CC BY
28
HayKOBHH BicHHK ^HyBME iMeHi C.3. IW^KOTO, 2018, T 20, № 85 HayKOBMM BiCHMK ^tBiBCtKoro Ha^OHa^tHoro yHiBepcMTeTy
BeTepMHapHoi Megw^HM Ta öioTexHO^oriw iMeHi C.3. I^M^Koro
Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies
ISSN 2519-268X print doi: 10.15421/nvlvet8508
ISSN 2518-1327 online http://nvlvet.com.ua/
UDC 637.07
Monitoring the content of nitrates in milk
S.I. Pyskiv, M.D. Kuhtyn
Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine
Pyskiv, S.I., & Kuhtyn, M.D. (2018). Monitoring the content of nitrates in milk. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 20(85), 41-45. doi: 10.15421/nvlvet8508
Milk safety is an important criterion for assessing the quality of milk. Cow's milk makes up the basis of the diet for the most people. Especially this product is indispensable for children's nutrition. One of the important tasks of the dairy industry is the quality control of milk by the content of nitrates. The mechanism of action of nitrates on the human body and their toxic effects on children was analyzed. The objective and task of the scientific paper is to determine the content of nitrates in the raw milk, which comes to the processing enterprises from the private subsidiary farming and dairy farms and in drinking milk, which is sold in the trade network at different times of the year. On the basis of the obtained data, the relevance of the search for denitrification of milk with an excess of the nitrates content was proved. The content of nitrates was determined by the colorimetric method with the use of a cadmium column, followed by the photometric determination of azo compounds, formed by the interaction of nitrites with aromatic amines. It was found that milk enters milk processing plants with different amounts of nitrates. It was determined that 69.8% of milk samples from the private subsidiary farming received in the winter-spring period and 92.2% of milk samples from the summer-autumn period corresponded to the norms of the Ukrainian standard (up to 10 mg/kg of nitrates), while the European standards (up to 5 mg/kg of nitrate) corresponded to 10.5% and 56.3% of milk samples, respectively (difference of 45.8%). It was established that 79.3% of samples of milk coming from the dairy farms in the winter-spring period and 40% milk samples coming from the summer-autumn period corresponded to the norms of the Ukrainian standard.7.7% and 67.6% milk samples of winter-spring and summer-autumn periods were corresponded to the norms of European standards, respectively (difference 59.9%). The problem of receipt of processing of a considerable quantity of milk, which according to the content of nitrates is not subject to the acceptance, was revealed. The expediency of finding ways of denitrification of milk for possible further use in the processing industry was substantiated. One of such methods is the use of the special starter cultures of microorganisms - active denitrification agents. It is important to reduce the nitrate content to the European standard in the final product; it will improve the quality of milk, its safety.
Key words: milk, nitrates, nitrites, methemoglobin, denitrifikators.
Мошторинг вмкту штра^в у молощ
C.I. Писюв, М.Д. Кухтин
Тернопiльський нацiональний mехнiчний утверситет iMeHi 1вана Пулюя, м. Тернотль, Украгна
Безпечтсть молока е важливим KpumepieM ощнки MKOcmi молока. Коров 'яче молоко становить основу ращону для харчуван-ня бiльшоcmi людей. Особливо цей продукт е незамтним для харчування дШей. Одним i3 важливих завдань молокопереробног галузi е контроль якоcmi молока за вмктом нimpаmiв. Пpоаналiзовано мехатзм дИ нimpаmiв на оргатзм людини i гх токсичний вплив на дimeй. Метою i завданням роботи е визначення вмкту нimpаmiв у молощ сирому, яке поступае на переробт тдприемст-ва з особистих селянських господарств i молочних ферм та в питному молощ, яке peалiзуеmьcя в торговельтй мepeжi у piзнi пори року. На оcновi отриманих даних довести актуальтсть пошуку методу деттрифтацп молока з наднормативним вмктом тт-pаmiв. Вмкт нimpаmiв визначали колориметричним методом iз застосуванням кадмiевоt колонки з подальшим фотометричним визначенням азосполук, що утворюються при взаемодп нimpumiв з ароматичними амтами. Виявлено, що молоко надходить на молокопереробш заводи з piзною ктьюстю нimpаmiв. Встановлено, що у зимово-весняний перюд ктьюсть проб молока з наднормативним вмютом нimpаmiв перевищуе ктькють проб у лШньо-остнш перюд. Визначено, що нормативам украгнського стан-
Article info
Received 22.01.2018 Received in revised form
27.02.2018 Accepted 02.03.2018
Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Department of Food Technologies, Ruska Str., 56, Ternopil, 46001, Ukraine.
