Пищевые добавки и загрязняющие примеси

Обновлено: 09.06.2024

Вещества, загрязняющие продукты питания и корма,.pptx

Вещества, загрязняющие продукты питания и корма, их предельно допустимая концентрация в продуктах.

• Проблема отрицательного влияния загрязнения окружающей среды на здоровье человека становится все более острой. Она переросла национальные границы и стала глобальной. Интенсивное развитие промышленности, химизация сельского хозяйства приводят к тому, что в окружающей среде появляются в больших количествах химические соединения, вредные для организма человека. Вместе с тем успехи науки позволяют регулировать содержание этих вредных веществ и доводить их концентрацию до безопасных величин. Это касается как всей окружающей среды, так и отдельных пищевых продуктов. Известно, что значительная часть чужеродных веществ поступает в организм человека с пищей (например, тяжелых металлов - до 70%).
• Наличие в пищевых продуктах загрязняющих веществ, не обладающих пищевой и биологической ценностью или токсичных, угрожает здоровью человека. Загрязняющие вещества могут попадать в пищу случайно в виде контаминантов-загрязнителей, а иногда их вводят специально в виде пищевых добавок, когда это, якобы, связано с технологической необходимостью. В пище загрязняющие вещества могут в определенных условиях стать причиной пищевой интоксикации, которая представляет собой опасность для здоровья человека. Химические вещества, которые попадают в продукты питания из окружающей нас среды, создают проблемы, решение которых является насущной необходимостью

Классификация загрязняющих веществ пищевых продуктов


Пищевыми добавками называют вещества или смеси веществ, добавление которых в продукты питания закономерно по составу или содержанию питательных веществ. Эти добавки должны быть получены из пищевого сырья с применением пищевой технологии. Это витамины, провитамины, приправы, ароматические и вкусовые вещества естественного происхождения, вещества, имеющие аналогичную химическую структуру. Воздух, азот, двуокись углерода или этиловый спирт также относят к пищевым добавкам. Для применения пищевой добавки не требуется специального токсикологического исследования по воздействию на организм человека.

Загрязняющими соединениями называют вещества, оказывающие токсикологическое или биологическое воздействие на организм человека.

Чужеродные вещества классифицируют на специально добавленные и случайно содержащиеся в продуктах питания. Специально добавленные вещества являются составными частями пищевых продуктов и предназначены для употребления. К важнейшим из этой группы относятся вещества с антимикробным действием (химические средства консервирования, антибиотики), пищевые красители, вкусовые ингредиенты и вещества, улучшающие товарный вид и способствующие сохранению пищевых продуктов. Случайно содержащиеся в продуктах соединения попадают в продукты в виде загрязнений из сырья, тары или в результате обработки, и присутствие их в пищевых продуктах не является обязательным. К ним относятся остатки вспомогательных материалов, применяемых при получении или переработке пищевых продуктов, но не предназначенных быть их составными частями. В большинстве случаев имеются в виду посторонние примеси химической природы.

Загрязнения из окружающей среды. К ним относятся радиоактивные и ядовитые отходы промышленности, транспорта и домашнего хозяйства, попадающие через воздух, воду и почву на продукты питания или проникающие в них при хранении. Загрязнения компонентами упаковочных материалов — загрязнения от металлической тары (свинец, олово), от пропитанной бумаги или от дерева. Такие загрязнения часто переходят в продукты питания. В последнее время все больше применяются синтетические полимерные материалы которые выделяют в пищевые продукты не прореагировавшие соединения или исходные компоненты. Кроме того, они иногда придают продуктам не свойственные им вкус и запах.

Загрязнения микроорганизмами. Эта проблема усугубилась, когда установили, что плесень содержит высокотоксичные соединения (микотоксины). Бактериальные токсины, такие как токсин Cl. botulinum и другие продукты обмена ряда патогенных микроорганизмов, могут представлять собой смертельную опасность для человека. Установлена токсичность условно патогенных микроорганизмов, таких как кишечная палочка, молочнокислый стрептококк.

Остатки сельскохозяйственных ядохимикатов (удобрений). Они представляют собой наиболее значительную группу загрязнителей, так как присутствуют почти во всех пищевых продуктах. Пестициды и гербициды, проникающие в продукты в результате мероприятий по защите растений и борьбе с вредителями, или удобрения, поступающие в растения из почвы, подвергаются часто биохимическим превращениям, что затрудняет их обнаружение и осложняет раскрытие механизма их воздействия на организм человека (образование метаболитов из пестицидов, образование нитрозоаминов из азотных удобрений). Минеральные вещества, содержащиеся в химических удобрениях, могут существенно влиять на качество продуктов и их питательную ценность, например, вследствие изменения рН среды или витаминов. Это относится также к запаху и вкусу, которые при обработке ядохимикатами и удобрениями претерпевают нежелательные изменения, например при обработке картофельных клубней техническим гексахлорциклогексаном меняется вкус и запах картофеля. Однако это вовсе не означает, что нужно полностью отказаться от использования химических средств в сельском хозяйстве.

Загрязнения, связанные с лечением животных. Введение в корм антибиотиков и психофармакологических препаратов приобретает все большее значение в животноводстве. Однако эти препараты могут оказывать действие и на организм человека. Прочие загрязнения. Имеется ряд трудно поддающихся классификации химических препаратов, например, моющие средства или другие санитарные препараты, которые попадают в пищу в виде следов.

Вторичные продукты. Они могут появляться вследствие химических и термических процессов, при облучении и применении биологических методов обработки пищевых продуктов. В результате изменения составных элементов пищи образуются продукты термической деструкции жиров, продукты реакции Майяра, наличие которых в пище нежелательно.

Однако такая классификация чужеродных веществ не всегда правомерна с точки зрения воздействия на организм человека. Ведь нитриты могут случайно попасть в мясо при кормлении животных нитратными кормами, а могут быть специально добавлены в колбасу для придания ей цвета. Но воздействовать на организм человека они будут одинаково. Поэтому предлагается другая классификация загрязняющих веществ, в зависимости от химической природы соединений и их воздействия на организм человека.

Все загрязняющие соединения разбиты на девять групп в зависимости от химической природы соединений и их воздействия на организм человека.


