3.Показатели безопасности зерновых и бобовых культур

Общее содержание сорной примеси и таких фракций в ней, как вредная, минеральная примесь, испорченные зерна данной культуры, нормируются стандартами на зерно, заготавливаемое и отпускаемое на перерабатывающие предприятия.

Все примеси, в той или иной степени, отрицательно сказываются на качестве продукта, получаемого из зерна. Ядовитые примеси должны быть полностью удалены из зерновой массы перед переработкой зерна.

Примеси, не используемые при переработке или используемые частично, уменьшают выход продукта. Многие примеси отрицательно влияют на сохранность зерновых масс. Например, семена дикорастущих растений, попадающие в зерновую массу в процессе обмолота, в большинстве случаев созревают позднее семян зерновых культур и в период уборки урожая содержат влаги значительно (на 10-20%) больше, чем зерна основной культуры. В результате этого в зерновых массах создаются условия, благоприятствующие развитию микроорганизмов, самосогреванию и другим процессам, вызывающим порчу зерна.

Все примеси способствуют самосортированию зерновой массы, а следовательно, и понижению ее стойкости при хранении и транспортировании. В связи с этим при хранении партий засоренного зерна требуется более частое и тщательное наблюдение за состоянием зерновой массы.

Примеси из зерновых масс необходимо удалять сразу же в процессе уборки урожая в хозяйствах, а затем на хлебоприемных предприятиях на различных зерноочистительных машинах.

Так, если содержание примесей в зерновой массе, полученной непосредственно после уборки, чаще всего достигает нескольких процентов, то после соответствующей очистки оно может быть сведено к минимуму.

Содержание вредных примесей относят к показателям безопасности.

Показатель	Допустимый уровень в зерне продовольственном, мг/кг, не более
Вредные примеси:
спорынья	0,05
горчак ползучий, софора лисохвостная, термопсис ланцетный (по совокупности)	0,1 (рожь, пшеница)
вязель разноцветный	0,1 (рожь, пшеница)
гелиотроп опушенноплодный	0,1 (рожь, пшеница)
триходесма седая	не допускается (рожь)
головневые (маранные, синегузочные) зерна	10,0 (пшеница)
фузариозные зерна	1,0 (пшеница, рожь, ячмень)
зерна с розовой окраской	3,0 (рожь)
наличие зерен с ярко-желто-зеленой флуоресценцией (ЖЗФ)	0,1 (кукуруза)

Гигиенические требования безопасности для зерновых и бобовых культур изложены в СанПиН 2.3.2.1078-01.

Токсины растительного происхождения

Микотоксикозы - поражение зерна различными грибными заболеваниями при выращивании, уборке, нарушении режимов хранения. К возбудителям относят головню, спорынью, фузариум. Многие из микотоксинов обладают мутагенными и канцерогенными свойствами. В растениеводческой продукции наиболее распространены следующие высокотоксичные микотоксины: трихотецены, зеараленон, афлотоксины, патулин, эрготоксины и др.

Грибы рода Фузариум широко распространены и поражают большое количество культурных растений, вызывая чаще увядание и гниль корня. Но некоторые формы этих грибов, например фузарий злаковый, оказывает влияние на качество ржи, ячменя, овса, но чаще поражает пшеницу («пьяный хлеб»). Зараженное зерно обладает токсическими свойствами за счет продуцирования грибами ряда токсинов (трихотецен, зеараленон и др.), его нельзя употреблять в пищу, так как оно вызывает сильные отравления не только у человека, но и у животных. У человека потребление хлеба, полученного из муки, содержащей мицелий фузариума, вызывает отравление, похожее на опьянение (головокружение, рвота, сонливость и др.). При этом ослабляется функция костного мозга, резко падает доля лейкоцитов в крови. Зерно, пораженное фузариумом, хранят отдельно от продовольственного и фуражного. Его могут использовать для некоторых технических целей. Различают зерно фузариозное с явными признаками поражения и зерно, подозрительное на фузариозность. При скрытом фузариозе в партии зерна могут встречаться мелкие сморщенные зерна и слишком крупные, как бы вздутые, морщинистые.

Зеараленон, продуцируемый различными видами микрогрибов часто обнаруживается вместе с другими микотоксинами, включая афлотоксины, охратоксины, токсин Т-2 и другие. Наиболее подвержено заражению этим токсином зерно кукурузы и риса, особенно в дождливую погоду во время цветения и налива зерна. Много зеараленона может образоваться при хранении зерна с влажностью 25-30% и температурой 15-30°С. Зеараленон обладает мутагенным действием на организм человека.

