CC BY
23НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 543.06
Сок^россахар - 20 лет на iuaia страны-!
Определение ксенобиотиков растительного происхождения в углеводсодержащем сырье
Н.Н. РОЕВА, д-р хим. наук, проф. (е-mаil:roevа@mgupp.ru), М.Б. МОЙСЕЯК, канд. техн. наук, доц., С.А. ЯНКОВСКИЙ, канд. хим. наук, доц., С.С. ВОРОНИЧ, канд. техн. наук, доц. Московский государственный университет пищевых производств
По данным отечественных и зарубежных экотоксикологических исследований, из общего количества чужеродных веществ, проникающих в организм человека из окружающей среды, 30—80% поступает с пищей. Особую группу из них представляют собой конта-минанты — загрязнители, применяемые в растениеводстве.
В круг ксенобиотиков растительного происхождения наряду с различными пестицидами входят нитраты, нитриты и нитрозо-соединения. Каждый из этих ксенобиотиков обладает различной степенью биоаккумуляции в углеводсодержащем сырье (сахарной и столовой свёкле, кукурузе, картофеле и др.), а также своеобразным и специфическим воздействием на живой организм [1].
Нитраты являются нормальными метаболитами любого живого организма — как растительного, так и животного. В организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов.
Попадая в углеводсодержащее сырьё, они интенсивно накапливаются в нём. Содержание нитратов в сахарной и столовой свёкле колеблется в пределах 39—7 771 мг/кг, кукурузе — 1,1—15 мг/кг, картофеле — 4—1 218 мг/кг. Уровень содержания нитратов в растениях зависит от индивидуальных особенностей растений и их сорбционной способности. Следует отметить, что все эти овощи относятся к так называемым «растениям — накопителям нитратов». В первую очередь это касается свёклы. В молодых растениях ни-
тратов на 50—70% больше, чем в зрелых. Недозрелые овощи, такие как картофель, могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости.
Возрастающее применение азотистых удобрений, использование некоторых гербицидов, например, 2,4 — Д (дихлорфеноксиуксусная кислота) и дефицит молибдена в почве приводят к нарушению обмена веществ в растениях и способствуют накоплению нитратов.
Нитраты сами по себе не обладают выраженной токсичностью. В соответствии с рекомендациями ВОЗ взрослый человек может получать с продуктами питания 300—350 мг нитратов ежедневно. Человек достаточно легко переносит дозу в 150—200 мг нитратов в сутки, 500 мг считается предельно допустимой дозой (т. е. в пересчёте на нитрат ион составляет 5 мг/кг массы тела). Но в больших количествах нитраты оказывают вредное воздействие на живой организм. Например, разовый приём 1—4 г может оказаться смертельным. Токсичная концентрация нитрата для взрослого человека — 600 мг/сут., а для грудных детей — 10 мг/сут. [2].
Потенциальная токсичность нитратов заключается в том, что они при определённых условиях могут окисляться до нитритов и нитрозосоединений, которые обусловливают ядовитые воздействия на организм человека, проявляемые в форме метгемоглобинимии. Уровень содержания нитритов и нитрозоаминов в сахарной и столовой свёкле, кукурузе, картофеле — один из важнейших показателей
безопасности. Он может колебаться от 1 до 20 мг/кг. Другие канцерогенные вещества, присутствующие в углеводсодержащем сырье наряду с нитритами и нитрозосо-единениями, усиливают их канцерогенное действие [3; 4].
При высоких дозах эта специфичность уже не проявляется. Известно, что действие частых небольших доз является более опасным, чем действие больших одноразовых доз. Безопасная суточная доза низкомолекулярных нитрозоаминов для человека составляет 10 мкг в сутки или 5 мкг/ кг пищевого продукта [4].
Среди методов определения нитратов, нитритов и нитрозосоединений в углеводсодержащем сырье и продуктах растительного происхождения наиболее широко применяются физико-химические методы: спектрофотометрические, электрохимические и хроматогра-фические.
В аналитической практике предпочтение отдаётся электрохимическим методам анализа. Наиболее распространённым и доступным из электрохимических является ионометрический метод, обеспечивающий достаточно хорошую воспроизводимость, поэтому он и был применён нами для определения нитратов и нитритов в сахарной и столовой свёкле, кукурузе и картофеле [4].
Данный метод основан на измерении электродвижущих сил обратимых гальванических элементов. Для измерения электродвижущей силы применяют систему двух электродов: индикаторного и электрода сравнения. Непосред-
52 САХАР № 4 • 2016
Саю^рассахар - 20 лет на iuaia страны-!
