уборки урожая, условия транспортировки и хранения. Минеральные удобрения повышают плодородность почвы, растет урожайность с гектара. Но избыток удобрений приводит не только к понижению урожайности, но и ухудшает пищевые характеристики зерна. При правильной дозировке химикатов, урожайность можно увеличить до 30%.
Также на качество продовольственного сырья большое влияние оказывает степень загрязнения окружающей среды экотоксикантами, одним из которых является бенз(а)пирен. Основная роль в загрязнении атмосферы данным органическим соединением принадлежит автомобильному транспорту, кроме этого причинами загрязнения могут стать органические материалы, которые применяют для строительства дороги, термическая обработка пищи, сжигание отходов, пожары и др. Из окружающей среды экотоксикант попадает в зерно, которое используется в качестве корма для скота или в питании населения. Бенз(а)пирен относится к полициклическим углеводородам и обладает чрезвычайной токсич-ностью (1 класс опасности). Этот углеводород характеризуется канцерогенными и мутагенными свойствами. Следует отметить, что бенз(а)пирен является биоаккумулятивным веществом, когда
концентрация в исходном сырье меньше, чем в продукте [1, 2].
Пищевая ценность пшеницы зависит от химического состава зерна. Количество белка, особенно физико-механические свойства белков клейковины (качество клейковины, растяжимость, эластичность, вязкость, набухание и образование волокон) влияет на технологические свойства пшеницы. Биологическая ценность белка характеризуется количественным содержанием и качественным составом незаменимых аминокислот, что приводит к образованию клейковины хорошего или плохого качества [13, 14].
Содержание белка и аминокислот является основным показателем пищевой и кормовой ценности зерновых культур. [3, 13,
14]
Испорченное или незрелое зерно легко определить визуально, при проведении органолептических испытаний. Блеск здорового зерна теряется при несоблюдении сроков уборки, под воздействием морозов, после перегрева в зерносушилках и при несоблюдении температурного и влаж-ностного режима при хранении.
Каждая культура зерна имеет характерный запах, свойственный определенному виду и типу. При проведении органолептической оценки посторонние запахи, включающие солодовый (может образовываться после перегрева), плесневелый (возникающий при проникновении плесени внутрь зерна), гнилостный (при сильном заражении микроорганизмами) и затхлый не допускаются. При обнаружении подобных посторонних запахов - зерно бракуется.
Не менее важным физико-химическим показателем качества зерна является содержание клейковины. Качество изготовленного хлеба напрямую зависит от качества и количества клейковины в зерне. На данные физико-химические показатели влияют многие факторы, в том числе условия созревания пшеницы, а также соблюдение правил хранения.
При оценке качества зерна определяют натуру. Натура—это масса 1л зерна в граммах.
Показатель «Натура» может характеризовать выполненность зерна, то есть степень его созревания и налива. Выполненность зерна характеризует пищевую ценность и говорит о том, что ему свойственна законченность процессов син-
теза веществ, входящих в состав зерна. Натура будет тем выше, чем больше выполненность.
Неблагоприятные условия хранения могут привести к размножению вредителей-клещей и насекомых. Зерно, зараженное зерновками, клещами, долгоносиками выбраковывается из-за непригодности применения в пищу.
Зерно считается некачественным, если в пробах обнаруживается сорная и зерновая примеси. Если зерновая примесь не несет в себе никакой угрозы, кроме ухудшения пищевой ценности, так как имеет низкую ценность по сравнению с основной культурой, то сорная примесь может быть вредна для здоровья
Пшеницу, мягкую и твердую, подразделяют на классы в зависимости от значений вышеописанных показателей.
Под безопасностью зерна понимают содержание токсичных элементов, мико-токсинов, бенз(а)пирена, пестицидов, радионуклидов, вредных примесей, генетически-модифицированных организмов (ГМО), зараженность вредителями и загряз-ненность мертвыми насекомыми-вредителями в зерне пшеницы, которые не должны превышать допустимые уровни, установ-ленные в нормативных правовых актах [4].