При неблагоприятных условиях хранения на поверхности зерна могут развиваться другие плесневые грибы, продуцирующие токсины. Афлатоксины продyцируются грибами рода аспергиллов, охратоксины - грибами рода пенициллов. Они обладают выраженным канцерогенным действием, поражают печень. К настоящему времени выявлено более 100 микотоксинов, которые устойчивы к температурам, кислотам или восстановителям. Поэтому главным способом предохранения является исключение плесневения зерна.

Патулин, продуцируемый различными видами микроскопических грибов рода Penicillium, обнаруживается в заплесневелых фруктах, овощах, ягодах и продуктах их переработки - соках, джемах, пюре, компотах. Установлено, что в мякоти яблок, пораженных горькой гнилью, может содержаться патулина до 136 мг на 1 кг фруктов. Патулин оказывает на организм человека и животных мутагенное и некротическое (вызывает гибель клеток) действие.

Эрготоксины - основные действующие вещества из плодовых тел (склероциев) паразитического гриба спорыньи. Этот гриб поражает более 150 видов дикорастущих и культурных злаков, главным образом рожь, а также пшеницу, овес, ячмень. Склероции спорыньи содержат высокотоксичные алкалоиды, обладающие сильным сосудосуживающим действием. Эти соединения могут поражать нервную систему или нервно-сосудистый аппарат.

При содержании в зерне более 2% по массе склероциев спорыньи возможно развитие массовых отравлений. При длительном хранении муки с измельченными склероциями в течение не менее двух лет содержание в ней эрготоксинов значительно снижается. Гигиенические нормы допускают содержание спорыньи в зерне и муке не более 0,05%.

В продуктах детского и диетического питания следов микотоксинов не допускается.

Микотоксины	Допустимый уровень, мг/кг, не более
	Зерно продовольственное, в т.ч. пшеница, рожь, ячмень, овес, тритикале, просо, гречиха, рис, кукуруза, сорго	Семена зернобобовых, в т.ч. горох, фасоль, маш, чина, чечевица, нут
Афлатоксин В1	0,005 (пшеница)	0,005
дезоксиниваленол	0,07 (ячмень)	-
Т-2 токсин	1,0	-
зеараленон	0,1, 1,0 (пшеница, ячмень, кукуруза)	-

Токсины химического происхождения

Причинами загрязнений растениеводческой продукции токсичными химическими элементами являются распространение отходов промышленных предприятий, выбросы транспорта, неконтролируемое применение удобрений, пестицидов, разработка полезных ископаемых. Токсичные элементы заносятся в атмосферу в составе аэрозолей и выпадают на почву с осадками.

Растения испытывают комбинированное загрязнение в результате оседания аэрозолей на их поверхность и поглощения токсичных элементов листьями и через корни из почвы. Главными источниками атмосферного загрязнения являются тепловые электростанции, на долю которых приходится 27% всех выбросов, предприятия по добыче и переработке нефти (15,5%), транспорт (13,1%), а также предприятия по добыче и изготов­лению строительных материалов (8,1%). От 10 до 30% поступивших в атмосферу тяжелых металлов и мышьяка оседают на расстоянии до 10 км от промышленного предприятия. Тяжелые металлы входят в состав некоторых пестицидов.

Большинство химических элементов жизненно необходимо человеку, при этом для многих из них установлена определенная роль в организме. Но биохимическое и физиологическое действие микро- и макроэлементы проявляют только в определенных дозах. В больших количествах они обладают токсическим влиянием на организм. Тем не менее, существуют металлы, которые проявляют сильно выраженные токсические свойства при самых низких концентрациях и не выполняют какой-либо полезной функции. К таким токсичным металлам относятся ртуть, кадмий, свинец, мышьяк. Они не являются ни жизненно необходимыми, ни благотворными, так как даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций организма.

Согласно решения объединенной комиссии ФАО/ВОЗ по пищевому кодексу восемь химических веществ включено в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктами питания: это ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо. В России гигиеническими требованиями и санитарными нормами определены критерии безопасности для следующих токсичных веществ, которые могут содержаться в растениеводческой продукции: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк.