• К первой группе относят радионуклиды, которые могут попасть в пищевые продукты случайно или в результате специальной обработки. Особенно остро встала проблема загрязнения пищевых продуктов после аварии на Чернобыльской атомной станции.
• Ко второй группе относят тяжелые металлы и другие химические элементы, которые в концентрациях выше физиологической потребности вызывают токсическое или канцерогенное воздействие на организм человека. Основную массу загрязняющих тяжелых металлов и соединений составляют: фтор, мышьяк и алюминий, а также хром, кадмий, никель, олово, медь, свинец, цинк, сурьма и ртуть.
• К третьей группе относят микотоксины - соединения, накапливающиеся в результате жизнедеятельности плесневых грибов. Как правило, грибы развиваются на поверхности пищевых продуктов, а продукты их метаболизма могут проникать и вовнутрь. На сегодня известно свыше 100 микотоксинов, но наиболее известны афлатоксины и патулин.
• В четвертую группу включают пестициды и гербициды. Эти соединения используются для защиты растений в сельском хозяйстве и попадают чаще всего в пищевые продукты растительного происхождения. В настоящее время известно более 300 наименований пестицидов и гербицидов. Обычно определяют два - пять наиболее применяемых в данном регионе.
• В пятую группу относят нитраты, нитриты и их производные нитрозамины. Соединения азотной и азотистой кислот в нашем организме не метаболируются, поэтому их поступление приводит к нарушению биохимических процессов в организме в виде токсических и канцерогенных проявлений.
• К шестой группе загрязняющих веществ относят детергенты (моющие средства). При переработке пищевых продуктов используют оборудование из нержавеющей стали. После каждой рабочей смены оборудование (особенно в молочной и консервной промышленности) моют с применением каустической соды или других моющих средств. При плохом ополаскивании оборудования первые порции пищевой продукции будут содержать детергенты.
• В седьмую группу загрязняющих веществ относят антибиотики, антимикробные вещества и успокаивающие средства. Эти соединения, поступая с продуктами питания, воздействуют на микроорганизмы толстого кишечника и способствуют развитию у человека дисбактериоза, а также привыканию патогенных микроорганизмов к этим антибиотикам.
• К восьмой группе относят антиоксиданты и консерванты. Эти вещества используют для продления срока хранения пищевых продуктов, за счет блокирования химических и биохимических процессов. При поступлении в организм человека данные соединения блокируют отдельные биохимические процессы, либо воздействуют на бифидобактерии желудочно-кишечного тракта человека. Это способствует развитию дисбактериоза.
• В девятую группу загрязняющих веществ входят соединения, образующиеся при длительном хранении или в результате высокотемпературной обработки пищевых продуктов. К ним относят продукты химического разрушения сахаров, жиров, аминокислот и продукты реакций между ними. Эти простые и комплексные соединения организм человека не может метаболировать, что приводит к накоплению этих соединений в печени человека, а возможно и к нарушению биохимических процессов в организме. Загрязняющие вещества пищевых продуктов можно классифицировать также по характеру действия на организм человека, токсичности и степени опасности. По характеру действия различают, с одной стороны, вещества, оказывающие общее действие (раздражающее, аллергическое, канцерогенное) с другой - вещества, действующие на определенные системы и органы (нервную, кроветворную, печень, желудочно-кишечный тракт и т.д.).

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в продуктах питания



При разработке нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в продуктах питания учитываются материалы по токсикологии и гигиеническому нормированию данных веществ в различных объектах природной среды (в воздухе, воде, почве), а также информация о естественном содержании различных химических элементов в пищевых продуктах.
Предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вредного вещества в продуктах питания (ПДКпр) — это концентрация вредного вещества в продуктах питания, которая в течение неограниченно продолжительного времени (при ежедневном воздействии) не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека.
Санитарно-гигиеническое нормирование загрязненности пищевых продуктов касается главным образом пестицидов, а также тяжелых металлов и некоторых анионов (например, нитратов).

Органолептические свойства пищевых продуктов определяются показателями вкуса, цвета, запаха и консистенции, характерными для каждого вида продукции, и должны удовлетворять традиционно сложившимся вкусам и привычкам населения.
Органолептические свойства пищевых продуктов не должны изменяться при их хранении, транспортировке и в процессе реализации.
Пищевые продукты не должны иметь посторонних запахов, привкусов, включений, отличаться по цвету и консистенции, присущих данному виду продукта.


В пищевых продуктах контролируется содержание основных химических загрязнителей, представляющих опасность для здоровья человека.


Гигиенические требования к допустимому уровню содержания токсичных элементов предъявляются ко всем видам продовольственного сырья и пищевых продуктов.
Содержание микотоксинов - афлатоксина B1, дезоксиниваленола (вомитоксина), зеараленона, Т-2 токсина, патулина - контролируется в продовольственном сырье и пищевых продуктах растительного происхождения, афлатоксина M1 - в молоке и молочных продуктах. Приоритетными загрязнителями являются: для зерновых продуктов - дезоксиниваленол; для орехов и семян масличных - афлатоксин B1; для продуктов переработки фруктов и овощей - патулин.
Не допускается присутствие микотоксинов в продуктах детского и диетического питания.
Во всех видах продовольственного сырья и пищевых продуктов контролируются пестициды: гексахлорциклогексан (альфа-, бета-, гамма-изомеры), ДДТ и его метаболиты. В зерне и продуктах переработки контролируются также ртутьорганические пестициды, 2, 4-Д кислота, ее соли и эфиры. В рыбе и продуктах переработки контролируется также 2,4-Д кислота, ее соли и эфиры.
В продуктах животного происхождения контролируются остаточные количества стимуляторов роста животных (в том числе гормональных препаратов), лекарственных средств (в том числе антибиотиков), применяемых в животноводстве для целей откорма, лечения и профилактики заболеваний скота и птицы.
В мясе, мясопродуктах, субпродуктах убойного скота и птицы контролируются как допущенные к применению в сельском хозяйстве кормовые антибиотики - гризин, бацитрацин, так и лечебные антибиотики, наиболее часто используемые в ветеринарии - антибиотики тетрациклиновой группы, левомицетин.
В молоке и молочных продуктах контролируются пенициллин, стрептомицин, антибиотики тетрациклиновой группы, левомицетин; в яйцах и яйцепродуктах - бацитрацин, антибиотики тетрациклиновой группы, стрептомицин, левомицетин.
Полихлорированные бифенилы контролируются в рыбе и рыбопродуктах; бенз(а)пирен - в зерне, в копченых мясных и рыбных продуктах.
Не допускается присутствие бенз(а)пирена в продуктах детского и диетического питания.
В отдельных пищевых продуктах контролируются содержание азотсодержащих соединений: гистамина - в рыбе семейств лососевых и скумбриевых (в том числе группа тунцовых); нитратов - в плодоовощной продукции; N-нитрозаминов - в рыбе и рыбопродуктах, мясных продуктах и пивоваренном солоде.
В пищевых продуктах не допускается наличие патогенных микроорганизмов и возбудителей паразитарных заболеваний, их токсинов, вызывающих инфекционные и паразитарные болезни или представляющих опасность для здоровья человека и животных.

Чужеродные примеси в пищевых продуктах

Изучение проблемы биологической безопасности при употреблении в пищу продуктов, произведенных из генетически модифицированных растений. Определение перечня вредных для человека примесей в продуктах питания. Возможности загрязнения продукта от упаковки.

Рубрика	Кулинария и продукты питания
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	02.10.2017
Размер файла	47,4 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

продукт питание пища примесь

1. Чужеродные примеси в пищевых продуктах

1.2 Пищевые добавки

1.3 Замена соевым белком

1.4 Тяжелые металлы

1.5 Загрязнения от упаковки

Важную роль в последнее время стала играть так называемая биологическая безопасность, связанная с употреблением в пищу продуктов, произведенных из генетически модифицированных растений. Только за последние два года в мире более чем в 20 раз увеличились посевные площади под трансгенными растениями - такими, как соя, кукуруза, томаты, картофель. Продукты из них уже поступают на стол американцев, россиян, голландцев, австралийцев и жителей других стран.

По мере расширения международной торговли генетически модифицированным продовольствием острота проблемы биологической безопасности нарастает, а правительство некоторых стран уже приняли решение о временном прекращении производства трансгенных растений.

В целях контроля за вновь разрабатываемой пищевой продукцией из генетически модифицированных источников Главный государственный санитарный врач Российской Федерации подписал постановление о порядке государственной регистрации пищевых продуктов и продовольственного сырья, а также компонентов для их производства, полученных из генетически модифицированных источников, которое было введено с 1 июля 1999 г. В нем определено, что технологическая оценка пищевой продукции, получаемой из генетически модифицированных источников, осуществляется Московским государственным университетом прикладной биотехнологии Минобразования России.