Употребление в пищу продуктов, изготовленных из муки твердых сортов пшеницы, является неотъемлемой частью диетического питания благодаря содержащимся в них органическим соединениям. За счет содержания в зернах твердой пшеницы витаминов и минералов активных углеводов и полезных микроэлементов мука и изделия из неё легко усваиваются, улучшают работу пищеварительного тракта и обмен веществ, что положительно сказы -вается на здоровье человека.
Материал и методы. Проведены исследования 49 проб продовольственной пшеницы Республики Татарстан. Испытания по физико-химическим и органолептическим показателям проводились в соответствии с [4-12]. С помощью органолептических методов устанавливали внешний вид (в т.ч. цвет), запах зерна.
Массовую долю бенз(а)пирена устанавливали методом ВЭЖХ, основанным на экстракции органического соединения гек-саном, очистке экстракта с применением колоночной хроматографии и хрома-
тографическом разделении.
Идентификацию бенз(а)пирена осуществляли на жидкостном хроматографе «Agilent Infinity 1100» оснащенным флюо-риметрическим детектором. Разделение компонентов смеси проводили на обращено-фазной колонке «Agilent C18» (длина - 150 мм, диаметр - 4,6 мм, размер частиц - 5 мкм). Условия хроматографирования: длина волны возбуждающего света - 300 нм; длина волны испускания - 418 нм; режим элюирования изократический со скоростью - 2,0 мл/мин; состав подвижной фазы -ацтонитрил: вода (8:2 по объему); объем вводимой пробы - 20 мкл. Время удерживания бенз(а)пирена при данных условиях достигало около 8 минут.
Результаты исследований. Результаты исследований по физико-химическим показателям представлены в таблице 1.
С помощью органолептических методов установлено, что внешний вид, запах и обесцвеченность большинства проб пшеницы соответствовали здоровому зерну, не имели посторонних запахов. В одном из образцов зерна обнаружено превышение массовой доли минеральной примеси относительно норм, установленных в нормативной документации [2]. Превышение содержания минеральной примеси могло быть следствием неправильной уборки урожая, хранения, перевозки зерна в загрязненных транспортных средствах, при несоблюдении санитарного режима в хранилищах. При установлении влажности зерна было выявлено четыре образца с содержанием влаги выше установленных норм. Превышение исследуемого показателя составило в среднем 5,8 %.
Следует отметить, что в данных пробах показатель натуры имел самые низкие значения, что уменьшает качество зерна, так как в зерне с повышенной влажностью питательных веществ содержится меньше. Такое зерно малостойкое в процессе хранения и подвержено порчи.
Одной из причин повышения влажности зерна может стать несоблюдение условий хранения. Результаты исследования представленных образцов пшеницы на определение массовой доли бенз(а)пирена показали, что его уровень не превышал предельнодопус-тимые концентрации (ПДК - 0,0001 мг/кг). Однако в двух из 49 проб пшеницы уровень бенз(а)пирена был выше ПДК в 1,2 и 1,8 раз. Что указывает на наличие в окружающей среде данного органического соединения.
Таблица 1 - Результаты исследований продовольственной пшеницы по физико-химическим показателям
Показатели Среднее значение
Влажность, % 12,5±0,61
Массовая доля белка, % 12,08±0,63
Сорная примесь, % 0,7±0,23
Минеральная примесь, % 0,38±0,11
испорченные зерна, % 0,75±0,3
куколь не обнаружено
Трудноотделимая примесь (овсюг, татарская гречиха), % не обнаружено
Зерновая примесь, % 1,5+1,1
Натура, г/л 787±18,0
Стекловидность, % 45,6±2,7
Количество клейковины, % 23±6,0
Число падения, с 156±80,0
Фузариозные зерна, % не обнаружено
Зараженность вредителями не обнаружено
Даже в малых количествах это соединение является весьма опасным для человека. В связи с чем необходимо контролировать содержание канцерогенных веществ в зерне, так как хлеб и зернопродукты имеют большое значение. На рисунке 1 приведен пример хроматограммы экстракта образца пшеницы с концентрацией бенз(а)пирена превышающей предельно-допустимый уровень.
Заключение. Исходя из данных,
полученных в результате исследования, установили, что большинство из представленных образцов пшеницы продовольственной обладали хорошими потребительскими свойствами, эти данные подтверждены результатами лабораторных исследований.