Тяжелые металлы	Допустимый уровень, мг/кг, не более
	Зерно продовольственное, в т.ч. пшеница, рожь, ячмень, овес, тритикале, просо, гречиха, рис, кукуруза, сорго	Семена зернобобовых, в т.ч. горох, фасоль, маш, чина, чечевица, нут
Свинец	0,5	0,5
Мышьяк	0,2	0,3
Кадмий	0,1	0,1
ртуть	0,03	0,02

Пестициды - химические соединения, которые применяются в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от вредителей и паразитов, сорных растений, микроорганизмов и вызываемых ими болезней.

Пестициды относят к числу наиболее опасных химических средств с точки зрения загрязнения продуктов питания и влияния на здоровье населения. Нарушение правил хранения, транспортирования и применения пестицидов, низкая культура работы с ними приводят к их накоплению в кормах, продовольственном сырье и пищевых продуктах.

Результаты мониторинга последних лет показывают возрастание общего содержания пестицидов в продуктах растительного и животного происхождения. Статистически достоверное превышение допустимого уровня пестицидов в пять раз и более понимается как экстремальное загрязнение. К сожалению, оно наблюдается в широком ассортименте продуктов питания. Особенно это касается таких продуктов, как картофель, лук репчатый, капуста, помидоры, огурцы, морковь, свекла, яблоки, виноград, пшеница, ячмень и др.

Основными загрязнителями являются некоторые хлор-, ртуть- и фосфорорганические соединения, синтетические пиретроиды, в частности препараты 2,4-Д, бромид метила, прометрин. В продукции обнаруживаются пестициды, применение которых либо запрещено, либо строго ограничено. Примером могут служить хлорорганические соединения - ДДТ, полихлорпинен, гептахлор и др., - использование которых запрещено, однако эта группа препаратов наиболее выявляемая. Это объясняется способностью названных пестицидов накапливаться в почве, их стойкостью к различным физико-химическим факторам. Период полураспада у ДДТ, например, может длиться до 20 лет - через 20 лет только половина первоначально использованного ДДТ разложится до простых соединений. Устойчивость ДДТ способствовала его накоплению в пищевых цепях, что оказывало губительное действие на их концевые звенья. Экспериментально установлено, что ДДТ может вызвать генетические изменения в человеческом организме

Поэтому применение ДДТ запрещено во многих странах, в том числе и в России. Такие компоненты пестицидов, как ртуть и мышьяк, полностью не разрушаются практически никогда: они циркулируют в экосистеме или оказываются захороненными в иле.

Попадая в организм человека, они оказывают разностороннее токсическое действие, в зависимости от особенностей химической структуры и дозы поступления.

Критериями токсичности пестицидов являются величины токсиче­ских и смертельных доз при разных путях поступления в организм: через кожу, легкие или желудочно-кишечный тракт. Многие вещества, будучи малотоксичными, опасны в связи с возможностью мутагенного, тератогенного и канцерогенного действия при влиянии на организм в небольших количествах, близких к реально встречающимся. Они могут оказывать токсическое действие на плод, не принося вреда орга­низму матери и, выделяясь с молоком, затем отрицательно влиять на рост и развитие младенца.

Для снижения остаточных количеств пестицидов в пищевом сырье необходима тщательная кулинарная и технологическая переработка растениеводческой продукции. Известно, что основное количество ФОП и ХОП концентрируется в кожуре плодов и овощей или на ее поверхности, практически не проникая внутрь плода. Поэтому необходима тщательная мойка плодов и овощей. Более эффективным способом снижения остаточных количеств пестицидов в плодах и овощах является очистка их от кожуры, а также кулинарная обработка: варка, жарение, консервирование, изготовление варенья, джема, мармелада и т.д.

При переработке зерновых культур наибольшие количества загрязнителей обнаруживаются обычно в отрубях, наименьшие - в сортовой муке.

Допустимые уровни содержания пестицидов в растениеводческой продукции и растительных пищевых продуктах приведены в табл.