Вредными для человека могут быть следующие примеси:

1. Продукты, содержащие пищевые добавки, не разрешенные или используемые в больших дозах (красители, консерванты, антиокислители и др.).

2. Остаточные количества пестицидов в продуктах растениеводства или животноводства (обработка ядохимикатами растений и животных, загрязнение кормов и воды для скота высокими концентрациями пестицидов).

3. Продукты растениеводства, полученные с использованием не апробированных, не разрешенных или нерационально применяемых удобрений или оросительных вод, содержащих твердые и жидкие отходы промышленности, коммунального хозяйства, очистных сооружений и т.п.

4. Продукты животноводства и птицеводства, полученные с использованием не апробированных, не разрешенных или неправильно примененных кормовых добавок и консервантов. К ним относятся минеральные и небелковые азотистые добавки, стимуляторы роста, антибиотики, антигельминты и другие медикаменты.

5. Токсические вещества, попавшие в пищевые продукты из посуды, упаковок, тары, изготовленных из не апробированных или не разрешенных пластмассовых, резиновых и других материалов.

6. Токсические вещества, образующиеся в пищевых продуктах при варке, жарении, копчении и других видах технологической кулинарной обработки (например, образование бензпиренов и нитрозаминов при копчении).

7. Продукты, содержащие вредные вещества, мигрировавшие из окружающей среды - воздуха, водоемов, почвы. К ним относятся радионуклиды, тяжелые металлы, хлорорганические соединения, ароматические углеводороды и др. В эту группу входит наибольшее число чужеродных химических веществ.

8. Продукты или отдельные пищевые вещества (белки, аминокислоты и др.), полученные по новым технологиям, в том числе путем химического или микробиологического синтеза, изготовленные с нарушением установленной технологии или с использованием некачественного сырья.

Чужеродные непищевые компоненты могут оказывать неблагоприятное влияние на разные системы организма и физиологические процессы: нарушать процессы пищеварения и усвоения пищи, понижать защитные силы организма, ускорять процессы старения, оказывать общетоксическое (отравляющее) действие, вызывать появление новообразований (доброкачественных и злокачественных опухолей), врожденных уродств и др.

В настоящее время антибиотики нашли широкое применение в животноводстве, птицеводстве и при выращивании рыбы.

Антибиотиками лечат животных и птиц, как и людей, когда они заболевают. Антибиотики входят в состав так называемых «гормонов роста» для увеличения скорости выращивания скота или птицы. При неправильном их использовании они могут попасть в молоко, мясо и яйца.

Рыба и морепродукты - это категория продуктов, которые в прямом смысле просто купаются в антибиотиках при выращивании в искусственных условиях.

Антибиотики используют для термообработки, стерилизации, фильтрации с целью увеличения сроков хранения во многих технологических процессах при изготовлении продуктов питания, к которым относятся молоко и молочные продукты, мясо, яйца, курица, сыр, креветки, и даже мёд.

Таким образом, очевидно, что пищевыми продуктами, подвергающимися загрязнению антибиотиками, являются исключительно продукты животноводства, птицеводства и рыба, выращенная в искусственных водоемах. После применения антибиотиков в течение периода пока антибиотик не выведется из организма или его концентрация не снизится ниже допустимого предела, животное нельзя забивать для использования в пище. В этот же период также запрещается использовать продукты от животного (например, молоко не может использоваться даже в переработку - должно быть просто уничтожено). В случае несоблюдения регламента по применению антибиотиков их можно обнаружить в мясе, молоке животных, куриных яйцах и пр. (по статистике их обнаруживают в 15-20 % всей продукции животного происхождения).

Для того чтобы вывести антибиотики из мяса, до убоя животное надо выдержать 7-10 дней без препаратов. Важно знать, что если этот препарат остался в организме животного, то больше всего его в печени и почках.

Содержание антибиотиков снижается в результате термической обработки мяса животных и птицы, когда лекарственный препарат вместе с мышечным соком переходит в бульон, часть препарата разрушается под действием высоких температур. По сравнению с исходным количеством после варки остается от 5,9% (гризин в мясе птицы) до 11,7% (левомицетин в мясе птицы) антибиотиков в мышечной ткани. В бульон переходит около 7 % первоначального содержания антибиотиков. Приблизительно 20% от исходного количества антибиотиков разрушается в результате проварки.

Кипячение, стерилизация, сквашивание практически не влияют на содержание антибиотиков в молоке и молочных продуктах. После кипячения в молоке остается от 90 до 95% исходного количества антибиотиков, то есть разрушается от 5 до 10% их количества. После стерилизации в молоке остается от 92 до 100% исходного количества антибиотиков. Такие данные позволяют сделать выводы о непригодности параметров кипячения и стерилизации для разрушения антибиотиков в молоке.

В связи с тем, что группы применяемых антибиотиков у людей и животных в сельском хозяйстве одинаковы, остаточные количества антибиотиков в пищевых продуктах способствуют появлению устойчивых штаммов и у людей. Соответственно у людей, употребляющих такие продукты, развивается иммунитет к приему антибиотиков, и для получения ожидаемого эффекта при лечении требуются все более сильные препараты.

1.2 Пищевые добавки

Международные стандарты на пищевые добавки и примеси определяются Объединенным комитетом экспертов Международной сельскохозяйственной организации (JECFA) и Кодексом Алиментариус (Codex Alimentarius), принятым Международной комиссией ФАО/ВОЗ и обязательным к исполнению странами, входящими в ВТО.

· Пищевые красители: добавки с индексом (E-100 - E-199) придают продуктам питания цвет, восстанавливают цвет продукта утраченный при обработке. Могут быть естественными, как бета-каротин, или химическими, как тартразин.

· Стабилизаторы: добавки с индексом (E-400 - E-499) сохраняют консистенцию продуктов, повышают их вязкость.

· Эмульгаторы: добавки с индексом (E-500 - E-599) создают однородную смесь из несмешиваемых в природе веществ, таких как вода и масло, вода и жир.

· Консерванты: добавки с индексом (E-200 - E-299) отвечают за сохранность продуктов, предотвращая размножение бактерий или грибков. Химические стерилизующие добавки для остановки созревания вин, дезинфектанты.

· Антиоксиданты: добавки с индексом (E-300 - E-399) защищают продукты питания от окисления, прогоркания и изменения цвета. Представляют собой как природные соединения(аскорбиновая кислота, витамин Е), так и химически синтезированные соединения. Добавляют в жировые и масляные эмульсии (например, майонез).

· Модифицированные крахмалы: добавки в диапазоне Е1400 - Е1450, применяются для создания необходимой консистенции продуктов питания.

· Химические растворители: химические растворители с кодами Е1510 - Е1520.

· Усилители вкуса и аромата: добавки с индексом (E-600 - E-699) усиливают вкус и аромат. Могут скрывать неприятный естественный вкус продуктов питания.

· Глазирователи, подсластители, разрыхлители, регуляторы кислотности и другие не классифицированные добавки: коды добавок в этой группе Е-1000 и более.

· Ферменты, биологические катализаторы: добавки в диапазоне Е1100 - Е1105.

· Антифоминги (глазирующие агенты): добавки с индексом (E-900 - E-999) предотвращают образование пены, помогают достичь однородной консистенции продуктов.

Пищевые добавки используются человеком много веков: соль, перец, гвоздика, корица и др. Однако широкое их использование началось в конце XIX века и было связано с ростом населения, концентрацией его в городах, необходимостью совершенствования традиционных пищевых технологий, достижениями химии, созданием продуктов «специального назначения».