По физико-химическим показателям основное количество исследованных проб соответствовали требованиям технического регламента Таможенного союза ТР ТС 015/2011.
Рисунок 1 - Хроматограмма экстракта образца пшеницы продовольственной с выявленным на ней аналитическим сигналом, соответствующим бенз(а)пирену (8,153 мин).
При этом в результате мониторинга выявлена проба пшеницы с превышением массовой доли минеральной примеси, четыре пробы с превышением влажности и низким показателем натуры, также было установлено, что в двух образцах, представленных на исследование
уровень бенз(а)пирена превышал предельно-допустимые концентрации. Таким образом, полученные экспериментальные данные указывают на необходимость проведения мониторинга безопасности пшеницы и контроля качества зерна и продуктов его переработки.
Литература
1. Горобцова, О.Н. Роль почвенного покрова в миграции и аккумуляции полициклических ароматических углеводородов при техногенном загрязнении / О.Н. Горобцова, О.Г. Назаренко,
Т.М. Минкина, Н.И. Борисенко, А.В. Ярощук // Известия высших учебных заведений. - 2005. -№ 1, - С.73.
2. Костин, О.В. Биохимический состав и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от минеральных удобрений и росторегуляторов / О.В. Костин, О.М. Церковнова // ФГОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия».
3. ГОСТ 30483-97 Зерно. Методы определения общего и фракционного содержания сорной и зерновой примесей; содержания мелких зерен и крупности; содержания зерен пшеницы, поврежденных клопом-черепашкой; содержания металломагнитной примеси. М.: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации.
4. ГОСТ 9353 - 2016 Пшеница. Технические условия. М.: Стандартинформ. 2016
5. ГОСТ 10967 - 90 Зерно. Методы определения запаха и цвета. М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам.
6. ГОСТ 10846 - 91 Зерно и продукты его переработки. Методы определения белка. М.: Комитет по стандартизации и метрологии.
7. ГОСТ 31699 Пшеница и пшеничная мука. Определение содержания клейковины. Ручной метод. М.: Стандартинформ. 2014.
8. ГОСТ 27676 - 88 Зерно и продукты его переработки. Метод определения числа падения. М.: Стандартинформ. 2009.
9. ГОСТ 10987 - 76 Зерно. Методы определения стекловидности. ИПК Издательство Стандартов.
10.ГОСТ 10840 Зерно. Метод определения натуры. М.: Стандартинформ, 2017.
11.ГОСТ 13586.5 - 2015 Зерно. Метод определения влажности. М.: Стандартинформ 2016.
12. Макаева, А.Р. Оценка содержания сырого протеина в кормах Республики Татарстан в 2017 году / А.Р. Макаева, В.И. Степанов // Актуальные проблемы ветеринарной медицины: материалы междунар. Научно-практической конференции, посвященной 90 - летию со дня рождения профессора В.А. Киршина / ФЦТРБ-ВНИВИ. - Казань. - 2018. - С. 151.
13. Макаева, А.Р. Мониторинг питательной ценности и химической безопасности основных кормов Республики Татарстан по результатам исследований, выполненных в 2019 году / А.Р. Макаева, О.В. Шлямина, И.М. Фицев // Бутлеровские сообщения. - 2020 - т. 62. - № 4 -с.123.
14. Starek, A. PoHcЫorowane bifenyle - toksykologia - ^у^ zdrowotne. /Rocz Panstw// Zakl Hig. - 2001. - № 52 (3). - р. 187.
WHEAT FOOD SAFETY MONITORING BY PHYSICAL AND CHEMICAL INDICATORS IN THE REPUBLIC OF TATARSTAN FOR THE FIRST HALF OF 2020
Murtazina Z.D., Samatova A.A., Faskhutdinova E.F., Ataeva Yu.G., Mukharlyamova A.Z, Shlyamina O.V. - Candidate of Chemical Sciences
FSBSI "Federal Center for Toxicological, Radiation and Biological Safety" (420075, Kazan, 2 Nauchny gorodok st;
e-mail: vnivi@mail.ru)
Providing the population with high-quality and safe food products has always been an urgent, in-demand and priority task. Cereals, mainly wheat, are usually the source of nutrients, vitamins and trace elements. Wheat used for food must be of high quality and safe. Wheat refers to cereal crops, which are the main source of vegetable protein. The quality of wheat grain, its nutritional value and baking properties depend on the protein content, amino acid and physicochemical composition. The article presents the results of studies of food wheat received from agricultural enterprises of the Republic of Tatarstan, carried out in the first half of 2020. Food wheat was examined for such organoleptic and physicochemical indicators as, state, color, smell, mass fraction of protein, amount of gluten, falling number, glassiness, weight per hectoliter, humidity, weed and grain admixture, pest infestation and mass fraction of benzo[a]pyrene according to regulatory documents, for compliance with TR CU 015/2011.