Пестициды	Допустимый уровень, мг/кг, не более
	Зерно продовольственное, в т.ч. пшеница, рожь, ячмень, овес, тритикале, просо, гречиха, рис, кукуруза, сорго	Семена зернобобовых, в т.ч. горох, фасоль, маш, чина, чечевица, нут
ГХЦГ (ά-, β-, γ-изомеры)	0,5	0,5
ДДТ и его метаболиты	0,02	0,05
Гексахлорбензол	0,01 (пшеница)	-
Ртутьорганические, 2,4-Д кислота, ее соли, эфиры	Не допускаются

Нитраты, нитриты, нитрозосоединения. Накопление нитратов в растительной продукции связывают с применением азотных удобрений. Но нитраты не являются для растений чужеродными веществами - это элементы минерального питания растений. Азот органических и минеральных удобрений из почвы поступает в растения в виде катионов NH₄⁺ и анионов NO₃^-. Они хорошо растворяются в воде и вместе с ней поступают по проводящей системе в растения. В корнях, стеблях, листьях и плодах нитраты восстанавливаются до аммония, который становится основой аминокислот и далее белков.

Азот входит также в состав хлорофилла, без которого не возмож­на важнейшая функция зеленого растения - фотосинтез. Не менее важна его роль в образовании многих витаминов. Однако, когда объем поступления нитратов превышает скорость прохождения фотосинтеза, растения не справляются и нитраты накапливаются в различных органах. Внутри клеток образуется нитратный фонд. Концентрация нитратов в растениях может колебаться от нескольких мг до тысяч мг/кг.

Повышенное содержание нитратов в растениях может быть обусловлено не только применением больших доз азотных удобрений, но и рядом других факторов, влияющих на метаболизм азотсодержащих соединений. Такими факторами являются соотношение различных питательных веществ в почве, освещенность, температура, влажность и др. Факторы, тормозящие процесс фотосинтеза, замедляют скорость восстановления нитратов и включения их в состав белков.

Причиной повышенного содержания нитратов в овощах, выращенных под пленкой или в теплицах при большой загущенности посева, является недостаток света. Поэтому растения с повышенной способностью аккумулировать нитраты, не следует выращивать в затемненных местах, например в садах.

На концентрацию нитратов в растениях влияют и сроки уборки. Так, увеличение продолжительности вегетации в весенний период положительно сказывается на снижении содержания нитратов в овощах.

Следует отметить, что содержание нитратов в продукции при транспортировке и хранении иногда может возрастать. Это связано с развитием микрофлоры, способной восстанавливать нитраты под действием ферментов нитратредуктаз. В этой связи приготовленный сок, салаты необходимо употреблять сразу после приготовления.

Кулинарная обработка пищевых продуктов снижает содержание в них нитратов: очистка, мытье и вымачивание - на 5-15%, варка - на 40-80%.

Токсичность нитратов, содержащихся в повышенной концентрации в пищевом сырье и продуктах питания, заключается в том, что они в организме человека и животных под воздействием микроорганизмов пищеварительного тракта и тканевых ферментов превращаются в соли азотистой кислоты - нитриты, которые и отравляют организм.

Механизм токсического действия нитритов на организм заключается в их взаимодействии с гемоглобином крови. Они переводят двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное с образованием метгемоглобина, который ухудшает перенос кислорода в крови, способ­ствует расширению кровеносных сосудов и понижению кровяного давления. 1 мг нитрита может перевести в метгемоглобин около 2000 мг гемоглобина.

В настоящее время дискутируется вопрос об онкогенном действии нитритов. Однако сведения противоречивы. Онкогенное действие нитритов, по-видимому, объясняется тем, что они превращаются в организме в конечном итоге в нитрозосоединения. У людей с пониженной кислотностью желудочного сока из нитратов образуется большое количество нитрозоаминов, которые вызывают рак желудка.

В нашей стране установлены допустимые уровни содержания нитратов в плодоовощной продукции.

Человек относительно легко переносит дозу в 150-200 мг нитратов в сутки, а для грудного ребенка доза 10 мг в сутки является уже токсичной. По рекомендациям ВОЗ допустимой суточной дозой нитратов является 3,65 мг/кг массы человека.

Радионуклиды. Источниками загрязнения окружающей среды радионуклидами могут быть: широкое применение минеральных удобрений, содержащих примеси урана (например, фосфатных), добыча и переработка урановых руд, испытание ядерного оружия, работа ядерных реакторов, переработка ядерного топлива с целью извлечения радионуклидов для нужд народного хозяйства, хра­нение и захоронение радиоактивных отходов. Кроме того, за период с 1971 по 1986 г. в 14 странах мира на предприятиях атомной промыш­ленности произошло 152 аварии разной степени сложности, с разными последствиями для населения и окружающей среды. Аварии произош­ли в Великобритании, США, СССР: самой крупной из них по масшта­бам загрязнения окружающей среды была авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г.

