CC BY
11|Рейтинговое голосование читателей
проводится на сайтах ФГУЗ РПОХБВ Роспотребнадзора www. rpohv.ru и журнала toxreview.ru.
Профилактическая токсикология
Конкурс «Лучшая работа молодого ученого»
Симилейская Б.С.
ФГУН ФНЦГ им. Ф.Ф.Эрисмана Роспотребнадзора г. Москва ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области» г. Ростов-на-Дону
УДК 54.05
Некоторые аспекты миграции химических веществ под влиянием СВЧ-излучения.
Изучена миграция органических веществ и металлов из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, в модельные среды под влиянием тепла электроплитки и микроволн
СВЧ-печи. Установлено достоверное увеличение миграции органических веществ с большой молекулярной массой и высокой температурой кипения, некоторых металлов под воздействием микроволн.
Определены режимы работы микроволнового поля для про-боподготовки.
Ключевые слова: санитарно-химические исследования пластмасс, микроволны, СВЧ-печь, миграция химических веществ.
Введение. Одним из перспективных направлений науки и практики в области изучения материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, и надзора за их применением является совершенствование действующих инструктивно-методических и нормативных документов с учетом современных требований [1,2].
В настоящее время малоизученным является вопрос о гигиенической безопасности использования посуды для СВЧ-печей.
Многокомпонентные смеси и сложные по составу полимерные и синтетические материалы, из которых изготовлена посуда для СВЧ-печей, способны в силу своего химического состава выделять под влиянием различных факторов в течение продолжительного времени в окружающую среду химические мономеры в различных концентрациях.
Специфика микроволнового нагрева заключается в том, что под воздействием микроволн молекулы веществ колеблются с большой частотой, что приводит к увеличению температуры равномерно по всему объему разогреваемого образца [6,7], поэтому определенный интерес для изучения представляет вопрос о закономерностях миграции легколетучих органических веществ в модельные среды под воздействием микроволн. Вот почему важнейшим видом оценки безопасности, наряду с орга-нолептическими и токсикологическими испытаниями, являются санитарно-химиче-ские исследования.
Для гигиенической оценки материалов, используемых в СВЧ- печах, необходимы:
- разработка новых и уточнение существующих методов подготовки проб к проведению санитарно-хими-ческих исследований;
- освоение и внедрение наиболее чувствительных и селективных методов исследования.
В раздел 16 «Требования к материалам и изделиям, изготовленным из полимерных и других материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами и средами» Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требований к товарам, подлежащим са-нитарно-эпидемиологиче-скому надзору (контролю) (Единые требования), вступивших в силу 1 июля 2010 г., включены требования, изложенные в устаревших нормативных документах, нуждающихся в значительных обновлениях и дополнениях, в частности, в ГН 2.3.3.97200 [3] и Инструкции № 880-71 [4] без каких-либо доработок, при этом в них не учтены достижения современной техники и химической промышленности.
Токсикологический вестник м°2 (107)
Данный вопрос становится особенно актуальным в условиях все более частого применения СВЧ-печей и специальной посуды для разогрева продуктов питания детям.
Наиболее распространенными материалами, используемыми для изготовления посуды, применяемой в СВЧ-печах, являются пластические массы (полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиэтилентерефталат, силикон). В соответствии с Едиными требованиями [10] и ГН 2.3.3.972-00 [3] при использовании посуды, изготовленной из полимерных материалов, необходимо контролировать миграцию в модельные растворы органических веществ, особенно таких как формальдегид, ацетальдегид, ацетон, ацетаты, спирты, бензол, толуол, ксилолы, стирол, фта-латы и др.
Следует учитывать, что химическая опасность при применении высокомолекулярных соединений и пластических масс определяется не только токсическими свойствами мономеров органических веществ, но и вспомогательных веществ [5],
входящих в их рецептуру (катализаторы (оксиды хрома, алюминия), стабилизаторы (свинец, кадмий, цинк, олово), красители (хром, титан, алюмосиликаты) и др. [1,5].