Пищевые добавки - вещества, добавляющиеся в технологических целях в пищевые продукты в процессе производства, упаковки, транспортировки или хранения для придания им желаемых свойств, например, определённого аромата (ароматизаторы), цвета (красители), длительности хранения (консерванты), вкуса, консистенции и т. п.

Искусственные и генетически модифицированные продукты. В настоящее время совершенствование химической технологии дало возможность получать новую пищу путем прямой переработки белка и других пищевых веществ природного происхождения, например, широкое использование сои в производстве новых видов пищевых продуктов.

Из сои делают муку, крупу, макароны, печенье, молоко, сыр. В Японии готовят соевый творог и масло. В США разработана технология производства соевого концентрата для изготовления напитков. Из сои получают особые белковые волокна, которые затем перерабатывают в «куриное мясо», «индюшачье мясо», «мясо крабов», «колбасу» и т.д.

Новые продукты получают не только из сои. В США налажено производство белка, масла и сахара из кукурузы. В Японии из дешевой морской рыбы изготавливают искусственную говядину. У нас в стране получают белковые изоляты из семян винограда и помидоров, из льняного шрота, пшеничных отрубей, подсолнечника, хлопковых семян.

Кроме химической технологии, развиваются методы биотехнологии, основанные на использовании микроорганизмов для получения белков, витаминов, углеводов и других веществ. В качестве эффективных создателей белка используют разрушающие целлюлозу бактерии, дрожжи и др.

Новые, нетрадиционные продукты питания получают с использованием генетически модифицированных организмов (микроорганизмов, растений, животных). Такие организмы и продукты должны проходить контроль на безопасность для здоровья человека. Критерии такого контроля пока не разработаны.

При оценке безопасности пищевых продуктов, полученных в результате использования генетически модифицированных микроорганизмов, необходимо учитывать следующие факторы:

- патогенность для человека или способность к превращению в токсические вещества;

- вероятность того, что измененный генетический материал может передаваться микроорганизмам и приводить к появлению у них опасных признаков;

- потенциально вредные последствия попадания модифицированных микроорганизмов в желудочно-кишечный тракт человека;

- возможные побочные эффекты, например аллергенность новых белков;

- возможные неблагоприятные последствия изменения структуры встроенных генов.

Широкое распространение получили методы переноса чужеродных генов в растительные клетки. После того как чужой участок ДНК встраивается в геном растения-реципиента, проводят анализ ДНК трансгенных растений и оценивают их урожайность, лежкость, устойчивость к заболеваниям и другие свойства.

При оценке безопасности пищевых продуктов, полученных из трансгенных растений, необходимо учитывать следующие факторы:

- на сегодняшний день нет уверенности в том, что присутствующая в продуктах измененная ДНК не высвободится в кишечнике и не будет встроена в геном кишечной микрофлоры, что может привести к появлению новых форм бактерий, например устойчивых к антибиотикам;

- встроенные чужеродные гены могут кодировать синтез ферментов, включающихся в обмен веществ на одном из его этапов и приводящих к накоплению метаболитов (промежуточных продуктов распада), не характерных для данного организма.

Широкое токсическое воздействие проявляют тяжелые металлы. Это воздействие может быть широким (свинец) или более ограниченным (кадмий). В отличие от органических загрязняющих веществ, металлы не разлагаются в организме, а способны лишь к перераспределению. Живые организмы имеют механизмы нейтрализации тяжелых металлов.

Загрязнение пищевых продуктов наблюдается, когда сельскохозяйственные культуры выращиваются на полях вблизи промышленных предприятий или загрязнены городскими отходами. Медь и цинк концентрируются преимущественно в корнях, кадмий -- в листьях.

Применяются в качестве фунгицидов (например, для протравливания посевного материала), используются при производстве бумажной массы, служат катализатором при синтезе пластмасс. Ртуть используется в электротехнической и электрохимической промышленности. Источниками ртути служат ртутные батареи, красители, люминесцентные лампы. Вместе с отходами производства ртуть в металлической или связанной форме попадает в промышленные стоки и воздух. В водных системах ртуть с помощью микроорганизмов может превращаться из относительно малотоксичных неорганических соединений в высокотоксичные органические (метилртуть (CH₃)Hg). Загрязненной оказывается, главным образом, рыба.

Метил, ртуть может стимулировать изменения в нормальном развитии мозга детей, а в более высоких дозах вызывать неврологические изменения у взрослых. При хроническом отравлении развивается микромеркуриализм -- заболевание, которое проявляется в быстрой утомляемости, повышенной возбудимости с последующим ослаблением памяти, неуверенности в себе, раздражительности, головных болях, дрожании конечностей.

Руководством Codex CAC/GL 7 для любых видов рыбы, поступающих в международную торговлю (кроме хищной), установлен уровень 0,5 мг/кг, для хищной рыбы -- (акула, меч-рыба, тунец) -- 1 мг/кг.

Pb (свинец): свинец применяется для производства аккумуляторных батарей, тетраэтилсвинца, для покрытия кабелей, в производстве хрусталя, эмалей, замазок, лаков, спичек, пиротехнических изделий, пластмасс и т. п.

Основной источник поступления свинца в организм -- растительная пища. Попадая в клетки, свинец (как и многие другие тяжелые металлы) дезактивирует ферменты. Реакция идет по сульфгидрильным группам белковых составляющих ферментов с образованием --S--Pb--S--.

Свинец замедляет познавательное и интеллектуальное развитие детей, увеличивает кровяное давление и вызывает сердечнососудистые болезни взрослых. Изменения нервной системы проявляются в головной боли, головокружении, повышенной утомляемости, раздражительности, в нарушениях сна, ухудшении памяти, мышечной гипотонии, потливости. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны.

В течение прошлого десятилетия уровни свинца в пище значительно снизились благодаря сокращению его эмиссии автомобилями. Высокоэффективным связующим для попавшего в организм свинца оказался пектин, содержащийся в кожуре апельсинов.

Стандартом Codex STAN 230-2001 установлены следующие максимальные уровни свинца в пищевых продуктах:

Мл (мг/кг)

Молоко; продукты для новорожденных

Фрукты, овощи; мясо крупного рогатого скота, овец и свиней, мясо птицы; жир животных и домашней птицы, растительные масла; молочный жир

Классификация загрязняющих веществ пищевых продуктов

Пищевыми добавками называют вещества или смеси веществ, добавление которых в продукты питания закономерно по составу или содержанию питательных веществ. Эти добавки должны быть получены из пищевого сырья с применением пищевой технологии. Витамины, провитамины, приправы, ароматические и вкусовые вещества естественного происхождения, вещества, имеющие аналогичную химическую структуру. Воздух, азот, двуокись углерода или этиловый спирт также относят к пищевым добавкам. Для применения пищевой добавки не требуется специального токсикологического исследования по воздействию на организм человека. Загрязняющими соединениями называют вещества, оказывающие токсикологическое или биологическое воздействие на организм человека. Чужеродные вещества, по данным Л. Росивал, Р. Энгст и А. Соколой, классифицируют на специально добавленные и случайно содержащиеся в продуктах питания. Специально добавленные вещества являются составными частями пищевых продуктов и предназначены для употребления. К важнейшим из этой группы относятся вещества с антимикробным действием (химические средства консервирования, антибиотики), пищевые красители, вкусовые ингредиенты и вещества, улучшающие товарный вид и способствующие сохранению пищевых продуктов. Случайно содержащиеся в продуктах соединения попадают в продукты в виде загрязнений из сырья, тары или в результате обработки, и присутствие их в пищевых продуктах не является обязательным. К ним относятся остатки вспомогательных материалов, применяемых при получении или переработке пищевых продуктов, но не предназначенных быть их составными частями. В большинстве случаев имеются в виду посторонние примеси химической природы.