Увеличение естественного радиоактивного фона способствует загрязнению пищевых продуктов радионуклидами, в том числе и растениеводческой продукции. Разли­чают загрязнение поверхностное (воздушное) и структурное. При по­верхностном загрязнении радиоактивные вещества, переносимые воздушной средой, оседают на поверхности растений, частично проникая внутрь растительной ткани. Особенно много радиоактивных веществ удерживается на растениях с ворсистым покровом и с разветвленной наземной частью, в складках листьев и соцветиях. При этом задер­живаются не только растворимые формы радиоактивных соединений, но и нерастворимые. Однако поверхностное загрязнение относитель­но легко удаляется даже через несколько недель.

Структурное загрязнение радионуклидами обусловлено физико-хими­ческими свойствами радиоактивных веществ, составом почвы, физио­логическими особенностями растений. Радионуклиды, выпавшие на поверхности почвы, на протяжении многих лет остаются в ее верхнем слое, постоянно на несколько сантиметров в год мигрируя в более глубокие слои. Это в дальнейшем приводит к накоплению их в боль­шинстве растений с хорошо развитой и глубокой корневой системой. Быстрее всего из почвы в растения поступает стронций-90, стронций-89, йод-131, барий-140 и цезий-137.

Радионуклиды в организм человека поступают с вдыхаемым зараженным воздухом, через употребление в пищу загрязненных продуктов, в результате чего человек подвергается внутреннему облучению; че­рез воздействие на кожу радиоактивных веществ, находящихся в воз­духе и на поверхности земли, - внешнему облучению. Попадая в организм человека, радиоактивные элементы распределяются в орга­нах, тканях, подвергая хроническому облучению костный мозг и кост­ную ткань, повышая риск развития злокачественных новообразований. Для организма человека особенно опасны долгоживущие изотопы це­зий-137 (¹³⁷Cs) и стронций-90 (⁹⁰Sr).

Основными мерами профилактики и помощи при поступлении ра­дионуклидов в организм человека является радиозащитное питание. Прежде всего необходимо максимально уменьшить поступление ра­дионуклидов с пищей, в том числе и растительного происхождения. Для этого пищевое сырье подвергают тщательной мойке, чистке, отде­лению малоценных частей. Таким способом можно удалить от 20 до 60% радионуклидов. Значительная часть радионуклидов переходит в отвар при варке продукции.

Для выведения уже попавших в организм радионуклидов необхо­дима высокобелковая диета. Употребление белка должно быть увели­чено не менее чем на 10% от суточной нормы, для восполнения носи­телей Н-групп, окисляемых активными радикалами, образуемых радио­нуклидами.

В период повышенного радиационного воздействия необходимо для уси­ления биохимических реакций в организме увеличить количество жидко­сти, лучше за счет питья различных соков с мякотью (содержат пектино­вые вещества), хлебного кваса, витаминных напитков, зеленого чая.

Допустимые уровни содержания радионуклидов в растительных продуктах: в зерне зерновых культур продовольственного назначения цезия-137 не более 70, стронция-90 не более 40 мг/кг; в семенах зернобобовых культур цезия-137 не более 50, стронция-90 не более 46 мг/кг.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) широко распространены в окружающей среде. В настоящее время идентифицировано более 200 канцерогенных представителей ПАУ. Из них наиболее типичным и изученным канцерогеном является бенз(а)пирен. Бенз(а)пирен всегда находится вместе с другими ПАУ и по его концентрации оценивают общее загрязнение среды и продуктов питания этими углеводородами.

Основным источником загрязнения окружающей среды бенз(а)пиреном является процесс горения различных веществ. Много его в дымовых газах, копоти и саже. ПАУ образуются в любой пище при ее подгорании.

У людей они вызывают рак кожи, легких, мочевого пузыря и кишечника.

Основное количество бенз(а)пирена находится в поверхностном слое пищевого растительного сырья. Поэтому при обработке вместе с оболочками из продукта удаляется значительное количество этого соединения. С отрубями отходит 30-60% содержащегося в зерне канцерогена, много его уходит с очистками картофеля, с шелухой семян подсолнечника и других масличных культур.

Гигиеническими требованиями и санитарными нормами установлены следующие допустимые уровни бенз(а)пирена: в атмосферном воздухе - 0,001 мкг/м³, в питьевой воде - 0,005 мкг/л, в продовольственном зерне - 0,001 мг/кг.