Тел.: +38-068-046-43-75 E-mail: prudence. luck@gmail. com
дарту (до 10 мг/кг нiтратiв) вiдповiдали 69,8% проб молока iз особистих селянських господарств, яш надходили в зимово-весняний перiод, i 92,2% проб молока лШньо-остнього перiоду, а нормативам европейських стандартiв (до 5 мг/кг штра-тiв) вiдповiдали 10,5% i 56,3% проб молока вiдповiдно рзниця у 45,8%). Встановлено, що нормативам укратського стандарту вiдповiдали 79,3% проб молока, що надходить з молочних фермв зимово-весняний перiод i 40% проб молока, що над-ходить з в лШньо-остнш перюд. Нормативам европейських стандартiв вкладалися 7,7% i 67,6% проб молока зимово-весняного i лтньо-остнього перюду вiдповiдно (ргзниця у 59,9%). Визначено, що нормативам укратського стандарту вiдпо-вiдали 73,7% проб питного молока зимово-весняного перiоду i 91,40% проб молока лШньо-остнього перiоду, а нормативам европейського стандарту вiдповiдали15,8% i 60% проб молока вiдповiдно (р1зниця 44,2%). Виявлено проблему надходження на переробку значног кiлькостi молока, яке за вмктом нiтратiв не тдлягае прийманню. ОбТрунтовано доцтьтсть пошуку шляхiв деттрифтацп молока для можливого подальшого його використання у переробному процеЫ. Одним iз таких методiв е застосу-вання спещальних заквасочних культур мiкроорганiзмiв - активних денiтрифiкаторiв. Важливо, щоб в ктцевому продуктi вмкт нiтратiв був би зниженим до европейського нормативу, це полтшить ямсть молока, його безпечтсть.
Ключовi слова: молоко, ттрати, ттрити, метгемоглобт, деттрифтатори.
Вступ
Коров'яче молоко - традицшний продукт харчу-вання людини, який мае ушкальний х1м1чний склад i бактерициды властивосл. Ввдомий росшський акаде-мш 1.П. Павлов назвав молоко дивовижною !жею, приготованою самою природою, оскшьки воно мае ва необхщш речовини для росту i розвитку людського оргашзму (Rostovskyi and Shamaian, 2009; Naumenko, 2009). Укра!на мае значш обсяги споживання свiжих молочних продукпв, вони е незамшними в харчуванш дтгей, хворих i людей лггнього вшу.
Актуальтсть теми. Важливо, щоб користь харчо-вого продукту вщповвдала його безпечносп. Ниш в УкраМ дiе державний стандарт ДСТУ 3662-97 «Молоко коров'яче незбиране», який визначае основш нормативш значения показнишв безпеки молока. Одним iз таких показнишв е вмют нирапв, що стано-вить не бшьше, шж 10 мг/кг, а зпдно з европейською документащею цей показник е не бшьше н1ж 5 мг/кг (Moloko ta molochni produkty, 2000). Вщомо, що нт-рати при потраплянш в органiзм людини, накопичу-ються або перетворюються в бшьш шкiдливi речовини (нирити), як1 у надмiрнiй кiлькостi е токсични-ми. При 1хнш взаемоди з гемоглобiном та оксигемог-лобшом кровi утворюеться мiцна сполука - метгемо-глобiн. Транспортну функцш кисню в кровi здiйснюе оксигемоглобiн, тому при зниженн об'емiв перене-сення кров'ю кисню (метгемоглобiнемiя) виникае киснева недостатшсть - гемiчна гiпоксiя (Gutyj et al., 2017).
Отруення нiтратами (ниритами) для дорослих людей е рщшсним явищем, але для дней е реальною небезпекою. Це пов'язано з процесом вшновлення метгемоглобiну в гемоглобш, ферменти кровН по-чинають функцiонувати у людини тшьки з три-шестимiсячного вшу. Саме тому дНя нiтратiв i шт-рипв на оргашзм дНтей цього вшу е небезпечною (Santamaria, 2006; Du et al., 2007; Opinion of the Scientific Panel ..., 2008: Bondarenko et al., 2011; Fe-dorenko and Kitsula, 2012; Kukhtyn et al., 2018).
Негативним фактором впливу нирапв е також те, що вони блокують ензимш системи клНтин, а це спричиняе порушення окисного фосфорилювання (Tociu et al., 2016). Також щ сполуки мають шшдли-вий вплив на здоров'я людини через взаемодш з при-родними вторинними амшами, при яшй вщбуваеться утворення потужних канцерогенних ^нирозоамшш
(Lijinsky, 1993; Speijers and Van den Brandt, 2003; Qui-jano et al., 2017).