Все загрязняющие соединения разбиты на девять групп.

Они могут попасть в пищевые продукты случайно или в результате специальной обработки. Особенно остро встала проблема загрязнения пищевых продуктов после аварии на Чернобыльской атомной станции.

2)Тяжелые металлы и другие химические элементы, которые в концентрациях выше физиологической потребности вызывают токсическое или канцерогенное воздействие на организм человека. Основную массу загрязняющих тяжелых металлов и соединений составляют: фтор, мышьяк и алюминий, а также хром, кадмий, никель, олово, медь, свинец, цинк, сурьма и ртуть.

3)Микотоксины-- соединения, накапливающиеся в результате жизнедеятельности плесневых грибов. Как правило, грибы развиваются на поверхности пищевых продуктов, а продукты их метаболизма могут проникать и вовнутрь. На сегодня известно свыше 100 микотоксинов, но наиболее известны афлатоксины и патулин.

• 4)Пестициды игербициды. Эти соединения используются для защиты растений в сельском хозяйстве и попадают чаще всего в пищевые продукты растительного происхождения. В настоящее время известно более 300 наименований пестицидов и гербицидов. Обычно определяют два -- пять наиболее применяемых в данном регионе.
• 5) Нитраты, нитриты иих производныенитрозамины. Соединения азотной и азотистой кислот в нашем организме не метаболируются, поэтому их поступление приводит к нарушению биохимических процессов в организме в виде токсических и канцерогенных проявлений.

В санитарно-токсикологическом отношении большую опасность представляют ядохимикаты, обладающие комплексом следующих свойств:

• · высокая токсичность препарата;
• · высокая устойчивость в окружающей среде;
• · длительная сохраняемость в почве, воде, продуктах питания (дихлорфенилтрихлорэтан сохраняется в почве до 10 лет и более);
• · высокая токсичность веществ, образующихся в результате распада, разрушения препарата под влиянием биологических и других факторов, вызывающих трансформацию, разрушение и превращение ядохимикатов;
• · выраженное кумулятивное свойство препарата, способность его накапливаться в организме, системах и тканях. Высококумулятивным ядом является ДДТ, в живой ткани людей, не имеющих прямого контакта с ядохимикатами, его концентрация может достигать 5 мг и более на 1 кг веса;
• · способы выведения из организма. Наибольшую опасность представляют ядохимикаты, которые накапливаются в молоке;
• · высокую опасность представляют пестициды, способные образовывать стойкие масляные эмульсии.

Требования к ядохимикатам заключаются в том, чтобы они обладали максимальной избирательностью, не обладали бы способностью к накоплению.

Природные токсины в продуктах питания

Природные токсины – это токсичные вещества природного происхождения, вырабатываемые некоторыми видами живых организмов. Эти токсины не опасны для вырабатывающих их организмов, но могут быть токсичны для других, в том числе для человека, в случае их приема с пищей. Эти химические вещества имеют разнообразную структуру и различаются по биологической функции и степени токсичности.

Некоторые токсины вырабатываются растениями и играют роль защитного механизма против хищников, насекомых или микроорганизмов или же образуются в результате поражения растений микроорганизмами, такими как плесневые грибы, вследствие климатического стресса (засуха или чрезвычайно высокая влажность).

Другими источниками природных токсинов являются микроскопические водоросли и планктон, обитающие в океанах и иногда озерах и вырабатывающие химические вещества, токсичные для человека, но не для рыб или моллюсков, питающихся этими организмами. В случае употребления человеком рыбы или моллюсков, содержащих эти токсины, может быстро наступить неблагоприятная реакция.

Ниже приводится описание некоторых природных токсинов, наиболее часто встречающихся в продуктах питания и создающих угрозу для нашего здоровья.

Биотоксины, вырабатываемые водными организмами

Токсины, вырабатываемые морскими и пресноводными водорослями, называются водорослевыми. Эти токсины продуцируются некоторыми видами водорослей в период цветения. Вероятность содержания этих токсинов в моллюсках, таких как мидии, устрицы и гребешки, выше, чем в рыбе. Водорослевые токсины могут вызывать диарею, рвоту, ощущение покалывания в конечностях, паралич и другие эффекты у человека, других млекопитающих и рыб. Они могут накапливаться в организме моллюсков и рыбы или заражать питьевую воду. Они не имеют цвета и запаха и не разрушаются в процессе термической обработки или при замораживании.

Еще одним примером является сигуатера, или отравление в результате употребления в пищу рыбы, зараженной сигуатоксином – веществом, вырабатываемым динофлагеллятами – водными одноклеточными организмами. Сигуатоксин накапливается в организме таких рыб, как барракуда, черный групер, луциан-собака и королевская макрель. Симптомами сигуатеры являются тошнота, рвота и неврологические симптомы, такие как ощущение покалывания в пальцах рук и ног. В настоящее время лечения при отравлении сигуатоксином нет.

Цианогенные гликозиды

Цианогенные гликозиды – это фитотоксины (т.е. токсические соединения, вырабатываемые растениями), встречающиеся в составе по меньшей мере 2000 видов растений, многие из которых употребляются в пищу в некоторых регионах мира. К наиболее массово потребляемым продуктам питания, содержащим цианогенные гликозиды, относятся кассава, сорго, ядра косточковых плодов, корни бамбука и миндаль. Токсический потенциал цианогенного растения зависит, главным образом, от того, насколько высокой будет концентрация цианида в организме человека в результате его употребления в пищу. У человека острая интоксикация цианидами может иметь следующие клинические признаки: учащение дыхания, падение кровяного давления, головокружение, головная боль, боль в животе, рвота, диарея, спутанность сознания, цианоз, сопровождаемый фибриллярными мышечными сокращениями и судорогой, после чего наступает терминальная кома. Смерть в результате отравления цианидами может происходить при достижении ими концентраций, превышающих метаболические способности конкретного организма.

Фуранокумарины

Эти токсины продуцируются разнообразными растениями, такими как пастернак (растение, родственное моркови и петрушке), корнеклубнях сельдерея, цитрусовых (лимон, лайм, грейпфрут, бергамот) и некоторые лекарственные растения. Фуранокумарины – токсины, вырабатываемые растением в ответ на раздражитель, например, физическое повреждение. У чувствительных людей эти токсины могут вызвать нарушения работы желудочно-кишечного тракта. Фуранокумарины обладают фотосенсибилизирующим действием и могут вызывать серьезные раздражения кожи под воздействием ультрафиолета. Чаще всего такие реакции возникают при попадания сока этих растений на кожу, однако описаны случаи аналогичного эффекта в результате употребления в пищу больших количеств овощей, богатых фуранокумаринами.

Лектины

Многие бобы содержат токсины, называемые лектинами. В наибольшей концентрации они присутствуют в фасоли, особенно красной. Всего 4 или 5 сырых бобов могут спровоцировать сильную боль в животе, рвоту и диарею. Лектины разрушаются при замачивании сушеных бобов в течение по меньшей мере 12 часов и их варке на сильном огне в течение не менее 10 минут. Консервированная фасоль уже подвергалась такой обработке и может употребляться в пищу в готовом виде.