Tests were carried out in accordance with GOST established for this product. The mass fraction of benzo[a]pyrene was determined by the method of high-performance liquid chromatography based on extraction of polycyclic aromatic hydrocarbon with an organic solvent, purification of the extract using column chromatography and subsequent chromatographic separation. According to the results, it was found that the main quantity of food wheat grain samples had good consumer properties and met all defined indicators. However, during the monitoring, several samples exhibited deviations from those indicators, which can lead to grain damage in storage. Overstatement of mineral impurity was detected in one analyzed sample, in four samples humidity was slightly increased, who had low values of the weight per hectoliter, and two samples showed an excess of the level of benzo[a]pyrene. Thus, the data obtained confirm the need for monitoring the safety offood wheat.
Keywords: monitoring, grain, physical and chemical indicators, food wheat, benz(a)pyrene References
1. Gorobtsova, O.N. the Role of soil cover in migration and accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons in technogenic pollution / O.N. Gorobtsova, O. G. Nazarenko, T.M. Minkina, N.I. Borisenko, A.V. Yaroshchuk // News of higher educational institutions. North Caucasus region. Natural science. - 2005. - № 1. - p. 73.
2. Kostin O.V. Tserkovnova O.M. Biochemical composition and grain quality of winter wheat, depending on mineral fertilizers and growth regulators / O.V Kostin, O.M. Tserkovnova // Niva of the Volga region. №. 1 (10). February 2009. - p 19.
3. GOST 30483 - 97 Grain. Methods for determination of general and fractional content of extraneous matter and damaged grains; content of small grains and grain size; content of grains attacked by pests; content of metallic particles. M.: Interstate Council for standardization, Metrology and certification.
4. GOST 9353 - 2016 Wheat. Specifications. Moscow: Standardinform. 2016
5. GOST 10967 - 90 Methods for determination of odour and colour. M.: State Committee of the USSR for product quality management and standards.
6. GOST 10846 - 91 Grain and products of its processing. Method for determination of protein. M.: Committee for standardization and Metrology.
7. GOST 31699 Wheat and wheat flour. Determination of gluten content. Part 1. Manual method. Moscow: Standardinform. 2014.
8. GOST 27676 - 88 Gereals and cereal milled products. Method for determination of falling number. Moscow: Standardinform 2009.
9. GOST 10987 - 76 Grain. Methods for determination of vitreousness. IPK Publishing house of Standards.
10. GOST 10840 Grain. Method for determination of hectolitre weight. Moscow: Standardinform,
2017.
11.GOST 13586.5 - 2015 Grain. Method of moisture content determination. Moscow: Standardinform, 2016.
12. Evaluation of crude protein content in feed of the Republic of Tatarstan in 2017 / A.R. Makaeva, V.I. Stepanov // Actual problems of veterinary medicine: materials of the international scientific and practical conference, dedicated to the 90th anniversary of the birth of Professor V.A. Kirshin / FCTRBS-ARRVI. - Kazan, 2018. - p. 151.
13. Monitoring the nutritional value and chemical safety of the main feeds of the republic of Tatarstan according to the results of studies carried out in 2019 / A.R. Makaeva, O.V. Shlyamina, I.M. Fitsev - the Text direct // Butlerov Communications. - 2020 - V. 62. № 4 - p. 123.
14. Starek, A. Polichlorowane bifenyle - toksykologia - ryzyko zdrowotne / A. Starek // Rocz Panstw Zakl Hig. - 2001 - № 52 (3). - p 187.