Дуже важливим з огляду на ризик для життя дтгей, е нормування шлькосп нпрапв i нирипв у продуктах харчування: в УкраМ зафшсован смертельн випадки немовлят ввд спожито! води з даними токсикантами. У Кита! вщомН випадки загибелН дней, як1 вживали молоко з ниритами. Це викликало занепокоення щодо вмюту ниритш у молощ на м1жнародному ршн1 (Montague-Jones, 2011).
Останн публшацп науковщв тдтверджують актуальтсть проблеми ниратного молока (Baranova et al., 1998; Musiienko, 2000; Savchenko et al., 2000; Musiien-ko, 2001; Musiienko, 2002; Shelihov and Levickij, 2013; Lozovskaja and Karpenko, 2016). У лпературних дже-релах одшею Нз причин ниратного забруднення молока е ниратний токсикоз корНв (Musiienko et al., 2008; Gutyj et al., 2016).
Мета i завдання дослгдження - провести монтго-ринговН дослщження вмюту нпрапв у молощ сирому, яке поступае на переробн тдприемства та питному, яке реалНзуеться в торговельнш мереж1. Довести акту-альшсть пошуку методу денирифшацп молока з над-нормативним вмютом нпрапв.
Матерiал i методи дослiджень
ДослНджувалось молоко з особистих селянських господарств, з молочних ферм i питне. Вмют нпрапв визначали колориметричним методом Нз застосуван-ням кадмНево! колонки з подальшим фотометричним визначенням азосполук, що утворюються при взаемо-дп нирипв з ароматичними амшами (зпдно з ГОСТ 32257-2013 Молоко и молочная продукция. Метод определения нитратов и нитритов).
Результати та ix обговорення
ПровНвши детальний аналНз лпературних джерел, а також попередшх дослщжень в цьому напрямку, нами було проведено мониоринг вмюту нпрапв у молощ сирому та питному в рНзш пори року. Результати дос-лНджень наведено на рисунках 1-3.
Як видно з даних, наведених на рис. 1, на переробку протягом року з особистих селянських господарств надходить молоко з рНзним вмютом штрапв. У нормативи укра!нського стандарту, до 10 мг/кг нирапв, вкладалися 69,8% проб молока, яш надходили в зимово-весняний перюд, i 92,2% проб моло-
ка лгтньо-осшнього перюду. Водночас нормативам европейських стандарпв (до 5 мг/кг нирапв) в1д-повщали 10,5% проб молока зимово-весняного перюду 1 56,3% проб молока линьо-осшнього (р1зни-ця - 45,8%).
З даних, наведених на рис. 2, на переробку протя-гом року з молочних ферм у нормативи укра!нсько-го стандарту, до 10 мг/кг нирапв, вкладалися 79,3% проб молока, яш надходили в зимово-весняний перюд, 1 40% проб молока лггньо-осшнього перюду. Нормативам европейських стандартов (до 5 мг/кг нирапв) вцщоввдали 7,7% проб
молока зимово-весняного перюду 1 67,6% проб молока лпньо-осшнього (р1зниця - 59,9%).
Анал1зуючи даш, наведеш на рис. 3, у нормативи украшського стандарту, до 10 мг/кг нирапв, вкладалися 73,7% проб питного молока, взятих з торговельно! мереж!, яш надходили в зимово-весняний перюд, 1 91,4% проб молока лпньо-осшнього перюду. Нормативам европейських стан-дарпв (до 5 мг/кг нирапв) вщповвдали 15,8% проб молока зимово-весняного перюду 1 60% проб молока лпньо-осшнього (р1зниця 44,2%).