Микотоксины

Микотоксины – это токсичные вещества природного происхождения, вырабатываемые некоторыми видами плесневых грибов. Плесневые грибы растут на целом ряде видов продовольственной продукции, таких как злаки, сухофрукты, орехи и специи. Появление плесени может иметь место как до, так и после уборки урожая, на этапе хранения и/или на готовых продуктах питания в условиях благоприятной температуре и высокой влажности.

Большинство микотоксинов отличается химической стабильностью и не разрушается в процессе термической обработки. Присутствующие в продуктах питания микотоксины могут вызывать острую интоксикацию, симптомы которой развиваются вскоре после употребления сильно контаминированных продуктов питания и даже могут привести к летальному исходу. Хроническое потребление микотоксинов с продуктами питания может оказывать долгосрочное негативное воздействие на здоровье, в частности, провоцируя онкологические заболевания и иммунодефицит.

Соланин и чаконин

Все растения семейства пасленовых, к которому относятся томаты, картофель и баклажаны, содержат природные токсины соланин и чаконин (гликоалкалоиды). Как правило, концентрация этих веществ в растениях невысока. Тем не менее, в более высокой концентрации они присутствуют в побегах картофеля и кожуре и зеленоватых частях его клубней, имеющих горький привкус, а также в зеленых томатах. Растения вырабатывают токсин в ответ на внешний раздражитель, такой как механическое повреждение, ультрафиолетовое излучение, колонизация микроорганизмами и нападение со стороны насекомых-вредителей и травоядных животных. Для предупреждения возникновения соланина и чаконина в картофеле важно хранить клубни в темном, прохладном и сухом месте. Также не рекомендуется употреблять в пищу позеленевшие или пускающие ростки части клубней.

Ядовитые грибы

Дикорастущие грибы могут содержать ряд токсинов, например, мусцимол и мускарин, которые могут вызывать рвоту, диарею, спутанность сознания, нарушения зрения, повышенное слюноотделение и галлюцинации. Симптомы начинают проявляться через 6–24 часа после употребления грибов в пищу. Обычно для смертельного отравления характерно позднее развитие тяжелых симптомов, свойственных поражению печени, почек и нервной системы. Чистка и термическая обработка грибов не позволяют ликвидировать содержащиеся в них токсины. Рекомендуется избегать употребления в пищу любых дикорастущих грибов при отсутствии полной уверенности в их безвредности.

Пирролизидиновые алкалоиды

Пирролизидиновые алкалоиды (ПА) – это токсины, которые вырабатывают около 600 растений. В наибольшем количестве их продуцируют растения семейств бурачниковые, астровые и бобовые. Многие из этих растений – сорняки, растущие на сельскохозяйственных угодьях и засоряющие продовольственные культуры. ПА вызывают широкий спектр негативных эффектов. Они могут обладать острой токсичностью. В этой связи главным источником беспокойства является способность некоторых ПА повреждать ДНК клеток, что может провоцировать онкологические заболевания.

ПА не разрушаются в процессе термической обработки. Они обнаруживаются в травяных сборах, меде, ароматических травах и специях и других видах продовольственной продукции, таких как злаки и продукты на их основе. Тем не менее, уровень их потребления людьми считается низким. Ввиду сложности вопроса и большого числа таких соединений общий риск для здоровья в полной мере еще не определен. Комитет Кодекса ФАО/ВОЗ по загрязняющим примесям в продуктах питания ведет разработку рекомендаций по предупреждению попадания содержащих ПА растений в продовольственную цепочку.

Что могу сделать я для снижения риска, связанного с природными токсинами?

Важно помнить, что природные токсины могут присутствовать в целом ряде культур и продуктах питания. В нормальном сбалансированном здоровом рационе концентрация природных токсинов намного ниже порогов острого и хронического токсического действия.
Для снижения риска для здоровья, связанного с присутствием природных токсинов в продуктах питания, рекомендуется:

• не думать, что все «природное» по определению безвредно;

• выбрасывать поврежденные, мятые, изменившие цвет и, в частности, плесневые продукты питания;

• выбрасывать продукты питания, которые на запах или вкус не являются свежими или имеют непривычный вкус;

• употреблять в пищу только те грибы или дикие растения, которые точно не являются ядовитыми.

Деятельность ВОЗ

ВОЗ в сотрудничестве с ФАО отвечает за оценку риска, который представляют природные токсины для человека в результате контаминации продуктов питания, и выработку рекомендаций по обеспечению необходимой защиты.

Оценка риска в связи с присутствием природных токсинов в продуктах питания выполняется Комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA) и используется правительствами стран и Комиссией Кодекс Алиментариус (нормативным межправительственным органом по пищевым стандартам) для определения предельных допустимых значений концентрации различных примесей в продуктах питания или выработки других рекомендаций по управлению рисками в интересах предотвращения или снижения контаминации. Стандарты Кодекса являются международным ориентиром для национальных производителей продовольствия и торговли продовольствием и призваны гарантировать потребителям во всем мире, что приобретаемые ими продукты питания соответствуют установленным стандартам безопасности и качества, где бы они ни были произведены.

JECFA устанавливает предельно допустимые уровни потребления различных природных токсинов.
В состав JECFA или специальных научных экспертных групп ФАО/ВОЗ входят независимые международные эксперты, которые проводят научные обзоры всех опубликованных исследований и других данных по отдельным природным токсинам. По итогам этой работы по оценке риска для здоровья устанавливаются либо предельные допустимые уровни потребления или формулируются другие рекомендации для обозначения степени опасности для здоровья (например, пределы экспозиции). Выдвигаются рекомендации относительно управления рисками и мер по предотвращению и снижению контаминации, а также аналитических методов и мероприятий по мониторингу и контролю.
Во избежание нанесения ущерба здоровью людей содержание природных токсинов в продуктах питания должно быть максимально низким. Природные токсины не только являются источником риска для здоровья человека и животных, но и негативно воздействуют на ситуацию с продовольственной безопасностью и питанием, поскольку ограничивают доступ людей к здоровой пище. ВОЗ настоятельно рекомендует национальным органам власти вести мониторинг содержания наиболее значимых природных токсинов в продовольственной продукции, реализуемой на их рынке, и принимать меры для максимального его сокращения и обеспечивать соблюдение международных рекомендаций по предельно допустимым значениям, условиям хранения и законодательству.

Разложение пищевых добавок




Актуально для: фармацевтики, пищевой промышленности, испытательных лабораторий.

Поскольку все больше и больше людей во всем мире активно ищут альтернативы фармацевтическим препаратам, значимость пищевых добавок постоянно растёт. Это обзор нормативов и правил по разложению нутрицевтиков, включая примеры, а также обзор соответствующих реакторов для разложения.

1 Что такое нутрицевтики?

«Пусть пища станет вашим лекарством». Эта известная цитата происходит от Гиппократа, греческого философа, известного как отцa медицины, и прекрасно сочетается с идеей нутрицевтиков.

Термин представляет собой комбинацию слов «нутриент» и «фармацевтический» и относится к биологически активным компонентам пищи, полученным из пищевых источников, которые, как утверждается, обеспечивают дополнительную пользу для здоровья по сравнению с исходной пищевой ценностью.

Поскольку в настоящее время все больше и больше людей ищут естественные альтернативы фармацевтическим препаратам, влияние и рынок нутрицевтиков значительно вырос за последние годы.

2 Как классифицируются нутрицевтики?