В ГН 2.3.3.972-00 [3] приведен перечень контролируемых показателей, разработанный на основании результатов исследовательских работ различных учреждений госсанэпидслужбы. Однако этот перечень не может считаться окончательным, так как в разделе «полимерные материалы и пластические массы на их основе» вообще не указаны металлы, которые используются в их производстве. Кроме того, под сомнение следует поставить достоверность и целесообразность определения концентраций химических веществ (альдегидов, алканов, спиртов, ацетатов, ацетона, бензола, акрилонитрила и др.) при использовании высокотемпературных режимов, так как температура кипения вышеуказанных веществ ниже температуры кипения воды.
Материалы и методы исследования. Предметом ис-
следований служили изготовленные из различных пластических масс (полипропилена, полиэтилена, полиэ-тилентерефталата, полистирола, силикона) материалы, предназначенные для контакта с пищевыми продуктами.
Была изучена миграция органических веществ и металлов из материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами, в дистиллированную воду и 2%-ную лимоннокислую модельную среду. Выполнено 375 исследований по определению содержания металлов (железо, кадмий, кобальт, марганец, медь, мышьяк, никель, олово, свинец, хром, цинк), 489 исследований по определению органических веществ (а-метилстирол, аце-тальдегид, ацетон, бензол, бу-танол, бутилацетат, гексан, гептан, дибутилфталат, диок-тилфталат, диметилфталат, диэтилфталат, изобутанол, изопропанол, ксилолы, метанол, метилацетат, стирол, толуол, фенол, формальдегид, этилацетат).
В процессе исследований были подобраны режимы пробоподготовки (таблица 1)
Таблица 1
Режим микроволновой печи при исследовании материалов, контактирующих с пищевыми продуктами в микроволновых печах, в зависимости от условий эксплуатации
Назначение изучаемого изделия Мощность СВЧ печи время работы СВЧ печи Время выдержки образца в модельной среде при комнатной температуре
Размораживание (полистирольные лотки и др.) Ниже средней (300-350 Вт) 15 минут 1 сутки
Разогрев готовых блюд (чашки, пластмассовые контейнеры) Полная мощность (800 Вт) 10 минут Время контакта пищевого продукта с изделием Экспозиция при исследовании
До 10 мин 2 часа
До 2-х часов 1 сутки
До 48 часов 3 суток
Приготовление блюд из сырых ингредиентов (рукава для выпечки, формы для выпечки, керамическая и стеклянная посуда, др.) Средняя мощность (550-600 Вт) 40 минут 3 суток
индивидуально для каждого вида образца с учетом площади его поверхности и предназначения в соответствии с:
Инструкцией № 880-71 [4] и кулинарными книгами [8,9].
При определении веществ, мигрирующих в модельные
среды, руководствовались документами, утвержденными и используемыми в учреждениях Роспотреб-надзора. Для определения металлов использовался атомно-абсорбционный спектрометр Квант^.ЭТА, а для определения органических веществ - комплекс аппаратно-программный на базе хроматографа «Хрома-тэк-Кристалл-5000.2».
Результаты и обсуждение. В результате проведенных исследований были получены следующие данные: в 29,6% исследований (111 исследований) выявлена миграция металлов и в 22,9% (112 исследований) миграция органических веществ в модельные среды.
Анализ проведенных исследований миграции органических веществ в модельные среды (диаграммы № 1,2) показал зависимость частоты выявления органических веществ в пробах, которые подвергались воздействию микроволн, от их температуры кипения и молекулярной массы. Чаще всего обнаруживались вещества с большой молекулярной массой и высокой температурой кипения (а -метилстирол, фталаты).
Учитывая специфику микроволнового нагрева (под воздействием микроволн молекулы веществ колеблются с большой частотой, что приводит к увеличению температуры) вполне закономерным может быть более быстрое испарение легколетучих веществ, что подтверждается проведенными исследованиями.