с. с л н
70 п 60 50 -40 -30 -20 -10
0
Вьпст штратав до 5 мг/кг Вкист штратав вщ5 Д до 10 Вмют штратгв понад 10 мг/кг
мг/кг
и зимово-весняшш перюд ■ лпньо-осшнш перюд
Рис. 1. Умют нирапв у молощ сирому при надходженш на переробш пвдприемства з особистих селянських
господарств протягом року, %, М ± т, п = 30
£
70 60 50 40 30 20 10
7,7
67,6 Я1Ш
65.7
30,3
20,7
2,1
Вмкт ттрат1в до 5 мг/кг
Вмют нпрат1в вщ5,1 до 10 Вм1ст штрат1в понад 10 мг/кг мг/кг
□ зимово-весняний перюд ■ лпньо-осшнш перюд
Рис. 2. Умют нирапв у молощ сирому при надходженш на переробш пвдприемства з молочних ферм протягом року, %, М ± т, п = 27
а с л и и '2 х п
70 60 50 ■ 40 ■ 30 -20 " 10
7,7
67,6
30,3
20,7 —х—
2,1
Вм1ст штрат1в до 5 мг/кг Вмкт штрат1в вщ5,1 до 10 Вмют ютрат1в понад 10 мг/кг
мг/кг
Изимово-весняний перюд ■штньо-осшнш перюд
Рис. 3. Умют нирапв у молощ питному, %, М ± т, п = 33
Таким чином, проведет дослщження виявили проблему надходження на переробку значно1 шлькос-тт молока, яке за вмютом нiтратiв не пiдJIягаe прий-манню. Для цього необхiдно розробити систему мош-торингу нiтратiв в молощ, а також запропонувати технолопчт способи переробки такого молока, яш б дозволяли одержувати безпечнi молочт продукти.
Висновки
Встановлено, що на переробш пiдприeмства в зимово-весняний перюд з особистих селянських господарств надходить 30,2% проб молока сирого з наднормативним вмютом нпрапв, з молочних ферм - 20,7%, а в торговельну мережу - 26,3%. У лпньо-осшнш перiод кiлькiсть проб з наднормативним вмютом становила 7,8, 2,1 i 8,6% вщповщно.
Отже, варто продовжувати дослщження в цьому напрямку, щоб обгрунтувати технологiю, яка б зу-мовлювала денiтрифiкуючi змши в молоцi, а також могла би бути впроваджена у виробництво.
Перспективи подальших дослгджень полягають у розробщ способiв денiтрифiкацiï молока з наднормативним вмютом ттратш.
References
Baranova, M., Mal'a, P., & Zezula, I. (1998). Levels of residual nitrates and nitrites in milk in 1996. Bull. Vet. Inst. Pulawu. 42(2), 177-180. Bondarenko, Yu.H., Papach, V.V., Bilyk, L.I. (2011). Medyko-hihiienichna otsinka vplyvu nitrativ vody detsentralizovanykh dzherel vodopostachannia na stan zdorovia ditei rannoho viku. Dovkillia ta zdorovia. 4(59), 26 - 31 (in Ukrainian). Du, S.-T., Zhang, Y.-S., & Lin, X.-Y. (2007). Accumulation of Nitrate in Vegetables and Its Possible Implications to Human. Agricultural Sciences in China. 6(10), 1246-1255. doi: 10.1016/S1671-2927(07)60169-2 Fedorenko, V.I., & Kitsula, L.M. (2012). Nadkhodzhennia nitrativ v orhanizm ditei doshkilnoho viku z dobovymy ratsionamy kharchuvannia. Zbirnyk naukovykh prats LNMU im. D. Halytskoho. 10, 140145 (in Ukrainian). Gutyj, B., Leskiv, K., Shcherbatyy, A., Pritsak, V., Fedorovych, V., Fedorovych, O., Rusyn, V., & Kolomiiets, I. (2017). The influence of Metisevit on biochemical and morphological indicators of blood of piglets under nitrate loading. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 8(3), 427-432. doi: 10.15421/021766 Gutyj, B.V., Hufriy, D.F., Hunchak, V.M., Khariv, I.I., Levkivska, N.D., & Huberuk, V.O. (2016). The influence of metisevit and metifen on the intensity of lipid per oxidation in the blood of bulls on nitrate load. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 18, 3(70), 67-70. doi:10.15421/nvlvet7015 Kukhtyn, M., Horiuk, Y., Yaroshenko, T., Laiter-Moskaliuk, S., Levytska, V., & Reshetnyk, A. (2018). Effect of lactic acid microorganisms on the content of nitrates in tomato in the process of pickling. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 1,
11(91), 69-75. doi: 10.10.15587/17294061.2018.120548
Lijinsky, W. (1993). Lifespan and Cancer: The Induction Time of Tumors in Diverse Animal Species Treated with Nitrosodiethylamine. Carcinogenesis. 14, 23732375. doi: 10.1093/carcin/14.11.2373
Lozovskaja, D.S., & Karpenko, A.Ju. (2016). Nitraty v moloke i molochnyh produktah. Vozmozhnie puti ih likvidacii. Sovremennye tehnologii
sel'skohozjajstvennogo proizvodstva: sb. nauchnyh statej po materialam XIX Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Grodno: GGAU, 303-305 (in Russian).