В литературе можно найти разные классификации нутрицевтиков. Этот термин в целом охватывает лекарственные продукты, функциональные продукты питания, пищевые добавки, диетические добавки, пищевые компоненты, изготовленные из растительного сырья, витамины и т. д. В целом, выделяют две основные области. [1].

2.1 Пищевые добавки

Идеальное определение дано в Википедии (2021 г.): «Пищевая добавка - это произведенный продукт, предназначенный для дополнения диеты путем приема пилюли, капсулы, таблетки или жидкости. Пищевые добавки могут содержать питательные вещества либо извлеченные из пищевых источников, либо синтетические, чтобы увеличить количество их потребления».

2.2 Функциональная пища

Термин функциональная пища относится к обычной пище, обогащенной определенными компонентами, оказывающими положительное влияние на здоровье. Внешний вид функциональной пищи обычно похож на обычную пищу, в которой не видно обогащения некоторыми компонентами. Обогащение означает, что добавляются различные ингредиенты или - альтернативно - например, растения модифицируются во время селекции, чтобы гарантировать, что они производят большее количество полезных компонентов уже в фазе роста.

Помимо этих двух основных различий, несколько стран ввели свою собственную индивидуальную классификацию нутрицевтиков. В то время как, например, в Канаде нутрицевтики могут быть пищей или лекарством, в США нутрицевтики регулируются в зависимости от их классификации как лекарство, пищевая добавка, пищевой ингредиент или пища.

3 Каковы мировые требования по разложению нутрицевтиков?

Термин «нутрицевтики» не регулируется в большинстве юрисдикций, однако, в зависимости от страны, ингредиентов и заявлений о продукте, он регулируется как пищевой продукт, пищевой ингредиент, диетическая добавка или фармацевтический препарат. Регулирование продуктов обеспечивается местными фармацевтическими органами, а именно FDA в США или EFSA в Европейском Союзе. Однако, в конце концов, производители и дистрибьюторы нутрицевтиков обязаны проводить элементный анализ.

• для обеспечения безопасности продукта - это включает анализ тяжелых металлов, таких как мышьяк, свинец, кадмий и ртуть,
• и гарантировать чистоту и состав своего продукта - это включает анализ питательных веществ, таких как кальций, магний, цинк, железо и т.д.

В США действует Закон о пищевых добавках и образовании (DSHEA) от 1994 года, который касается пищевых добавок, и Федеральный закон о пищевых продуктах и косметических средствах, который распространяется на все пищевые продукты и пищевые добавки.

Точно так же в ЕС несколько директив охватывают регулирование нутрицевтиков, например, Директива ЕС о пищевых добавках. 2002/46/EC и Регламент ЕС (ЕС) No 1925/2006 покрывают добавление витаминов и минералов в пищу и (EC) No 1881/2006 регулирует максимальный уровень загрязняющих веществ в пищевых продуктах. Некоторые нутрицевтики также могут претендовать на соответствие стандартам USP.

Допустимые суточные пределы воздействия (PDE) выводятся из рекомендованного ВОЗ еженедельного потребления.

Элемент	PDE [мкг/день]
Неорганический мышьяк	15
Кадмий		5
Свинец	5
Общая ртуть	15

Таблица 1: PDE «большой четверки» в диетических добавках согласно USP

Учитывая максимальное суточное потребление продукта, можно рассчитать пределы концентрации этих элементов. Анализ состава мышьяка и метилртути не требуется, если общее содержание элементов ниже указанных пределов.

Если максимальная суточная доза нутрицевтика составляет до 10 г, его можно проанализировать в готовой лекарственной форме (например, таблетке, капсуле) в соответствии с USP. Если максимальная суточная доза превышает 10 г, применяется опция суммирования. Это означает, что вместо конечного продукта каждый ингредиент самого продукта (активное соединение, наполнитель, связующее, краситель. ) проверяется на содержание элементов, а затем суммируется - критериями приемлемости являются значения, приведенные в Таблице 1.

4 Как разложить нутрицевтики?

4.1 Пищевые добавки

Одним из наиболее представительных примеров диетической добавки является рыбий жир. Он содержит большое количество омега-3 жирных кислот, которые, как известно, уменьшают воспаление и улучшают гипертриглицеридемию.

Рыбий жир - это органический образец, который легко разлагается азотной кислотой. Однако из-за его высокой реакционной способности необходимо запрограммировать небольшие скорости нагрева, чтобы держать процесс разложения и создаваемое реакцией давление под контролем.

В данном примере отдельные капсулы рыбьего жира (710 мг) разлагали в трех разных микроволновых реакторах (см. Таблицу 2). Запрограммированное время нагрева составляло от 30 до 35 минут, и через 10-20 минут выдерживания при целевой температуре 200-250 °C вся капсула полностью и безопасно растворилась.

Типичная кривая нагрева показана ниже.




После разложения добавляли HCl для стабилизации Hg.

В экспериментах, где определялась «большая четверка», были достигнуты отличные результаты. В среднем значения извлечения составляли 101% для Cd, 94% для Pb, 102% для As и 100% для Hg. Среднее относительное стандартное отклонение составило 2% для каждого элемента.

Пищевые добавки представлены не только в капсулах, но и в таблетках. Как правило, таблетки состоят из двух основных компонентов: с одной стороны, есть активные ингредиенты, которые являются фактической причиной, по которой мы принимаем таблетку, а с другой стороны, есть вспомогательные вещества, которые гарантируют, что таблетке может быть придана соответствующая форма, что она сохранит свою форму и цвет, сохранит стабильность в течение длительного времени и т. д. Эти вспомогательные вещества включают стандартные материалы, такие как стеараты, производные целлюлозы, диоксид титана, диоксид кремния и т.д., и они являются основными компонентами любой таблетки - независимо от того, является ли она таблеткой для фармацевтических целей или нутрицевтиком.

Чтобы продемонстрировать способность микроволновых реакторов успешно разлагать таблетки, болеутоляющая таблетка на основе ацетилсалициловой кислоты была разложена в трех различных микроволновых реакторах (Таблица 2).

Таблетка весит 660 мг и ее разлагали с использованием разбавленной азотной кислоты и в некоторых случаях плавиковой кислоты при температуре от 180 °C до 250 °C (в зависимости от микроволнового реактора). Поскольку в образце присутствует много органического материала, снова были запрограммированы небольшие скорости нагрева (нагрев от 20 до 35 минут). Для стабилизации Hg после разложения следует добавить 1 мл HCl, чтобы улучшить показатели извлечения.

В различных экспериментах с использованием плавиковой кислоты и без нее можно было показать, что нет необходимости полностью разлагать таблетку, включая силикаты, так как степень извлечения измеренных элементов остается хорошей, даже если плавиковая кислота не используется и неразложенные силикаты все еще присутствуют в конечной матрице. Детали, а также результаты экспериментов суммированы в отчетах, упомянутых в таблице 2.

Реактор	Число сосудов	Номер документа
Multiwave GO Plus	12	C93IA013EN
Multiwave 5000	24 / 8	E38IA029EN
Multiwave 7000	18	D80IA009EN

Таблица 2: Ссылка на номера документов для получения дополнительной информации о разложении и анализе рыбьего жира и обезболивающих таблеток.[2]

Другими типичными пищевыми добавками являются капсулы с благовониями, содержащие большое количество босвеллиевой кислоты, которая проявляет противовоспалительное действие. Одиночная капсула - с массой образца 440 мг - была разложена непосредственно в Multiwave 5000 с сосудами SVT при 220 °C с использованием 5 мл азотной кислоты. Уже через 10 мин при 220 °C был получен прозрачный раствор.