Анализ частоты обнаружения металлов (диаграммы №3,4) показывает, что наибольшая частота выявляе-мости металлов приходится на медь, железо, цинк, хром, никель. В ряде образцов под влиянием микроволн увеличивается вероятность об-
Диаграмма №1
Миграция органических веществ из полимерных материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, в водную модельную среду
0,1 0,05 0
под влиянием тепла электроплиты I под влиянием микроволн
Диаграмма №2
Миграция органических веществ из полимерных материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, в лимоннокислую модельную среду
под влиянием тепла электроплиты I под влиянием микроволн
Диаграмма №3
Миграция металлов из полимерных материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, в водную модельную среду
0,05
^ У ^ ^ / >
под влиянием тепла электроплиты I под влиянием микроволн
Токсикологический вестник n°2 (107)
наружения таких металлов как железо, кадмий, никель, хром.
При сравнительном анализе влияния микроволн СВЧ-печи и тепла бытовой электроплитки на миграцию отдельных элементов было выявлено, что под воздействием микроволн происходит достоверное увеличение миграции железа, меди, никеля, цинка. Другие металлы не дали убедительных данных.
Анализ проведенных исследований по группам исследуемых материалов и по определяемым показателям выявил, что наибольший процент обнаружения веществ приходится на металлы из проб, подвергавшихся воздействию микроволн.
Заключение. На данном этапе проводимой работы:
• определены некоторые режимы работы микроволнового поля для подготовки проб к последующим анализам (газохроматогра-фическому, атомно-абсорб-ционному и др.);
0
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Диаграмма №4
Миграция металлов из полимерных материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, в лимоннокислую модельную среду
под влиянием тепла электроплиты I под влиянием микроволн
1. В.О. Шефтель Гигиена и токсикология пластмасс, применяемых в водоснабжении. Киев «Здоров"я», 1981г. - 152 с.
2. Б.П. Суханов, М. Г. Кери мова, Л.Г.Кочергина Санитарный надзор за безопасностью применения полимерных материалов и изделий из них, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами; М., Гэотар Медицина; 2002 г.; 96 стр.
3. ГН 2.3.3.972-00 Предельно допустимые количества химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами: Гигиенические нормативы. -
• установлены устойчивые тенденции в увеличении миграции под воздействием микроволн с большой молекулярной массой и высокой температурой кипения (а-ме-тилстирол, фталаты);
• показано увеличение миграции некоторых металлов (железа, меди, никеля, цинка) под воздействием микроволн.
Таким образом, получен-
М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000.-55 с.
4. Инструкция № 880-71 Инструкция по са-нитарно-химическому исследованию изделий, изготовленных из полимерных и других синтетических материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами. - М., 1972
5. Санитарно-химический анализ пластмасс. Л.,«Химия»,1977 г., 272 стр.
6. И.А.Рогов, С.В.Некрутман, Г.В.Лысов Техника сверхвысокочастотного нагрева пищевых продуктов М. «Легкая и пищевая промышленность» 1981 г.
ные нами результаты подтверждают необходимость проведения дальнейших исследований как в области разработки режимов пробо-подготовки материалов, используемых при изготовлении посуды применяемой в СВЧ-печах, так и в области изучения влияния микроволн на миграцию органических веществ и металлов в различные модельные среды.
7. Княжевская Г.С., Фирсова М. Г. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов. Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1980., 71 с.
8. Секреты микроволновой кулинарии/ Сост. Т.А. Липей, И.Г. Бондарь. - 5-е изд., стереотип. - Мн.: Книжный Дом, 2008.- 288 с.
9. Готовим в микроволновой печи/ сост. Л.А.Калугина - М.: ООО «Аделант», 2008г.
10. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю), утверждены решением Комиссии Таможенного союза № 299 от 28.05.10 г.
Simileyskaya B.S.
Some aspects of migration of chemicals exposed to super-high-frequency radiation
F.F.Erisman Federal Scientific Center for Hygiene, Moscow
Center for Hygiene and Epidemiology in the Rostov Region, Rostov-on-Don
The migration of organic substances and metals from materials in contact with food stuff to model media under the influence of heat and microwaves of SHFR ovens was studied.. A proved increase of migration of organic compounds with a high molecular mass and high boiling point and some metals as well under effect of microwaves was established. Microwave field mode action for sampling were defined.
Материал поступил в редакцию 22.10.2010 г.