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Таблица 1. Результаты определения нитратов вуглеводсодержащем сырье
в мг/кг (n = 5; P = 0,95)
Сырьё Произрастание
Ставропольский край Краснодарский край Воронежская область Республика Башкортостан
Картофель 127,4 135,5 168,2 149,5
Свёкла сахарная 244,6 238,3 339,4 250,7
Свёкла столовая 317,2 319,8 318,5 242,2
Кукуруза 72,4 78,5 128,2 107,5
Таблица 2. Результаты определения нитритов в углеводсодержащем сырье
в мг/кг (n = 5; P = 0,95)
Сырьё Произрастание
Ставропольский край Краснодарский край Воронежская область Республика Башкортостан
Картофель 12,4 11,7 22,6 16,3
Свёкла сахарная 7,6 8,7 9,4 6,7
Свёкла столовая 8,8 9,2 13,8 11,5
Кукуруза 5,8 7,2 9,7 6,4
ственно для определения нитрат-и нитрит-ионов мы применяли нитрат- и нитрит-селективные электроды, важнейшей частью которых являлась полупроницаемая мембрана, способная пропускать только определённые ионы. Диапазон исследуемых концентраций нитрат- и нитрит-ионов определялся техническими характеристиками селективных электродов.
В качестве объектов анализа были выбраны сахарная свёкла, столовая свёкла, кукуруза и картофель, произрастающие в Ставропольском и Краснодарском краях, Воронежской области, Республике Башкортостан.
Подготовка анализируемых проб осуществлялась в соответствии с ГОСТ 2927-95 «Продукты переработки плодов и овощей», «Методы определения нитратов и нитритов».
Для анализа применяли ионо-мер «Oakton pH 2100 Series». Содержание нитрат- и нитрит-ионов определяли с помощью градуи-ровочного графика, который отражал зависимость концентрации нитрат- и нитрит-ионов от электродного потенциала. Для построения градуировочных графиков в качестве стандартных растворов использовали растворы нитрата и нитрита калия различных концентраций. Основные стандартные растворы готовили растворением навески (соответственно, 16,3 г нитрата калия и 14,8 г нитрита калия в 1 л дистиллированной воды). Калибровку проводили на фоне буферного раствора для регулирования общей ионной силы, в качестве которого использовался 2М раствор сульфата аммония. Соотношение стандартного и буферного растворов составляло 50:1. Статистическую обработку результатов осуществляли на основании определения среднего значения из 5 параллельных измерений. Результаты определения нитратов и нитритов в сахарной и столовой свёкле, кукурузе и картофеле представлены в табл. 1 и табл. 2.
Для подтверждения достоверности результатов определения нитратов в углеводсодержащем сырье также был проведён сравнительный анализ с использованием персонального электронного нитрат тестера (НУК-019-2), который подтвердил хорошую воспроизводимость и достоверность результатов анализа с использованием ионометрического метода.
Список литературы
1. Роева Н.Н. Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания: учеб. пособие / Н.Н. Роева. — СПБ. : Троицкий мост, 2010. - 256 с.
2. Нитраты как контаминанты-загрязнители растительного происхождения и их специфические
особенности / Д.А. Еделев, Н.Н. Роева, Н.В. Василиевич, С.С. Во-ронич, С.Г. Шарипова // Проблемы региональной экологии. 2014. - № 1. - С.128-130.
3. Современное состояние методов определения контаминантов растительного происхождения в исходном сырье и продуктов питания / Д.А. Еделев, Н.Н. Роева, Н.В. Василиевич, С.С. Воронич, Д.А. Зайцев, Д.Е. Пахомов // Экология урбанизированных территорий. 2014. - № 2.- С.72-75.
4. Поздняковский В.М. Гигиенические основы питания, безопасность и экспертиза продовольственных товаров / В.М. Поздняковский - Новосибирск. : Изд-во Новосиб. ун-та. - 1999. - 448 с.
Аннотация. В статье представлены результаты определения ксенобиотиков растительного происхождения в углеводсодержащем сырье с применением ионометрического метода. Для подтверждения достоверности результатов определения нитратов в углеводсодержащем сырье был проведен сравнительный анализ с использованием персонального электронного нитрат-тестера. Ключевые слова: ксенобиотики, нитраты, нитриты, нитрозосоединения, углеводсодержащее сырьё, ионометрический метод.
Summary. The paper describes results of defining xenobiotics of phytogenic origin by ionometric method in carbohydrates containing raw materials. To confirm accuracy of results of nitrates findings in carbohydrates containing raw materials comparative analysis by personal electronic nitrate analyzer has been done.
Keywords: xenobiotics, nitrates, nitrites, nitroso compounds , carbohydrates containing raw materials, ionometric method.
№ 4 • 2016 САХАР 53