Дополнительную информацию о разложении капсул ароматизаторов см. в отчете по применению E38IA044EN.[2]

4.2 Функциональная еда

Несмотря на то, что некоторые элементы могут присутствовать в более высоких концентрациях, практических различий в разложении пищи и функциональной пищи нет, поскольку матрица аналогична, а следовательно, и ее поведение при разложении.

Чтобы продемонстрировать успешное разложение пищевых продуктов и функциональных пищевых продуктов в различных реакторах для микроволнового разложения (глава 5), в качестве репрезентативных образцов были выбраны сертифицированные стандартные образцы ткани устрицы (NIST 1566b) и листья шпината (NIST 1570a).

В зависимости от пределов реактора, типа и размера сосуда от 0,3 г до 1,0 г образцов разлагали с использованием HNO3 при температурах от 180 °C до 250 °C (HF не использовался, но также допускается, если требуется). После разложения добавляли 1 мл HCl для стабилизации таких элементов, как Hg.

Превосходные показатели извлечения для 19 измеренных элементов подтверждают пригодность соответствующего оборудования и ме

тодов для разложения функциональной пищи.

Для получения дополнительной информации о деталях эксперимента, обратитесь к отчетам, упомянутым в таблице 3.

Реактор	Число сосудов	Номер документа
Multiwave GO Plus	12	C93IA013EN
Multiwave 5000	41	E38IA031EN
Multiwave 7000	18	D80IA004EN

Таблица 3: Ссылка на номера документов для получения дополнительной информации о разложении и анализе Ткани Устрицы и Листьев Шпината. [2]

Чтобы еще больше расширить диапазон и продемонстрировать пригодность отдельных реакторов для разложения различных видов пищевых продуктов, были разложены различные продукты каннабиса, а также типичные травы ТКМ (традиционной китайской медицины).

Разложение продуктов каннабиса, таких как цветы, масло, экстракт, печенье, мармелад и шоколад, проводилось в реакторах Multiwave GO Plus и Multiwave 7000 при температуре от 195 °C до 250 °C. Среда для разложения представляла собой слегка разбавленную азотную кислоту, а необходимое время разложения составляло всего 15 мин.

Для оценки результатов были проведены эксперименты для «большой четверки» (As, Cd, Hg, Pb). Показатели извлечения находились в установленных пределах Фармакопеи США

Для разложения трав TKM были выбраны 7 различных представителей (например, женьшень и имбирь), которые обрабатывались в Multiwave 5000 с использованием 6 мл азотной кислоты для образца весом 500 мг.

HF не требовалась для определения токсичных тяжелых металлов, поскольку силикатные остатки не влияли на последующий количественный анализ.

Для получения дополнительной информации о деталях эксперимента, обратитесь к отчетам, упомянутым в таблице 4.

Реактор	Число сосудов	Номер документа
Multiwave GO Plus	12	C93IA015EN
Multiwave 5000	8	E38IA008EN
Multiwave 7000	18	D80IA012EN

Таблица 4: Ссылка на номера документов для получения дополнительной информации о разложении и анализе продуктов на основе каннабиса и трав ТКМ [2].

5 Какие приборы доступны для разложения нутрицевтиков?

На рынке доступно множество микроволновых систем разложения. Как узнать, какая из них подходит для ваших образцов?

Примеры в главе 4 показывают, что менее требовательные пробы можно разлагать в нескольких реакторах, в то время как более требовательные пробы требуют реакторов с более высокими значениями максимальных температур/давлений. Кроме того, требуемая производительность играет важную роль при выборе реактора.

В этой главе представлен обзор семейства приборов Multiwave от Anton Paar - различных реакторов, отвечающих различным потребностям в пробоподготовке.

5.1 Multiwave GO Plus

Multiwave GO Plus (рис. 1) - это начальная модель для микроволнового разложения. Она идеально подходит для образцов, которые могут разлагаться при температуре до 200 °C.





Рисунок 1: Multiwave GO Plus

Это включает особенно функциональную пищу, но также и простые органические материалы, такие как таблетки, упомянутые в главе 4.1, могут быть разложены с помощью Multiwave GO Plus. Система поставляется с одним ротором и позволяет обрабатывать параллельно 12 проб за один цикл.[3]

5.2 Multiwave 5000

Multiwave 5000 (рис. 2) - это модульная и универсальная система для микроволнового разложения, полностью соответствующая 21 CFR Часть 11. В зависимости от требований к типу пробы, ее массе и производительности, доступны разные роторы с разными характеристиками, которые можно использовать в одном приборе (рис. 3).





Рисунок 2: Multiwave 5000

Для высокореакционных органических образцов, например, такие добавки как масла или ладан, ротор SmartVent 20SVT50 рекомендуется для разложения до 250 °C. В этом роторе 20 образцов могут разлагаться параллельно, что обеспечивает высокую производительность. Если требуются более высокие давления и температуры, Rotor 8 позволяет разлагать даже самые сложные образцы в условиях до 280 °C и 80 бар.

Менее требовательные образцы, такие как функциональные пищевые продукты без содержания масла или с низким содержанием масла, могут быть успешно разложены с использованием технологии контролируемого сброса давления в роторах, рассчитанных до 41 образца для достижения невероятной производительности.[4]





Рисунок 3: Роторы для Multiwave 5000

5.3 Multiwave 7000

Благодаря революционной концепции камеры для разложения под давлением (PDC) с микроволновым нагревом, Multiwave 7000 (рис. 4) является самым мощным реактором для разложения на рынке. Это позволяет увеличить время реакции разложения при высоких температурах до 300 °C с высокой пропускной способностью для параллельного разложения до 28 совершенно разных образцов. Соответствуя требованиям 21 CFR Часть 11, он подходит для строго регулируемой фармацевтической промышленности. Концепция PDC позволяет проводить параллельное разложение как нереактивных, так и высокореактивных образцов за один цикл.[5]





Рисунок 4: Multiwave 7000

Примеры, представленные в главе 4, были разложены в Штативе 18, поскольку он обычно используется для разложения нескольких сотен миллиграммов на сосуд. В зависимости от того, требуется плавиковая кислота или нет, для каждого типа Штатива доступны емкости из тефлона, а также кварцевые емкости. Последние являются оптимальным выбором, если для следового анализа важны низкие уровни фона.

5.4 BM500





Рисунок 5: Шаровая мельница BM500

BM500 - это универсальная лабораторная шаровая мельница, предназначенная для измельчения и гомогенизации широкого спектра образцов. Она позволяет быстро обрабатывать сухие, влажные и даже криогенные образцы. Доступны сосуды разных размеров и из разных материалов, чтобы обеспечить оптимальные результаты и предотвратить загрязнение образца. В зависимости от материала образца конечный достигаемый размер частиц составляет около 1 мкм.[6]

6 Выводы

Помимо обсуждения действующих в настоящее время правил разложения нутрицевтиков, этот обзор демонстрирует, что реакторы Anton Paar идеально подходят для успешного разложения пищевых добавок, а также функциональных продуктов питания, а также дает обзор каждого реактора для разложения и его особенностей, давая вам представление о том, какой реактор станет оптимальным для ваших индивидуальных требований.

Читайте также:

  
• Врач-диетолог рассказал, какие продукты помогут отказаться от кофе
  
• Давления 110 на 90: причины, симптомы, лечение
  
• Тыква может заменить инсулин
  
• Рентгенограмма, КТ при язвенном колите
  
• Отравление варфарином (кумарином) и его побочные эффекты