Moloko ta molochni produkty (2000). Dyrektyva Rady 92/46 YeES vid 16 chervnia 1992 r. Dovidnyk u 3 tomakh. Tom 3. Lviv, Leonorm, 190-224 (in Ukrainian).
Montague-Jones, G. (2011). Nitrite milk scandal exposes gaps in Chinese food safety reforms. Rezhym dostupu: http://www.foodnavigator-asia.com/Policy/Nitrite-milk-scandalexposes-gaps-in-Chinese-food-safety-reforms.
Musiienko, M.T. (2000). Vplyv sezonu roku na vmist nitrativ u molotsi. Visnyk Bilotserkivskoho derzhavnoho ahrarnoho universytetu. 14, 223-225 (in Ukrainian).
Musiienko, M.T. (2001). Kontseptualni pryntsypy stvorennia systemy monitorynhu nitrativ u kormakh i molotsi. Naukovyi visnyk Lvivskoi derzhavnoi akademii veterynarnoi medytsyny im. S.Z. Hzhytskoho. 3(3), 173-177 (in Ukrainian).
Musiienko, M.T. (2002). Kontseptsiia stvorennia kompleksnoi systemy monitorynhu nitrativ u kormakh, vodi i molotsi. Naukovyi visnyk Lvivskoi derzhavnoi akademii veterynarnoi medytsyny im. S.Z. Hzhytskoho. 4(2), 89-91 (in Ukrainian).
Musiienko, M.T., Kryzhanivskyi, Ya.Y., Kukhtyn, M.D., Hashchak, O.Ya., & Kvasha, V.I. (2008). Vmist nitrativ u molotsi ta methemohlobinu v krovi koriv yak pokaznyk pozhyvnoi tsinnosti zymovykh ratsioniv. Naukovyi visnyk LNUVMBT imeni S. Z. Hzhytskoho. 10, 3(38), 162 - 164 (in Ukrainian).
Naumenko, V.V. (2009). Fiziolohiia silskohospodarskykh tvaryn: pidruchnyk dlia stud. vyshchykh navch. zakladiv osvity III-IV rivniv akredytatsii zi spets. «Veterynarna medytsyna» ta «Tekhnolohiia vyrobnytstva i pererobky produktsii tvarynnytstva». K.: Tsentr navchalnoi lit-ry (in Ukrainian).
Opinion of the Scientific Panel on Contaminants in the Food chain on a request from the European Commission to perform a scientific risk assessment on nitrate in vegetables, The EFSA Journal (2008) Journal number, 689, 1-79.
doi:10.2903/j.efsa.2008.689
Quijano, L., Yusà, V., Font, G., Allister, C., Torres, C., & Pardo, O. (2017). Risk assessment and monitoring programme of nitrates through vegetables in the Region of Valencia (Spain). Food and Chemical Toxicology. 100, 42-49. doi:
10.1016/j.fct.2016.12.010
Rostovskyi, V.S., & Shamaian, S.M. (2009). Barna sprava: pidruchnyk. K.: Tsentr uchbovoi literatury (in Ukrainian).
Santamaria, P. (2006). Nitrate in Vegetables: Toxicity Content, Intake and EC Regulation. Journal of the Science of Food and Agriculture. 86(1), 10 - 17. doi: 10.1002/jsfa.2351
Savchenko, Yu.I., Savchuk, I.M., Smovdyr, I.S. (2000). Vmist nitrativ, radionuklidiv, solei vazhkykh metaliv u molotsi koriv. Visnyk ahrarnoi nauky. 8, 32-35 (in Ukrainian).
Shelihov, P.V., & Levickij, V.P. (2013). Issledovanie soderzhanija nitratov v moloke dojnyh korov UNVAK LNAU «Kolos». Bezpeka produktiv harchuvannja ta
tehnologija pererobki: zbirnik naukovih prac' VNAU. 1(71), 171-177 (in Russian). Speijers, G.J.A., & Van den Brandt, P.A. (2003). Nitrite and Potential Endogenous Formation of N-Nitroso Compounds. In: WHO Food Additives Series. 50, 4974. Rezhym dostupu: http://www.inchem.org/ documents/jecfa/jecmono/v50je05.htm. Tociu, C., Marcu, E., Ciobotaru, I.E., & Maria, C. (2016). Risk assessment of population exposure to nitrates/nitrites in groundwater: a case study approach. Ecoterra-Journal of Environmental Research and Protection. 13(3), 39-45.
